摘要：随着社会的发展，建筑事业蓬勃发展“火柴盒”式的建筑早已不能满足人们的审美需求了。对于建筑结构设计，人们开始追求与众不同、独树一帜的不规则性建筑结构设计，但是由于不规则的建筑总会引起结构在水平方向上的偏心侧力，不利于结构的抗侧力，给结构设计师带来巨大的挑战。因此，笔者在文中详细说明了高层建筑不规则结构设计的分类，分析了高层建筑结构设计中不规则性设计的发展现状及应当采取的措施。
关键词：高层建筑；不规则性；发展现状；措施
1.我国高层建筑不规则结构的现状
在经济全球化与科学技术高新化发展的今天，我国各行各业也在不断进步与发展，近些年来，随着人口的增加，我国房地产业、建筑业的发展势头较为迅猛，许多大中小城市都在不断的扩建和改造，多元化的建筑设计成为了人们新的追求。在追求个性解放的动力驱使下，设计师和民众渐渐改变了建筑物务必规则与对称的传统观念，更多地尝试去设计一些不规则、不对称的多样化、标新立异结构的建筑物。随着现代人们的观念逐渐的改变，各大城市中已经出现了很多不规则的复杂结构建筑物，这是我国乃至全球范围内建筑行业今后的发展新方向。另一方面，尽管不规则和不对称结构的建筑物使城市更加美丽和繁华，但这意味着其设计和建造对于设计人员和建筑施工人员的要求也将会更高更严格。
2.高层建筑不规则结构的分类
2.1高层建筑物中侧向刚度结构不规则
判断高层建筑物的侧向刚度结构的依据是本楼层中侧向刚度取值是否小于该楼层相邻上层侧向刚度平均值的70%，或者小于本楼层上面相邻的三个楼层该值平均值的80%，除去顶层以外，楼层局部收进的水平方向数值不小于与本层相邻下一层的25%。
2.2高层建筑物中竖向抗侧力部分构件不连续
高层建筑物中竖向抗侧力部分构件不连续现象比较常见，而判断高层建筑物中竖向抗侧力部分构件不连续的标准是竖直方向上的部分抗侧力构件自身的内力，借助水平转换构件使之向下传递。
2.3楼层承载力突变
楼层承载力突变也是不规则结构中的一个类别。判断承载力是否突变的标准是楼层之间的抗侧力结构抗剪力数值小于与其相邻上层该值的80%。
2.4楼层间质量突变
楼层间质量突变一般是本楼层的质量大于与其相邻的下面一个楼层质量的1.5倍。
2.5高层建筑物楼板扭转不规则
一般来说，高层建筑物楼板扭转不规则设计也是建筑设计师们要考虑的设计问题之一。其判断依据是本楼层弹性水平位移的最大值要大于其两端处弹性水平位移的平均值的1.2倍，或者本楼层最大的层间位移要大于其两端处的层间位移的平均值的1.2倍。
2.6高层建筑物楼板凹凸不规则
高层建筑结构设计还包括建筑物楼板凹凸不规则设计，其判断标准是结构平面凹进一侧（如客厅、储物室的降板）尺寸大于该楼板投影方向上面总尺寸的30%。
2.7高层建筑物楼板局部产生不连续
高层建筑物楼板局部产生不连续的判断依据是本层楼板设计尺寸与平面刚度是否发生急剧突然的变化。如楼梯局部反梁结构突起部位是否出现不连续的情况。
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3.不规则高层建筑结构设计中应采取的措施
根据相关的经验以及相关技术人员的一系列研究表明：在地震中容易受到破坏的建筑结构往往是那些平面存在不规则性，并且建筑物的质量与刚度偏心以及抗扭转刚度太弱的结构。在技术人员的进一步研究中表明：扭转效应对建筑结构的破坏是特别严重的。所以在实际工程中需要对建筑结构的扭转效应加以限制。例如可以尽量对建筑物设计结构平面上的不规则进行控制，这就能够防止较大偏心的出现，进而使得建筑物的内部结构出现明显的扭转效应；另外，还可以在一定的条件下尽量增强高层建筑物设计结构的扭转刚度，抑制其太脆弱而产生破坏。因此，有效研究减少建筑物内部结构扭转效应的对策就成为设计过程中所要重点关注的问题。
