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摘要：近年来，我国建筑行业的施工技术及设备水平开始不断的提升：和发展，建筑企业开始大力开展研发建筑设施种类的工作，使得各式各样的不规则高层建筑设施涌现，推动了我国城市化的发展进程。其结构自身的不规则特性，会给其相关的施工设计人员带来极大的挑战，无形之中增加了其施工以及设计等多方面工作的难度，所以，在实际的工程项目结构的设计工作中，其相关的设计人员必须要从实际状况处罚，保障其结构设计的对称性等，降低其建筑结构所受到的各类水平以及条件的影响。
关键词：高层建筑；不规则；结构设计；应用研究
1常见的不规则建筑结构类型
现代建筑中，不规则建筑分为平面不规则与竖向不规则2种。平面不规则建筑又包括楼板局部不连续、扭转不规则以及凹凸不规则3种；竖向不规则主要指楼层的侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续以及楼层承载力突变。下文主要对这2种不规则建筑进行论述。
1.1竖向不规则
在建筑不规则设计中，平面不规则是建筑不规则的一种类型，竖向不规则也是建筑不规则的一种表现类型，通常将竖向不规则类型的特点分为以下几点：（1）建筑的侧向刚度不规则，判断建筑是否为侧向刚度不规则的标准为侧向刚度值，如果某楼层的侧向刚度与上一楼层的侧向刚度值相比较小，并小于上一楼层的70%，并且水平向的收进尺寸比下一楼层的水平向收进尺寸大，且大于25%，那么可以将这一建筑判断为侧向刚度不规则；（2）竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递，为竖向不规则；（3）竖向不规则设计类型的判读标准为楼层的承载力，如果楼层的承载力发生变化，并且楼层间的抗侧力结构受到的剪力小于上一层的结构受到剪力的80%，那么可判断建筑为竖向不规则类型。
1.2平面不规则
第一，扭转不规则：如果建筑结构的某楼层，其最大限度的弹性位移，超过了相邻楼层的水平弹性位移1.2倍时，则该建筑物存在扭转不规则情况。第二，凹凸不规则：如果建筑结构存在较明显凹进情况，而且凹进位置的面积超过了其投影面积的30%时，则属于凹凸不规则。第三，楼板局部不连续：如果某建筑物局部的尺寸，或者平面的刚度存在较大的差异，则可以认为该建筑存在楼板局部不连续的情况。该情况非常类似于凹凸不规则结构，例如建筑物的楼板上开洞的面积超过了该楼板的30%以上的面积，或局部的宽度超过了楼板有效宽度的50%以上。
2高层建筑不规则结构设计的应用
当地震来临时，其会对一些不规则性的建筑结构设施产生极为强烈的破坏，另外其还会影响到该建筑设施的质量以及刚度偏心程度。其相关的施工人员应当找出不规则高层建筑结构设计的要点，处理好扭转效应对其建筑结构破坏等的问题，在实际的施工过程中，要懂得合理的限制其扭转效用。首先，要对建筑结构的平面不规则层面进行合理的布置，控制好其应用的强度，防止其出现过大偏心等的问题，降低其实际的扭转效用；其次，需要在规定的范围中提升其自身建筑结构的扭转刚度，避免其刚度低下，无法精准的判定其自振周期。当其扭转周期和平动周期相近时，其受到振动耦连的作用，其建筑结构的扭转效用会比较明显。
2.1有效减少建筑物结构偏心距离
在当前阶段高层建筑结构具体设计当中，必须要有效减少不规则性结构设计中建筑物结构相对偏心距离，据相关资料显示，高层建筑的扭转效应和建筑物相对偏心距其实质属于线性关系。为了能够确保高层建筑扭转效应，就必须要尽最大可能减少位移数值。在实际高层建筑结构设计当中，需要借助模型分析和计算，从而有效保证建筑物总体质量和刚度。并且还需细致划分建筑物整体结构情况，使质量中心较远的抗侧力构建数量可以有效减少，与此同时还一定要使建筑物之间的相对偏心距离得以有效减少。
2.2对建筑结构抗侧与抗扭刚度比进行合理纠正
