摘要：随着经济的不断发展，我国高层建筑的数量也随之越来越多。人们审美观念的变化，也使得高层建筑结构的不规则性得到了越来越多的体现，高层结构建筑的不规则性是对设计技术的严峻挑战。本文结合高层不规则建筑的发展现状，分析了高层不规则建筑的类型，对高层建筑结构设计不规则性及应用进行了简要的探讨，以期对高层建筑不规则结构的发展带来积极影响。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性
现如今，建筑行业得到了突飞猛进的变革及发展，诸多新兴建筑拔地而起，并且高层建筑结构设计上的不规则性变得随处可见，诸如建筑物自身竖向刚度上的不规则、局部楼板的不规则、平面凹凸的不规则等。对于高层不规则建筑来讲，虽然不规则建筑能够给人们带来良好的视觉体验，但是需要设计人员对不规则性进行准确地判断，只有这样才能确保建筑结构的稳定性及安全性。
一、高层不规则建筑的发展现状
随着我国科学技术水平的逐步提升，我国建筑行业也在不断的发展。随着城市的不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构。随着人们的观念的转变，现如今大城市中出现了许许多多的复杂体型和不规则结构，这种趋势在某种程度上代表了我国以后建筑的发展方向。
虽然这些不对称、不规则的建筑结构给城市增添不少亮丽的风景，但是它们的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。
二、高层建筑不规则结构的类型
在高层建筑工程中，不规则的结构分型主要包括以下两种：
2.1 不规则的平面结构
（1）不规则扭转：一般以建筑楼层两端的弹性水平位移情况作为不规则扭转的判断依据，当高层建筑楼层的弹性水平位移超过其平均数的1.2倍，或者每一层发生的位移超过楼层两端发生的位移平均数的1.2倍，在这样的情况下，不规则性扭转也就不会发生。
（2）不规则凹凸：设计者在实际工作中，会将整个建筑结构投影方向的尺寸总值作为不规则凹凸的判断依据。要求建筑结构平面凹进的面积不能够小于30%。这样才能够保证建筑结构的规则性与对称性。
（3）不连续的楼板结构：在高层建筑结构设计与施工过程中，设计者一般会对结构平面的刚度以及楼板进行全面观察，如果没有出现急剧改变的情况，这就表示楼板具有连续性，整个结构达到了规则性、对称性的要求。
2.2 不规则的竖向结构
（1）不规则的倾向刚度：在高层建筑结构中，我们需要将某一楼层与相邻的上一个楼层进行比较，如果该楼层的倾向刚度高于70%，或者是该楼层比上方相邻的三个楼层的平均倾向刚度低于80%，这就表示建筑结构出现了不规则倾向刚度。在不计算顶层尺寸的基础上，我们将该楼层与相邻下层水平方向尺寸进行比较，当如果本楼层的收进部分低于25%，这就表示建筑结构具有不规则性。
（2）不连续的竖向抗侧力：在高层建筑结构的垂直方向上，如果结构抗侧力构件所受到的内力从水平转变为垂直，那么这就表示其缺乏一定的连续性。
（3）楼层承载力不足：设计者在对其进行观察的过程中，一般会将楼层与上一层楼层的抗侧力构件的受剪情况进行比较，要求本楼层的受剪情况不得大于80%。
（4）楼层的质量问题：在对楼层质量进行分析的过程中，设计者一般会将其与相邻的下一个楼层进行判断与比较，要求该楼层的质量超过下一楼层质量的1.5倍，只有这样才能够满足其质量要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、高层建筑结构设计中不规则性的应用
大量的研究数据显示，在遭受地震、泥石流等外界自然环境灾害时，不规则的高层建筑 往往更加不稳定，在自然灾害中遭受的破坏更大，质量和刚度偏心、抗扭转刚度太弱等缺点 直接导致其稳定性不如普通的规则建筑。扭转效应对高层不规则建筑的破坏性最大，在高层 不规则建筑的设计施工中需采取相应的措施来降低高层建筑结构平面的不规则性，间接消 除高层建筑结构扭转效应。
1.降低高层建筑结构的相对偏心距
大量的研究数据表明，扭转效应与相对偏心距之间存在着线性关系，想要降低扭转效应 对高层不规则建筑的稳定性的影响，可以从减小相对偏心距来考虑。在施工过程中可以缩小 不同楼层之间的位移比，继而确保整个建筑的质心和刚心的位置不会偏移太多。受制于实际 施工中各种因素的影响，前期计算的结果也未必是准确的，需要边施工边进行各种分析，调 整建筑平面的不规则性布置，由此得到准确的质心和刚心的位置。如果无法通过减小楼层之 间的位移比来将质心和刚心拉近距离，则需要在距离质心较远的位置增加抗侧力构件。
2.调整高层建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度
高层不规则建筑的扭转效应与结构周期比的平方之间存在线性关系，想要降低扭转效应 对高层不规则建筑的稳定性的影响，可以考虑减小平动的周期。具体的施工措施有：加长或 加厚周边的剪力墙、在结构的边缘增加拉梁、增加周边连梁的刚度。对于各种手段的合理运 用，能够在一定程度上弥补高层结构建筑扭转效应的不良影响。
3.提高周边抗扭构件的抗剪力
高层不规则结构建筑在发生地质灾害时稳定性不够，受到的伤害比较大，其根本原因是 因为抗扭组件的抗剪力不够，即组件自身的强度不够。在外界条件剧烈变动的情况下，如狂 风、地震，高层不规则建筑水平方向的应力会急剧改变，此时可能导致建筑自身的结构发生 一定的变化，上层建筑向着某一方向出现了微小的位移，就会导致建筑结构的偏心，偏心程 度过大就会对建筑结构自身造成永久性损伤。为了保证高层不规则建筑在外界条件变动的情 况下仍能保持自身结构的稳定性，不仅需要依靠结构的调整和布置，还需要强化抗扭组件的 抗剪能力，让建筑物产生弹性形变，以此提高建筑整体的稳定性。
4.设置防震缝
在高层结构筑的实际施工过程中，防震缝的设计和使用能够在一定程度上辅助维持高层 不规则建筑的稳定性。由于高层不规则建筑形态上的特殊性，防震缝两边无法做到完全相同 的结构体系，这就会导致在地震发生时两边的效应完全不同，此时需要根据不利一侧的结果 来设置防震缝的宽度，增加建筑整体的稳定性。防震缝设计的另一个好处就是地震发生时，如果建筑的结构基础出现的沉降现象，防震缝可以作为沉降缝来使用，同样可以辅助维持建 筑的整体稳定性。
四、结语
总之，不规则高层建筑的出现既给人们的视觉带来了新的体验，也对设计人员提出了更 高的要求。相关设计人员在设计高层不规则建筑结构时，应当尽量避免结构中存在薄弱部位，充分保障建筑整体的稳定性。虽然当前高层不规则建筑结构的设计和应用尚且存在一定的问 题，但是笔者相信随着相关技术的发展及设计水平的提升，这些问题势必能够得到很好地解 决及完善，从而在增加高层建筑美观性的同时也能确保其安全性和稳定性。
参考文献：
[1]李涌.不规则性在高层建筑结构设计中的应用分析[J].建材发展导向：下，2012（3）：113-114.
[2]贺躲.对建筑结构设计不规则性问题的分析[J].低碳世界，2014（18）：254-255.
[3]李国富，周军，王庆华，等.建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].江西建材，2013（2）：149-150.
[4]辛红军.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技资讯，2012（11）：269.
论文作者:谭仲周
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签：不规则论文; 规则性论文; 高层论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 楼层论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第29期论文;