3.1 提高建筑物抗扭构件的抗剪力
抗震设计是所有建筑都必须考虑的问题，因为这关系到居住人员的生命财产安全问题。这在高层建筑结构设计的不规则中也应该得到重视。高层建筑物的抗震设计就是达到建筑物在地震时尽量保持着安然无恙的效果，这单单依靠结构布局的调整是不够的，由于建筑物结构在非弹性时期内，对称、规则的结构会因为双向水平的震动作用产生形态变化进而出现偏心现象，那么考虑结构本身的抗震性能就可以来强化建筑物中受抗扭效应制约的结构的抗剪性能，这样就可保证建筑物在地震的时候还会处于整体弹性的状态。
3.2 控制高层建筑物结构的抗扭刚度与抗侧刚度之比
在建筑物结构设计的时候必须要想方设法的减小其结构周期，这是因为高层建筑物内部结构中扭转效应和结构周期之比的二次方趋于一种线性的关系。比如说在设计楼层剪力墙时，要在条件允许的情况下加厚或加长相邻的剪力墙，尤其是要注重距离刚心比较远的剪力墙。通常使建筑物结构中抗扭刚度加大的方法是在相应构件上增设拉梁，并且尽量缩短其结构扭转周期，另外也可以加大相邻连梁刚度来达到目的。
3.3 在结构中加设防震缝来减小地震造成的破坏
现代建筑工程中越来越多地出现一些复杂的各类建筑结构，这都是由于实际条件限制而使得无法将平面结构设计成规则或是对称的结构，这时就有必要设置规范的防震缝来把结构分解成相对简单的单一结构个体，其中还要注意在设置抗震缝的过程中，若两侧的构件体系差异较大或者对震动反应表现不同之时，那么抗震缝的设计宽度就要更多的考虑薄弱一侧的结构构件；而当结构相邻的建筑构件基础沉降量比较大的时候，也可增设兼做沉降缝的建筑抗震缝。
3.4 建筑结构设计中的偏心距减小
相关经验和一些科学研究表明在一定条件下，高层建筑物结构设计中的偏心距和扭转效应呈线性关系，那么可以控制建筑物结构在平面上的布置，让其设计结构的刚心与质心最大程度的接近，这样就能有效的减小楼层之间的位移比，进而改善建筑物内部结构中的扭转效应。在工程实际的设计过程中，首先就要进行准确的初步计算，在找到结构的刚心和质心后加以分析，并调整整个建筑结构在平面布置上的不对称和不规则性，与此同时，还要运用有关数据和条件，加之实践经验来判断出建筑物平面结构的实际刚度分布，以便能够有效增减偏离质心的抗侧力结构构件，使结构偏心距尽量减小。
结束语：
综上所述，在各类建筑事业快速发展的今天，不规则的高层建筑吸引眼球，成为一个发展趋势，但是相对规则建筑而言，通过对建筑结构不规则性的判断，高层不规则性建筑的设计和施工对安全性、竞技性、合理性也提出了更高的要求，这无疑是一个巨大的挑战。因此，设计人员建筑设计师在进行高层不规则性建筑设计时。要重点考虑建筑物的薄弱构件环节，不断提高、强化控制手段，对高层建筑的不规则性进行更深层次的研究和创新，为高层不规则性建筑的发展做出自己的贡献。
参考文献
[1]赵丽清．浅谈高层建筑结构分析与设计[J].山西建筑。2009.
[2]韩辉.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理[J].中外建筑.2010.
[3]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.
论文作者:赵一
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/2
标签：建筑物论文; 结构论文; 不规则论文; 规则性论文; 刚度论文; 楼层论文; 高层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;