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摘要：随着经济水平的提升，城市建筑也越来越多，但随之出现的就是各种不规则建筑结构设计。本文围绕建筑结构设计不规则性问题展开了简要的探讨。
关键词：建筑结构设计；不规则性特点；研究
1、建筑中不规则建筑结构的特点
1.1平面不规则
（1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍；（2）凸凹不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%。①平面狭长，在抗震设防烈度为Ⅵ、Ⅶ度时，平面长宽比大于6.0（Ⅷ度抗震时大于5.0）；②凹进尺寸太多，平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35（Ⅷ度时大于0.3）；③凸出过细，凸出部分的长宽比大于2.0（Ⅷ度时大于1.5）。（3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。
1.2竖向不规则
（1）侧向刚度不规则：楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%，或小于其上相邻三层平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%。（2）竖向尺寸突变：①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%，上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%；②高层结构上部楼层外挑，下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%，且水平外挑尺寸大于4m。（3）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。（4）楼层承载力突变：A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8，B级高层小于0.75。（5）结构的周期比过大：A级高层建筑不应大于0.9，B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85（6）复杂高层结构：带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
2、建筑结构设计不规则性问题
2.1框架-剪力墙受力分析
建筑结构设计不规则性问题中的重要组成部分即框架-剪框架和剪力墙共同组成，在抗侧力单元中这两种要素在水平荷载作用下的变形性能和受力特点表现出不同。框架变形曲线受水平荷载影响多表现为剪切型切建筑楼层高度较高，但其层间位移没有较大的变化。但剪力墙变形曲线则不同，其主要特点呈现弯曲型，其受到水平位移会因高楼层而有着明显变化。通常在计算建筑总框架剪切刚度中需要引入相应的抗侧刚度值，其框架节点总是存在一定的转角情况。此时如果发现结构刚度在不断扩大，会发现转角不断减少，甚至可以对转角忽略，将其设置为单独固定值计算。框架剪力墙的楼层组成分别为承担框架的剪力层和楼层剪力，计算公示：P=P1+P2。与此同时在充分考虑建筑结构下部以及剪力墙层间没有明显的变形，十分容易受到框架变形情况影响，主要表现为，剪力墙剪力不断增大，框架剪力不断减少，墙底扶持效应会随着楼层高度上升而减少，部分和框架相同的建筑楼层的剪力水平也会出现一定的差距，直到二者均出现单独受力现象。例如某地区学校的抗震设防烈度为Ⅶ度，其中行政教研楼为学校的主要办公大楼，南北宽103.75m，东西长138.3m，建筑面积19300m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每一楼层的最大限度弹性水平唯一尺寸必须是超过紧邻楼层两个端点之序号主要特征1竖向不规则结构包括竖向抗侧力构件不连续，侧向刚度不规则且楼层承载力突变2平面不规则结构包括凹凸不规则、扭转不规则以及楼板局部不连续3复杂高层结构包括带加强层和转换层等多种结构形式4超规范结构超限、超高、新型结构间弹性水平位移的1.2倍，也可以对最大层间位移进行考察，必须保证超过层间平均位移值的1.2倍。对于楼板局部结构的不连续性的判定标准主要是根据相关楼层平面刚度以及楼板尺寸所发生的急剧变化程度。判断该建筑结构的凹进去一侧的尺寸是否大于其投影上总尺度的30%，楼板局部结构的不连续的判断标准是考察楼板的尺寸和平面刚度发生急剧变化的程度。
2.2框架-剪力墙结构不规则设计参数
我国相关建筑标准明确指出，在设计建筑结构中应重视结构的竖向与平面解耦股的平面布置，目的在于提高参数标准划分的合理性和科学性。因此在设定不规则参数中需要从以下方面着手：①周期比；也成为第一自振周期，即以解耦股扭转为主的振动周期，更是控制建筑结构扭转效应的重要参考指标。在目前建筑结构周期比设计中应尽可能保证扭转变化不会转化为主振动效应，一旦产生就会严重影响建筑整体结构。通常A级建筑周期比在周期比设计中往往小于或等于0.9，B级建筑周期则小于或等于0.85。②刚度比；即建筑结构相邻楼层间的侧向刚度值比值，也是对结构竖向不规则控制的重要参考指标。通常在设计结构参数中应保证期向刚度大于等于上层结构的70%，如果刚度无法达标就会出现薄弱层问题。此时在计算相关系数过程中需要借助地震剪力乘以1.15，但在目前的参数设定中要借助SAWE软件对不同楼层的刚度比进行确定。设计建筑整体结构时则需要考虑延伸设计内容，设计延伸性越好就能有效提高建筑整体性能。
3、应对建筑结构设计不规则性措施
3.1减少建筑结构相对偏心距大小
对于高层建筑来说，其结构的相对偏心距离和扭转效应会在特殊范围内呈线性函数关系，如果想要降低因主体结构扭转对建筑带来的负面影响，就需要大范围对楼层之间的位移比例进行压缩，同时也要大幅度降低结构相对偏心距的大小。在实际建筑应用过程中，可先详细计算建筑主体结构的相对偏心距，之后根据结果分析如何科学合理协调建筑主体平面和空间上的分布情况，并在结构设计图上准确标注刚度中心位置和整体结构重量核心，此外在分析好相应的建筑结构数据信息和规划建筑结构刚度分布后就可调整距离重力核心较远的抗侧力数目参数。
3.2科学建造防震缝
在现实建筑结构施工中，常常会因为建筑功能设计和内部构造不同或其他因素影响导致很难实现有规则的结构整体。所以建造防震缝就有效将两边不同设施相连接，也可将建筑内部划分为不同区域承担上层建筑受力，同时进一步加强建筑结构抗震性能，即使突然发生地震也能给房屋留有缓冲空间与时间，还需要根据建筑实际情况建造和建筑结构要求相符的防震缝。
3.3改进建筑结构抗扭刚度与抗侧刚度大小
在对高层建筑主体结构进行设计时应在可控范围内合理降低结构自我诊断周期长短，从而有效削弱高层建筑主体结构产生的扭转效应。而在设计剪力墙时就应在有效区域内对墙体的厚度和长度大小进行调节，特别是对于部分远离高层结构刚度中心的墙体。一般对高层主体结构扭转刚度进行改善可采用在其结构边缘安装柱梁形式进一步降低高层建筑主体结构下的自我震动周期，或者提高建筑主体边缘连梁刚度值也可对主体抗扭刚度进行改善。
结束语
总之，建筑是人们日常生活不可缺少的一部分，影响人们生产和生活。所以目前考量人们生活是否幸福以及高质量就依据建筑成品。而筑设计中存在的不规则问题则会影响其自身的稳固性和美观性，需要研究人员不断加强对不规则结构研究，满足现代人需求的同时降低不规则结构带来的负面影响，进一步提高建筑安全性和舒适性。
参考文献
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[2]李国富，周军，王庆华.建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].江西建材，2013（2）：49-50.
[3]陈树良.建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].中小企业管理与科技旬刊，2016（6）：94-95.
论文作者:李成钢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：结构论文; 刚度论文; 建筑论文; 不规则论文; 楼层论文; 建筑结构论文; 尺寸论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;