摘要：不规则的建筑结构设计给人们的生活带来别具一格的景观，是一种非常新颖的视觉效果，对于新的事物，我们要予以客观肯定的态度，这种建筑结构设计带来的成果是非常大的。但是，结构不规则的缺点就是设计任务量相对较大，工程工作量相对普通建筑结构更加复杂一些，施工的难度较高，建筑结构的稳定性和可靠性需要得到科学有效的保障。本文对高层建筑不规则结构设计展开了分析。
关键词：高层建筑；不规则；结构设计
引言
现代建筑设计中，越来越多不规则结构的建筑进入到人们的视野中，比如北京鸟巢、悉尼歌剧院等都是不规则建筑结构的实例。不规则建筑结构一方面可以给人们以新颖、美观的视觉效果，另一方面也利用建筑结构的特点带来一些特殊的优势，比如仿生建筑仿照生物界某些生物的形象进行建筑结构设计，从自然界中获取灵感，促进建筑结构以及建筑布局的高效合理设计。随着现代化建设的发展和建筑事业的进步，建筑行业对于不规则建筑结构设计的问题进行了越来越深入的研究，在保证建筑设计科学性与合理性的前提条件下，选择有效的设计方案就可以完成不规则建筑结构的设计任务。
1 建筑结构设计中不规则建筑结构的特点
1.1 竖向不规则的结构
竖向不规则结构的情况主要有侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力不规则等。不同的情况有不同的特点，比如侧向刚度不规则通常表现为该楼层的侧向刚度量与紧邻上层的刚度量之比为0.7，楼层承载力突变表现为对层之间的抗侧力比上层的要低八十个百分比。
1.2 平面不规则的结构
平面的不规则结构主要由扭转、凹凸以及楼板局部不连接等情况，不同的情况有不同的表现。当建筑每层楼的最大弹性水平移是两端水平移平均值的一点二倍时，则可以判断为扭转情况的平面不规则结构；楼板尺寸或者是平面的刚度出现非常迅猛、明显的变化时，则是楼板局部不连接的情况；当建筑结构上凹进一侧的尺寸比实际投影方向的尺寸要高大约三十个百分比时，这种就是凹凸情况表现出来的平面不规则结构。
2 建筑结构设计中不规则建筑结构设计存在的问题
2.1 结构偏心距问题
在现代高层建筑结构设计中，尤其是在高层建筑的不规则结构设计中，扭转效应与结构的相对偏心距在一定程度上是呈函数线性关系的，结构施工中难免会产生扭转效果。为了有效地降低结构不规则带来的扭转效应，在结构设计中一定要充分考虑偏心距的影响。设计师应当对结构的平面和空间布局进行科学合理的分析，通过认真详细的计算尽量地降低楼层间的位移比，进而减少扭转效应的发生。
2.2 建筑结构空间利用问题
不规则建筑结构的空间利用问题是非常重要的问题，有些建筑结构的设计方案虽然新颖，但是占用的空间太大，实用性不高，就会造成一种华而不实的感觉，不符合现代建筑设计的空间合理利用原则。因此，在建筑结构的设计中，一定要充分考虑空间利用的问题，避免过分突出建筑单一构建的现象。一方面，设计师们要重视整体结构的合理性，在满足设计任务要求的前提下，尽量做到空间的合理运用；另一方面，建筑结构设计还要与周围环境实现相互联系、相互融合的效果，在空间合理利用上设计多种方案并选择最优最佳的方案，进而提高不规则建筑结构设计的科学性。
2.3 建筑结构合理刚度问题
刚度的合理性问题也是非常重要的建筑结构设计问题，目前不规则建筑结构刚度问题主要包括主体抗侧力结构合理刚度与楼层盖结构刚度两种。因此，在不规则建筑结构设计过程中，一定要考虑楼层盖梁板断面的尺寸以及主体抗侧力结构刚度的合理性，避免刚度问题为建筑物埋下安全隐患。
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2.4 周边抗扭件抗剪力
