摘要：随着社会经济的高速发展，城市化进程不断提速。大量的人口由乡村涌向城市，使得城市的建设用地资源趋于紧张，高层建筑正是适应这种需求而得到广泛建设。但是高层建筑由于其特殊性，在结构设计上十分复杂，要考虑很多因素，再加上新时期消费者对建筑审美的改变，造成高层建筑开始趋于不规则结构设计。本文主要针对高层建筑结构设计不规则性展开研究，为建设单位提供借鉴。
关键词：结构设计；不规则性；高层建筑
高层建筑占地面积相对较小，更加适应城市化的需要，有效解决城市居民的住房问题。在高层建筑结构设计中，受到建筑物功能要求、外部环境、安全性、舒适性的影响，不规则的结构设计反而更能适应现代化的城市需要，同时也满足了新时期购房者的审美要求。但是现阶段高层建筑结构设计的不规则性尚且存在着一定的难题，需要有关单位深入研究，完善设计方案，为消费者提供实用美观的高层建筑。
1 目前高层建筑结构设计不规则性的优缺点及现状
1.1高层建筑不规则性的优缺点
在实际建设项目中，通常会将高层建筑不规则结构设计分为两种，一种平面不规则结构，一种为竖向不规则结构，而且上述两种结构都存在着一定的缺陷。首先，研究平面不规则结构的特征。从设计的角度来看，利用平面不规则的特点来设计的建筑物，其平面质量、平面刚度以及平面形状都会出现一定程度的偏心。这会对高层建筑的具体施工及完工后建筑物的运行安全造成严重的不良影响。其次，从实际施工的角度来看，大部分采用不规则结构的高层建筑施工项目，其设计阶段和施工阶段所面临的挑战都远远高于其他高层建筑项目，特别是在工程造价方面，更是会给投资单位带来极大的压力。最后，建筑物如果遭遇到地震、台风等自然灾害时，不规则结构设计通常更容易受到破坏，造成的经济损失也更大。
当然，不规则结构并非只有缺点，它之所以可以在近些年受到消费者的青睐，是由于不规则结构与常规结构相比依然存在着其独有的优势。第一，不规则结构更加贴合新时代民众的审美理念，对于市容市貌的建设有所助益，甚至可以凭借自身独特的建筑外观为当地带了经济效益，最大限度地将城市的个性化展现给民众。第二，不规则结构可以改变市民的固有观念。由于不规则结构打破了传统设计理念中对称、均匀的固有观念，启发了市民对新事物的追求，有利于现代建筑艺术的发展[1]。
1.2现阶段不规则高层建筑设计的现状
目前，很多城市的高层建筑在设计阶段都会考虑采用不规则结构，而且，经过多年的发展，不规则结构的高层建筑收到很多民众的喜爱，取得设计之初的理想效果，进一步提升了高层建筑的经济效益。但是，现阶段还是有各别高层建筑对不规则结构设计的理解不够深刻，在应用时不够成熟，导致建筑施工的成本、质量、进度受到负面影响，特别是少数高层建筑物的安全性令人担忧。因此，有关单位要深入分析高层建筑应用不规则结构设计时存在的隐患，并针对性的提出应对方案，将不规则结构的风险控制在一定范围。
2 不规则高层建筑结构发展存在的问题
2.1不规则建筑物的超高限问题
不规则结构设计对建筑物的高度有着严格的要求，因为，建筑物的高度越高，很多结构参数都会产生质变，有很大的可能会脱离原有的安全系数范围，从而影响到高层建筑整体的施工质量与使用安全。现阶段，依靠着不断升级改进的施工技术，高层建筑的施工难度有所降低，但是这并非建筑物一味追求高度的理由，一旦不规则结构的高层建筑超出安全的高度限制，其抗震强度与稳定性都会有所下降，所以，在施工设计方案中一定要对建筑物高度进行专家组论证，通过科学试验，将建筑物超高限所带来的隐患降到最低[2]。
2.2材料的选用和结构体系存在问题
现阶段国内高层建筑不规则结构设计所能考虑的结构体系主要有三种，依次为：框―筒体系、筒中筒体系、框架―支撑体系，不规则结构所使用的建筑材料局限于钢结构与钢筋混凝土结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，因为高层建筑不规则结构设计要考虑到诸多因素，所以对材料与结构体系的要求更高，现有的可以选用的材料与结构体系很难满足当前的施工要求，从而影响到高层建筑不规则结构的稳定性。
