摘要：不规则设计对于建筑的美观性具有一定的作用，然而其不会对建筑结构的刚度产生显著的影响，具体表现为不规则以及不连续问题。对于这方面的问题如果不进行科学合理的设计，就会对整个建筑结构的安全性和稳定性构成威胁，从而埋下重大的安全隐患。本文针对高层建筑不规则性结构的两种主要类型做了细致的分析，最后具体阐述了加强不规则设计的有效以及具体实践问题。
关键词：高层建筑结构设计；不规则性；应用
引言
随着社会的不断发展，人们生活水平的稳步提升，我国高层建筑的数量在不断的增加，在建筑行业的发展当中，得到了更为广泛的关注。因此，提升高层建筑的抗震能力，这对于高层建筑发展来说，具有重要意义。就我国高层建筑发展来看，其建筑特色具有着不规则性，不规则高层建筑的结构对于抗震来说，具有重要意义。
1建筑不规则结构种类
1.1平面不规则
毫无疑问如果平面质量存在偏心问题，必然会对建筑平面不规则造成一定的影响，建筑中所使用的结构构件其截面尺寸如果存在差异会引起质量偏心问题，另外，在施工过程中以及建筑使用过程中同样有可能引起质量偏心问题；再就是平面刚度如果存在偏心同样会影响到建筑平面不规则性，平面刚度又可以细分为平面外刚度以及平面内刚度，所谓平面内刚度指的是和载荷作用方向相同的刚度，相反地，和载荷作用方向相反的刚度称之为平面外刚度。在建筑施工的过程中，受到施工条件以及周围施工环境的影响，此外，不同结构构件承担的载荷一般也存在差异，这些因素的存在造成平面结构刚度不均匀，造成偏心问题；最后就是平面强度，如果存在偏心也会影响到建筑平面不规则性，通常情况下，不管是设计人员还是施工人员都只注重平面刚度偏心问题以及平面质量偏心问题，而强度偏心问题却经常被忽视。在建筑施工过程中，不管是钢筋还是混凝土都存在选择不确定性，这必然会导致建筑结构的设计强度和实际施工强度之间不完全一致，使得结构构件截面存在不同程度的强度偏心，最终对结构的不规则性产生影响。
1.2竖向不规则性
竖向不规则类型的可以分为四种：侧向刚度不规则、竖向抗侧力不规则、质量突变、承载力突变。四种竖向不规则类型分别对建筑刚度、抗侧力、楼层质量和楼层承载力进行判断。由于现代建筑对底部大空间使用要求较高，转换结构成为一种常见结构形式。以国外某中央银行大厦为例，结构形式为带转换层的框架-核心筒结构，其中上部的 64 根柱子是通过托柱转换，由 10 根框支柱转换，就是典型的竖向抗侧力构件不连续，同时亦存在楼层承载力突变。必须通过严格计算并采用相应的加强措施，以保证结构的抗震性能满足设计要求。
2加强不规则设计合理性方法以及实践
2.1 降低建筑结构偏心距
建筑结构如果存在偏心距会在一定成程度上影响高层建筑的质量，所以，在设计的时候就应该尽可能的降低建筑结构偏心距，从源头上消除不利因素，以此来保证整个建筑的安全稳定。通常情况下，为使得建筑结构中的扭转效应得到有效的改善，最好的措施就是对建筑的整体布局进行合理调整，尽可能降低楼层的位移比，减小质心和刚心之间的距离，可以有效提升建筑的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体降低偏心距的措施有：首先计算分析建筑结构，在此基础上适当的调整建筑结构中的不规则平面布局，然后再对调整后的建筑机构进行计算分析，对其进行准确验算，保证所得数据万无一失。建筑的质心和刚心可以通过上述的计算来确定，此外，通过计算能够详细且准确的掌握建筑结构刚度分布状况，在此基础上再对抗侧力结构构件作出适当调整，进一步提升高层建筑的稳定性。
2.2建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比数值的调整
高层建筑结构的扭转效应和其结构周期数值存在一定的连接关系，其二者平方始终呈线性的数值关系，因此，其相关的建筑设计施工人员在开展建筑设施设计的工作过程中，必须要考量其建筑结构的周期数值，尽可能的降低其周期，在对剪力墙进行设计时，需要控制好其潜力强的厚度以及长度等，在其相应的范围内对其剪力墙的厚度数值等进行调整，尽可能的加长其剪力墙的长度，同时其还应当对一些和刚心距离比较远的剪力墙进行高度的重视和调整，在其结构的边缘位置上设立拉梁，另外其还应当降低其建筑结构实际的扭转周期数值，对其周边的连梁刚度进行实时的调整。
2.3改进高层建筑结构的刚度
除了建筑偏心距和扭转效应具有一定的线性关系外，建筑结构周期和扭转效应之间也存在着一定的线性关系。因此，在实际的高层建筑设计过程中，针对不规则建筑结构的周期长度，应该尽可能的降低。尤其是在设计剪力墙结构的过程中，一定不能忽视对强立墙的关注，展开合理科学的设计，增加建筑结构的扭转刚度，进而降低设计结构的扭转周期，最大程度提高拉梁刚度。比如，某建筑工程在设计过程中，对剪力墙的厚度适当提高，并且在建筑结构的边缘设置了一定的拉梁，缩短建筑结构自我诊断的周期，进而减弱高层建筑主体结构的扭转效应。
2.4对超限不规则建筑进行抗震超限审查
由于建筑使用功能要求，当采用不规则建筑变成不可避免时，则结构师在设计过程中，需要对结构的不规则项进行定性、定量判断，针对不规则项进行验算及采用加强措施。结构是否超限可以由住建部下发文件《建质[2015]67 号》判定。在小震作用下补充弹性时程分析，根据弹性时程分析结果调整传统 CQC 法的楼层剪力，并补充设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性分析。弹塑性地震分析有静力弹塑性及动力弹塑性（弹塑性时程分析方法）等方法，设计时应根据建筑高度、结构不规则程度及结构自震周期等选择合适的方法。以作者设计的番禺祈福新邨某高度为170m 的超高层建筑为例，由于楼高超过 B 级建筑高度限值，并且存在多项不规则项，设计中我们采用了小震下的弹性时程分析，中震及大震采用了等效弹性分析，并且对楼板应力进行验算，最终通过了超限高层抗震专项审查。
2.5提高高层建筑结构抗剪力
在建筑存在很强的震动情况下，通过上述方面调整改变建筑的内部结构，不能够满足国家关于高层建筑结构的具体规范，在建筑结构设计的过程中，只有不断的提高高层建筑结构的抗剪力，才能够在具有强烈震动的情况下，提高建筑的抗震性能，保证高层建筑结构设计具有完整的弹性。比如，某一工程在建筑过程中发现，非弹性时期的设计，会让建筑受到来自水平方向的震动影响，并且原本对称性的建筑结构会因为震动而产生形态上的改变，进而造成结构的偏心。由此可知，保持高层建筑的纵横安全性是提高建筑结构稳定的根本条件。
结语
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。
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论文作者:陶奇春
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/3
标签：建筑结构论文; 刚度论文; 不规则论文; 建筑论文; 结构论文; 偏心论文; 高层建筑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;