与其他建筑结构设计相同，不规则建筑结构设计也要考虑到抗震、抗风能力的设计，使建筑结构在震动情况下保持稳定。为了防止建筑结构在受到强大外力作用后出现严重破坏的问题，不仅仅要考虑建筑结构的布局，还要适当地增强结构边缘结构的抗剪力性能。高层建筑在正常情况下如果都处于弹性阶段，就能够很好地避免地震的影响。即使是规则建筑或多或少都会出现形变，不规则建筑结构设计更应当考虑偏心问题导致的低抗震性，因此应当计算和设计合理的周边抗扭件的抗剪力性能。
3 建筑结构设计中不规则建筑结构设计的对策
在实际建筑施工中，设计师和施工人员等专业技术人员在不规则建筑结构设计中进行了大量的研究。研究结果表明扭转效应对于不规则建筑物的破坏程度是最高的，会导致建筑物的抗震性大大降低，变得非常脆弱。因此，要牢牢抓住这个关键点，实施更加科学合理的不规则建筑结构设计，可以从以下几个方面进行。
3.1 缩短建筑相对偏心距
偏心距问题是影响建筑结构扭转结构强度的重要因素，应当从空间和平面的结构整体分布上进行调整改善，从而提高建筑的稳定性和可靠性。在实际施工中，要对偏心距受压类型进行分类，对不同受压类型的偏心距采用不同的方案，缩小偏心距到合理的范围内。在实际操作中，通常是采集一些建筑现场的数据，运用这些数据进行准确地计算，再根据计算结果设计方案，对比不同方案偏心距的位置和大小，选择最佳的设计方案，降偏心距降低到最合理的量。在计算设计时，可以查阅有关资料或者之前的设计方案，调整偏心距，保证不规则建筑的整体设计更具有科学性与合理性。
3.2 科学合理的设计抗侧刚度与抗扭刚度
由上面论述可以知道，主体结构扭转程度与自我震动周期有一定的关系，在实际设计施工中，要根据这个关系进行合理的设计，提高建筑物的强度和刚度，从而保证建筑结构的稳定性和安全性。比如对于剪刀墙的设计，可以从主体结构的边缘装置柱梁方式上入手，进行合理的调整，降低震动周期，从而提高质量。
3.3 合理设计防震缝
在不规则建筑结构的设计中，可以对设计图纸进行更进一步的分析，研究建筑设计的限制条件和影响因素，从而将不规则建筑结构当做规则建筑结构来设计，比如防震缝技术。防震缝技术是将建筑结构分为不同简单形式、刚度均匀的个体，保证不同个体之间相互联系，降低建筑物之间因剧烈震动而产生的碰撞。对于不同抗震性或者两侧设计的建筑结构，可以设置相应的防震缝。比如，当相邻建筑物的沉降超过规定值时，可以通过设置沉静防震缝来降低地震对于建筑的影响；当目标两端的抗震性不同时，可以在抗震性较弱的一端设置有效的防震缝。此外，防震缝的设置要考虑到建筑结构的整体质量与水平，保证建筑设计的安全性与稳定性。
3.4 合理增加结构边缘构件抗剪强度
建筑结构边缘构件的抗剪强度直接影响到了建筑结构的稳固性。当建筑物受到外力作用时，主体结构会受到很大的影响，严重时甚至会导致建筑物受到不可逆破坏。在提升建筑结构抗震性能、抗风性能等一系列抗外力作用性能上，不但可以从主体结构上考虑，还可以通过提高边缘构建的抗剪力性能来改善建筑结构的完整性和安全性。
4 结束语
综上所述，在我国现代化建设不断推进的背景条件下，不规则建筑结构受到很多设计者的青睐，一些企业为了提升自己的企业形象，会要求设计者去设计一些结构新颖的公司建筑。不规则建筑结构的设计和施工都是非常复杂的，遇到的问题也有可能是从未见过的，需要相关专业人员进行深入的研究。为应对这些问题，应当牢牢抓住建筑结构设计的关键点，尤其是设计中的薄弱环境。提高不规则建筑结构的安全性和可靠性，促进建筑行业的向前发展。
参考文献：
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论文作者:谢懿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：不规则论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 偏心论文; 《基层建设》2019年第10期论文;