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摘要：城市化程度不断加深，高层建筑的数量也在逐渐增加，但是不规则设计的建筑结构存在的问题也显露出来。本文针对高层建筑中不规则结构的主要特点进行简单了解，继而对高层建筑中的不规则结构设计进行具体的划分，在此基础上，提出了高层建筑的不规则机构的设计对策。有效解决因为不规则结构设计带来的建筑问题，提升建筑质量，延长建筑使用寿命，加快国家城市化建设的脚步。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性
建筑工程项目设计中，受到地质条件以及空间剩余等问题的影响，建筑的一些部分会出现不规则设计，主要体现在建筑的平面布局设计、建筑受力设计以及刚度和延性问题上。在实际施工设计中，设计人员应该找出建筑结构的不规则点，并且绘制出不规则点的分布图，可以避免对以后建筑施工过程产生影响。
1 建筑结构设计不规则性的特点
建筑结构设计的不规则性是实现当前行业建设多样化发展目标的重要组成部门，其体现了建筑行业发展活力和相关产业的能动性。然而，在设计不规则性建筑结构的过程中，建筑结构的整体受力效果和楼板连接设计不稳定性均在一定程度上降低了该类建筑结构的建设使用效果。在此情况下，防震缝设计、偏心距设计以及抗侧刚度与抗扭刚度大小设计等，均会受到一定影响。这种情况特点，就使得建筑结构设计人员无论是从技术角度还是成本控制角度，均要加大科学研究力度，如表 1 所示，为相关研究人员统计的建筑结构设计不规则性的特点。
2 高层建筑结构设计不规则性的体现
2.1 竖向不规则结构类型
一般有以下几种情况：（1）判断对侧向刚度不规则的过程中，首先应保证楼层70%的刚度值应大于相邻下一层楼层侧向的刚度值，或者相邻三个楼层侧向刚度值80%应大于所要判断的楼层的侧向刚度值；（2）不规则的竖向抗侧力，判断依据是通常竖直方向上的抗侧力产生会伴随内力的产生，这种内力会自上而下进行传递；（3）不同楼层间产生质量突变，评定依据是本楼层质量应比相邻下一层楼质量的1.5倍还要大；（4）不同楼层间承载力发生突变，一般是指外力作用于相邻楼层，承载剪应力一般会有不同的变化，判定依据是进行评定的楼层，在检测过程中，剪应力承载水平通常大于80%。
2.2平面不规则结构类型
不规则高层建筑主要是指建筑在平面、立面的外形尺寸上不满足对称和规则等要求的建筑，此外建筑的抗侧力构件、质量和强度分布也可能不满足相应的对称要求。而平面不规则主要包括扭转不规则、凹凸不规则以及楼板局部不连续，因此要从三个方向对不规则结构进行 考虑: ①平面质量偏心。在高层建筑中使用截面尺寸不规则的结构构 建，会造成建筑平面质量发生偏心，此外建筑会因为在施工过程中出现的结构问题和使用问题等因素产生偶然偏心的情况。现阶段国家的相关规定中，对平面规则的建筑结构，需要采用增加边界平面结构体的地震作用的方法，减小偶然偏心的影响; ②平面刚度偏心。平面刚度主要分为两大类型一种是平面外刚度和平面内刚度，平面内刚度是指和载荷作用的方向相同的刚度，而平面外刚度就是指和载荷作用方向垂直的刚度。因为建筑结构构件会因为载荷的不同，以及模型之间的差异等因素影响，造成平面刚度之间的不唯一性; ③平面强度偏心。此外，施工中使用的钢筋、混凝土以及钢结构构件都是影响平面强度偏心的原因，因为在施工过程中的材料选择上具有一定的不确定性，因此会造成强度偏心的出现，这一点，施工和技术人员也难以进行控制。
2.3建筑结构本身的不规则结构类型
建筑结构本身的不规则主要受到建筑楼层质心偏移、建筑施工限制以及建筑结构刚度退化等众多问题的影响。当建筑的结构自重和荷载的实际分布存在变化时，会导致建筑质量重心和建筑结构几何中心难以重合，终使得建筑结构质心出现偏移。此外，建筑本身的不规则还会受到施工技术、施工材料以及施工构件尺寸的影响，这些因素的出现会导致建筑结构出现扭转反应。
3 建筑结构设计不规则性的应对措施
3.1 合理设计结构偏心距
在设计建筑结构的偏心距过程中，设计人员要明确偏心距与扭转效应是在特定范围内以线性函数形式存在的。这种情况，设计人员就要通过保证建筑主体结构的扭转效应稳定性，来实现建筑结构相对偏心距高度的合理设计。具体来说，设计人员可通过科学协调建筑结构空间与平面分布情况，来达成既定的建筑结构设计质量控制效果。①结构偏心距的设计要对各个结构进行计算，从而获得建筑结构的精准参数。②参数确定后，设计人员就要调整建筑结构不规则的平面布局，这就保证了其作用的稳定性效果。③当建筑结构不规则设计完成后，技术人员还要对结构中的相关数据进行综合分析，以确定建筑结构的整体刚度情况。对于综合分析过程中发现的控制效果不明显问题，相关设计人员可通过调整建筑结构各个阶段的实际参数，来提高结构偏心距的设计合理性。
3.2加强对建筑结构抗侧刚度以及抗扭刚度比值的调整
有关研究显示，建筑周期和建筑结构抗侧刚度呈现一定的线性关系。因此，在建筑设计中，缩小建筑结构的周期可以缩小建筑结构的扭转力度。在剪力墙设计中，通过增厚墙体或者是加长墙体的方式能够对建筑结构的抗侧刚度起到一定的调整作用，尤其是需要注意距离结构中心远的剪力墙设计。此外，在建筑结构边上设置拉梁，可以加强建筑结构的抗扭刚度，使得建筑结构的扭转周期进一步缩小后，增加建筑周边的连梁也可以增加建筑抗侧刚度，从而对整个建筑起到调整的作用。
3.3 在高层建筑中加入防震缝
防震缝主要是针对一些外形较为复杂，结构不规则的建筑而设置， 通过防震缝将建筑分成形体简单、结构规则的建筑物。除此之外，设置 防震缝的主要目的是提高建筑物整体的抗震性能。防震缝的设计主要 是采用双墙和双柱的建筑模式，通过建筑的基础面来加强建筑中整体 高度，在实际施工过程中，防震缝的最小尺寸应该保持在五十到一百毫米之间。利用在防震缝的两侧建立的墙体，将建筑物分成不同的独立单元，保证每个独立单元的体型简单且结构均匀，就能够在一定程度上提高高层建筑的防震性能。
4、结语
目前，国内高层建筑结构设计不规则通常有:建筑物结构自身不规则，平面不规则、还有纵向不规则。建筑结构设计不规则会导致很多问题，所以凭借合理的对空间地面应用，对高层建筑结构的相对偏心距进行确定、对高层建筑结构抗侧刚度进行合理改进、进一步提升高层建筑结构周边的抗扭转构件的抗剪力、完善防震缝等措施，最大限度减小因建筑结构设计的不规则所带来的消极影响.
参考文献
[1]李小燕.高层民用建筑结构设计的几点思考[J].工程建设与设计，2017(16)
[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,2016,07:107-108.
[3]岳锋.对建筑结构设计不规则性问题的分析[J].建材与装饰，2016，11：106~107.
论文作者:杨洪建
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签：建筑结构论文; 刚度论文; 不规则论文; 建筑论文; 偏心论文; 平面论文; 结构设计论文; 《防护工程》2017年第30期论文;