傅巧玲、程春阳
重庆水利电力职业技术学院 重庆 402160
摘要：随着科技水平的不断提升，建筑行业的相关技术发展到一个崭新的阶段，如今高层建筑的结构体系已逐渐完善，并且向不规则性体系结构的建设方向迈进。由于不同的环境和地质，在建筑设计的过程中必须重点突出对不规则设计的研究，只有这样才能保障不规则建筑结构具有良好的抗震性能。在此背景下，本文将具体探究不规则高层建筑的抗震性能，主要从不规则高层建筑结构的发展现状、不规则高层建筑结构的类型分析、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施三个方面展开探究，以期能够提升不规则高层建筑的结构性能，提升建筑结构的设计水平。
关键词：不规则高层建筑；结构探究；抗震性能分析
引言
在地震地面运动作用下，建筑物的损伤破坏首先会出现在结构侧向抗震系统的薄弱部位，薄弱部位的损伤破坏会进一步加剧结构抗震性能的退化，从而导致结构整体的倒塌。建筑物的薄弱部位主要来源于结构配置的缺陷或不规则，如结构或构件不规则的几何尺寸、软弱的楼层、质量过分集中以及不连续的侧向抗震系统等。建筑结构的平、立面是否规则，对结构抗震性具有最重要的影响，建筑设计应符合抗震概念设计要求，不应采用严重不规则的设计方案，应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变
一、不规则高层建筑结构发展存在的问题
（一）抗震设防烈度较低
目前不规则高层建筑的抗震设防烈度非常低，这与结构设计存在着密切联系。目前现行的抗震设防标准较低，具体抗震计算方法和构造规定的安全标准有很多不完善的地方，建筑外设计的配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等方面存在着很大缺陷，结构造价的投资过少等，这都严重影响了不规则高层建筑物的抗震设防烈度。
（二）不规则建筑物的超高限问题
随着不规则建筑物高度的增加，很多结构参数会发生一定的质变，超出原有的安全系数范围，这样会降低不规则高层建筑的安全保障性能。如今随着科学技术水平、建筑科研水平、施工水平的不断提升，土建规范体系的建设逐步完善，但是依旧存在着很多的超高限建筑物，如果建筑物超出了安全的高度限制，建筑物的防烈度和结构稳定性会降低，为此，不规则高层建筑物的高度应该由专家进行论证，并结合模型振动台进行试验，保障不规则高层建筑物的抗震性能。
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（三）材料的选用和结构体系存在问题
目前国内可选用的不规则高层建筑结构主要有三大类：框―筒、筒中筒和框架―支撑体系，结构材料主要以钢结构和钢筋混凝土结构为主，但是，不规则高层建筑的框架在实际选用中主要是以框架―核心筒体系为主，用钢量少，建筑的变形控制主要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准，但是是在施工过程中的弯曲变形侧移较大，钢结构的负担增大，加强层与转换层之间的大刚度容易导致刚度突变。在选材方面，只选择钢筋混凝土结构不够合理，而应该选用性能更佳的钢骨混凝土结构、钢管混凝土( 柱) 结构或钢结构，改善结构的抗震性能。
二、不规则高层建筑结构的类型分析
通过上述分析可以发现，不规则高层建筑的结构类型对于建筑物的抗震性能的影响是非常巨大的。建筑结构本身按照类型的不同主要有两大类：一是平面不规则结构类型，二是竖向不规则结构，下面简单介绍一下这两类结构。
（一）平面不规则的类型
一类是扭转不规则，它的判断标准是保证每一层楼自身的最大弹性水平位移应该大于该层楼两端的弹性水平位移平均值的1.2倍，或者最大的层间位移应该大于该楼层两端层间位移平均值的1.2倍。这一原则可以有效保障不规则高层建筑的可靠性和稳定性。二是凹凸不规则，凹凸不规则的判断标准是建筑物的结构平面凹进一侧的尺寸应该大于其投影方向上总尺寸的30%，保障建筑物室内具有足够的采光面积，同时，在不规则高层建筑的楼板之间存在着局部的不连续现象，这种不连续建设也有它独特的判定标准，它的判定标准是楼板的尺寸以及平面刚度发生的变化情况。
（二）竖向不规则的类型
竖向不规则类型主要有三类，首先第一类是侧向刚度不规则类型，该类型的侧向设计应该突出对侧向刚度的调节和控制，它的判定标准是确保该楼层的侧向刚度值大小能够小于其相邻的上一楼层的70%的刚度值，顶层不计算在内，层局部收进的水平向尺寸应大于和它相邻下一层的25%。第二类是竖向侧力构建不连续的情况，构件不连续往往会导致构件之间的抗震功效的局部断续，在对这一类型进行判定时，应该保证竖直方向上的抗侧力构件的内力通过水平转换构件可以继续向下传递，通过该传递可以保证建筑物的总体抗震性能。最后是楼层承载力突变的情况，楼层承载力突变是常会遇见的情况，它的判定标准是层间的抗侧力结构受剪力的程度应该小于它上面一层的受剪力的80%。
三、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施
通过探究笔者发现，不规则高层建筑的不规则性很大一部分原因是由于建筑施工过程中所存在的扭转效应，如果能够通过合理措施有效限制扭转效应，那么可以极大地增强不规则建筑物的抗震性能。限制扭转效应的措施主要有两大类，下面来具体介绍一下：
（一）严格遵守建筑的平面不规则布置，有效减小建筑物结构的相对偏心距。研究发现，不规则建筑的建筑结构之所以会遭到破坏，主要因素就是存在着很多不规则环节，比如建筑自身的刚度、质量出现了偏心以及刚度过弱等缺陷，这些因素会严重损害建筑物的结构稳定性。为此，应该严格遵守平面不规则布置，减少建筑物结构的相对偏心距，主要是通过按比例缩小建筑物楼层的位移距离、通过建筑物的平面布置示意图合理调整建筑物楼层位移、缩短刚心与质地之间的距离等措施实现的，对设计过程中出现的各类数据进行实践检验，精确判断出建筑结构的刚度分布情况，并且根据实际情况有选择的增加抗侧力构件，强化不规则建筑的结构性能。
（二）合理调整建筑结构的抗侧刚度和抗扭刚度之间的比例，建设性能良好的剪力墙。相关研究表明，建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方之间存在着一种较为稳定的线性关系，因此，可以考虑从缩短建筑结构的建设周期来限制建筑结构的扭转效应。此外，还要做好剪力墙的建设工作，在合理范围之内尽量加长或者增厚周边剪力墙的长度或厚度，最重要的是要注重离刚心最远的剪力墙的强化，通过在建筑结构上设拉梁、增加周边连梁刚度的方式来限制建筑结构的扭转效应。
结语：
不规则高层建筑的抗震性能只有在保证自身建筑结构设计科学、施工严谨的基础上才能达到不规则高层建筑的可靠性与经济性目标。通过上述本文的探究，笔者主要论述了不规则高层建筑结构的发展现状、不规则高层建筑结构的类型分析、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施三个方面的内容，以期能够提升不规则高层建筑的抗震性能，促进建筑行业的稳定、健康发展。
参考文献
1、《建筑抗震设计规范》GB 50011 2010 北京中国建筑工业出版社
2、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010北京中国建筑工业出版社
3、 GB 50011-2010.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2010.
论文作者:傅巧玲、程春阳
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/11/20
标签：不规则论文; 建筑结构论文; 结构论文; 建筑物论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 性能论文; 《基层建设》2015年16期论文;