2.3抗震设防烈度较低
从实际情况来看，很多不规则结构的高层建筑的抗震强度降低，存在着安全风险，这很大程度是由于结构设计的不规则性而产生的。另一方面，因为现在的抗震设防标准较低，具体抗震系数的计算方法和高层建筑结构设计安全标准尚且存在一定的缺陷，再加上高层建筑的工程造价负担，这些因素都会干扰到不规则结构的高层建筑的抗震强度。
3 高层建筑结构设计不规则性的应用
无论是常规建筑还是高层建筑都面临着自然灾害的威胁，特别是在面对地震、台风等破坏力较大的自然灾害时，不规则结构的高层建筑更容易遭到破坏。而且，高层建筑很容易产生扭转效应，所以施工单位要对高层建筑可能出现的扭转效应采取一定的应对方案。这就对高层建筑结构设计不规则性的应用提出了更严格的要求。
3.1相对偏心距的有效降低
高层建筑工程项目在实际的建设过程中，其进行结构设计的时候，需要考虑的便是相对偏心距与扭转效应之间的线性关系，从而更好的进行高层建筑。比如，结构扭转效应的降低，可通过对结构平面布置优化调整来实现。在高层建筑工程项目施工建设过程中，可通过计算析，对平面的不规则性进行适当的调整，根据计算结果进行综合分析研究，然后在确定其钢心以及质心。通过实践经验和分析研究，对高层建筑及其内部的刚度部位做出准确的判断，尤其在离质心较远处，建议适当的对其抗侧力进行增减[3]。
3.2优化调整扭刚度以及抗侧刚度
在建筑物的实际建设中，结构周期的产生均会同扭转效应平方值存在一定的关系，即线性关系，为此需要在高层建筑结构进行设计共组的时候将建筑周期适当的做出调整，以达到符合建筑设计要求的目的。在此过程中，建议利用拉梁布设方法，强化结构抗扭刚度，并以此来缩短整个建筑结构的实际扭转周期[4]。
3.3提高周边抗扭构建的抗剪力
实践中可以看到，完全依赖结构布局或者结构调整，是难以确保建筑结构尤其是高层抗震安全性的。在上述原因的影响下建筑结构的设计应该不断强化受抗扭效应制约构件的抗剪性，进而保障高层建筑的质量，防止其在强烈震动影响下，高层建筑结构的弹性状态不足。实现提高建筑物抗震性的目的。
3.4设置防震缝
高层建筑施工中通常会遇到设计结构较为复杂的情况，为此设计人员可以在设计时适当的设置防震缝。在高层建筑中设置防震缝可以有效提高其稳定性，如果防震缝在设置时两侧的结构体系存在不同，其发生的地震反应效应也是不一样的，因此应该以结构较为不利的一侧为基础进行防震缝的设计工作。当相邻的建筑结构基础沉降较大，在设计防震缝是可以同时把其作为沉降缝进行使用。
4 结束语
综上所述，新时期的高层建筑结构设计中不规则性得到了充分的体现。但是这种设计不规则性，一方面因为不平衡会影响到高层建筑的稳定性，另一方面也对建设施工技术提出了更高的要求。因此，为了确保高层建筑的施工质量与使用安全，要合理利用建设条件，规范设计标准，在保证安全性的前提上，不断改进结构设计不规则理念，推动建筑行业的进步。
参考文献
[1]陈华新.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].建材与装饰,2015,(50):67-68.
[2]魏永智.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].民营科技,2014,(8):203.
[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,(11):69.
[4]范文彬,唐明忠.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].建筑设计管理,2014,(6):72-74.
论文作者:董青
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/14
标签：高层建筑论文; 不规则论文; 规则性论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2017年第35期论文;