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摘要：近年来，国家经济快速发展的同时，人民的生活水平得到了显著提升，对国家建筑的要求也就相对提高，推动建筑行业全面发展的同时，也发现了建筑行业中存在的问题。现阶段国家的建筑逐渐向高层、大型的道路上发展，建筑整体的不规则性相对突出，这就提高了对建筑结构性能的要求，因此，要全面加强对高层建筑不规则性的深入研究。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则性；应用
1高层建筑中不规则结构的主要内容
1.1高层建筑中不规则建筑的发展现状
随着国家社会经济快速发展的同时，带动着国家科学技术也得到了全面的发展，人民群众的欣赏水平也在逐渐提高，使得建筑行业的结构设计也发生了变化。为了满足城市的人口居住和城市美观的需求，建筑设计人员对建筑结构进行了调整，追求建筑结构的新颖化发展。标新立异的不规则建筑结构设计已经成为现阶段城市设计的主流。但是在实际操作过程中，建筑结构设计需要进行多方面的考虑，才能够在保证不规则结构的建筑形势下，提高建筑的稳定安全性能，保证人民群众生产生活的安全。
1.2高层建筑结构设计中不规则性内容
在进行高层建筑结构设计中需要考虑施工场地的地理环境、施工地区的天气气候以及其他相关条件因素，在对这些因素进行综合分析的基础上，才能够进行进一步的结构设计，满足建筑的功能和外观美形需要。目前不规则结构设计是现阶段的主流建筑结构，建筑结构的不规则性表现在很多方面，其中以平面和垂直受力为主，设计人员在进行设计过程中首先会找到结构中存在不规则点，进而通过这个点对整体的建筑规模和方案展开设定。除此之外，还要针对建筑工程中的实际情况，对不规则结构进行修改。因为建筑的不规则结构会在一定程度上降低工程整体的安全可靠性，因此必须引起充分的重视。
2高层建筑中不规则结构的具体划分
在国家对建筑的抗震能力规范中，将不规则建筑分为了三个等级，包括一般不规则、特殊不规则以及严重不规则，这三个不同程度的不规则结构需要按照国家的相关规定采取相应的防范措施，并且展开专项防震性能的检查，而最后一种需要建筑师进行修改调整。
2．1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2．2竖向不规则结构类型
竖向不规则结构在高层建筑中出现的频率较多，比如在某建筑的结构设计中，不规则的竖向结构会对楼层的承载力造成影响。竖向不规则也包括三个类型，分别为楼层承载力突变、侧向刚度不规则以及竖向抗侧力构建不连续。
3高层建筑中不规则结构的设计对策
3．1降低高层建筑结构偏心距
经过调查试验后发现，相对偏心距和建筑的扭转效应之间存在一定的线性关系，因此想要降低因为高层建筑中的不规则结构而产生的扭转效应，就要尽可能的缩小建筑结构的偏心距。通过对楼层位移比例的缩小，对建筑平面结构进行调整，保证建筑各平面之间，形成合理科学的架构，比如，在某一建筑工程中，通过建立计算模型，对不规则建筑结构进行计算分析，在初步计算的基础上调整建筑结构平面的刚心和质心。此外，该工程的设计人员还结合了过往相关的建筑资料数据，对比分析建筑结构的刚度，进而对建筑整体的结构进行深入判断，在提高建筑刚度的基础上，提高建筑构件的抗侧力。
3．2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。如果遇到建筑物主体结构极其复杂，不能够设置防震缝的时候，就要采取相应的措施对建筑物中容易受损的部位进行加强。比如某地区的建筑，在施工过程中，因为建筑主体较为复杂，无法设置防震缝，面对着何种情况，该工程团队选择对该建筑进行全面的抗震性能检测，针对检测中存在的问题和缺陷，采用加强该建筑的刚度结构等方法，保证该建筑的整体坚固程度，进而在不规则建筑结构的情况下，也能够保障该建筑物的稳定性能。
3．3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。
3．4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。
结论
随着科技的不断发展以及建筑技术的不断提高，严格意义上的规则建筑逐渐变少，越来越多的新颖别致的、极具个性的不规则建筑物大量涌现。这些不规则建筑物的出现虽然给城市建设带来了新的面貌，但是却给设计人员带来的严峻的挑战。做好不规则建筑物的结构设计成为建筑结构设计中迫切需要解决的重要问题。
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论文作者:孟华琴
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/15
标签：建筑论文; 不规则论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 《基层建设》2018年第2期论文;