通过对之前高层建筑的研究，发现高层建筑扭转效应与结构周期之间息息相关，基于此种情况使建筑物结构周期减少就能够确保整体结构扭转效应得以有效减少。在具体高层建筑不规则性结构设计中，想要使稳定性得到良好保证，在设计中就必须要科学增加剪力墙面积，或者是使剪力墙的厚度得以有效增强，其中还必须要关注建筑物刚度中心距离较远的剪力墙。根据高层建筑结构不规则性设计，抗扭刚度设计有十分深远的意义，对拉梁设置进行合理利用，可以使不规则结构设计抗扭刚度得到有效增加，使高层家族建筑结构的扭转周期可以有效减少。
2.3提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力
在地震双向水平作用条件下，高层建筑的整体结构会发生一定程度的变形，如果该变形尚且处于弹性时期，那么还能够恢复正常，建筑的整体形状不会出现改变，但是如果该变形进入了非弹性时期，那么该部分变形将无法恢复，也就是说建筑的整体形状发生了改变，这必将引起偏心问题。因此，为了保证建筑在地震情况下部出现偏心问题，相关设计人员在设计的时候应该综合考虑建筑抗震规范以及建筑抗震性能等问题，适当的提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力，以确保地震作用下建筑部出现形状改变，使得不规则建筑的整体刚度得以强化。
2.4在建筑结构设计中合理设置防震缝
由于建筑结构的不规则性特点，使得建筑结构在设计和施工时的实际作用效果不仅会受到建设在功能要求方面的影响，也会受到其内部构造的限制，导致建筑结构的各个构件难以形成整体作用效果，影响了建筑结构的整体稳定性，因此还需要设置防震缝来增强建筑的抗震性能。在设计防震缝时，设计的重点是使防震缝两侧不规则的构件实现连接的稳定性。由于建筑结构不规则，两侧的的构件在地震反应中存在较大的差异，因此如果两个相邻构件具有较大的基础沉降时，应将抗震性较弱的构件作为防震缝设计中的重点关注对象，可以在设计中增设沉降缝，以提高其抗震性能。同时，通过设置防震缝还可以对建筑的整体结构进行划分，使其形成多个区域，从而分散建筑结构的受力，使建筑结构的整体抗震能力得到有效的增强。另外，在设置防震缝时不仅要考虑施工区域的地震等级数据，还要充分结合建筑的实际建设情况，根据建筑结构的作用效果来设计防震缝。
3建筑不规则设计实例
下图所示为位于北京的CCTV总部大楼，该建筑其设计可谓是另辟蹊径，就设计而言，不管是在重力结构还是在高度上面临的挑战都非常大。该建筑的空间形态好像2个“Z”字进行缠绕交叉，为三维环形形态。不可否认的是CCTV总部大楼是建筑不规则设计的典型，向人们很好的展现了不规则结构的魅力以及我国不规则设计技术水平。相对于传统建筑而言，该建筑的成功建设无疑是一次很大的突破，对传统建筑风格进行了非常大的创新，并且将很多时代元素融入其中，具有非常重要的现实意义。
4结束语
在高层建筑结构的设计工作中，其建筑结构不规则的特性会使得其建筑结构的建模以及布置等工作变得更加的困难。其会间接性的影响到整体建筑结构的布置状态，其设计人员在设计一些不规则的建筑设施时，应当最大限度的降低其建筑结构呈现出薄弱的部位问题的发生频率，处理好高层建筑结构的各项问题。随着我国互联网信息技术的发展，其建筑结构计算模型工作的开展会变得更为的便利，同时其所反馈并计算出的数值会更加的准确，可以实时的且精准的反应出实际的施工状况。
参考文献
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[2]王海波.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用分析[J].价值工程，2016，3507：107-108.
[3]李钱.基于地震易损性的防屈曲支撑对不规则超限高层结构抗震性能影响研究[D].广州大学，2015.
论文作者:方苏海
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/25
标签：不规则论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 建筑论文; 结构论文; 高层建筑论文; 规则性论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;