刘艳玲1 王延宽2
1身份证号码： 410225198802xxxx21;2身份证号码： 41140219860xxxx433
摘要：现代建筑在体现其文化和艺术内涵时突破了我国传统建筑中在对称性、规则性观念的束缚，出现了很多姿态新颖的建筑形式，这既是对建筑设计理念的全新诠释，也通过建筑让人们感受到了时代的气息。与此同时，这些不规则性的建筑在实际的建设施工中也存在很多的问题，比如建筑结构的应力作用，以及施工现场的面积和地质水文条件、施工单位的技术能力等因素都会制约原始设计构想的实现，从而不仅会对建筑功能的正常发挥造成影响，甚至还会对人们的生命财产安全带来严重的隐患因素。因此设计人员要深入研究不规则的建筑结构所带来的问题，并对问题的原因进行全面的分析，为采取有效的应对措施奠定良好的基础，对设计方案加以完善，使建筑设计更加合理，在保证建筑质量和安全的前提下设计出形态更加丰富，且能够体现时代特征的作品，从而推动我国建筑行业的发展和进步。
关键词：建筑结构设计；不规则性；应用
1导言
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。
2现代化建筑中不规则建筑结构的特点和现状
2.1不规则建筑结构的特点
随着国民对建筑物个性化要求不断提高，现代建筑结构中不规则建筑逐渐增加。其中最为常见的有平面不规则和竖向不规则，两种不规则形式的特点各不相同。
2.1.1平面不规则性
平面不规则可分为扭转不规则、凹凸不规则以及楼板局部不连续三种形式。由于建筑平面要求，凹凸不规则和楼板局部不连续往往是固有特性，以凹凸度和楼板尺寸作为不规则的判定标准。近年来扭转不规则的建筑数量较多，即楼层最大弹性水平位移大于该层平均水平位移的1.2倍，结构师需尽量通过计算调整避免扭转不规则。
2.1.2竖向不规则性
竖向不规则类型的可以分为四种：侧向刚度不规则、竖向抗侧力不规则、质量突变、承载力突变。四种竖向不规则类型分别对建筑刚度、抗侧力、楼层质量和楼层承载力进行判断。由于现代建筑对底部大空间使用要求较高，转换结构成为一种常见结构形式。以国外某中央银行大厦为例，结构形式为带转换层的框架-核心筒结构，其中上部的64根柱子是通过托柱转换，由10根框支柱转换，就是典型的竖向抗侧力构件不连续，同时亦存在楼层承载力突变。必须通过严格计算并采用相应的加强措施，以保证结构的抗震性能满足设计要求。
2.2不规则建筑的发展现状
随着中国城市化步伐加快，城市的建筑水平不断提高，越来越多的建筑设计师在进行建筑设计的过程中，加入了创新的设计理念，采用了更加新颖的建筑体型和建筑平面。因而不对称、不规则的高层建筑的数量不断涌现，建筑结构日益复杂。大众对丰富多样的高层建筑带来的视觉冲击赞叹不已，但是对结构抗震性能的重视程度却相对滞后。不规则建筑与体型规则的建筑相比，抗震性能较为脆弱，若不采取有效的抗震设计，在发生强烈地震时，将会有可能给人们带来严重的生命威胁。因此必须要从根本上提高不规则建筑的抗震能力，在保证建筑美观的同时，提高结构承载力，从而推动国家建筑行业的全面发展。
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3建筑结构的不规则性设计的应用措施分析
3.1在建筑结构设计中要充分考虑偏心矩的合理设置
设计人员应充分掌握扭转效应和偏心矩的关系。此二者在一定的范围内成线性函数关系。因此设计人员可以通过增加建筑结构在扭转作用下稳定性来确定偏心矩的合理高度。设计人员在实践中可以通过对建筑结构的平面和空间面积的合理布局来实现对偏心矩的调整控制。在设计建筑结构的偏心矩时首先要准确计算每一构件的相关参数，并将其作为为设计的参数依据。然后设计人员应根据参数来对不规则的建筑平面进行布局调整，增强建筑的稳定性。完成设计后，还应综合分析相关数据，对整体的刚度情况加以确认。如果发现之前的布局调整未能达到控制效果时，应继续对参数进行调整，对设计方案进行进一步的优化，最终确定合理的偏心矩。
3.2对建筑结构抗侧与抗扭刚度比进行合理纠正
通过对之前高层建筑的研究，发现高层建筑扭转效应与结构周期之间息息相关，基于此种情况使建筑物结构周期减少就能够确保整体结构扭转效应得以有效减少。在具体高层建筑不规则性结构设计中，想要使稳定性得到良好保证，在设计过程中就必须要科学增加剪力墙面积，或者是使剪力墙的厚度得以有效增强，其中还必须要关注建筑物刚度中心距离较远的剪力墙。根据高层建筑结构不规则性设计，抗扭刚度设计有十分深远的意义，对拉梁设置进行合理利用，可以使不规则结构设计抗扭刚度得到有效增加，使高层家族建筑结构的扭转周期可以有效减少。
3.3在建筑工程中加入防震缝
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。
3.4对超限不规则建筑进行抗震超限审查
由于建筑使用功能要求，当采用不规则建筑变成不可避免时，则结构师在设计过程中，需要对结构的不规则项进行定性、定量判断，针对不规则项进行验算及采用加强措施。结构是否超限可以由住建部下发文件《建质[2015]67号》判定。在小震作用下补充弹性时程分析，根据弹性时程分析结果调整传统CQC法的楼层剪力，并补充设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性分析。弹塑性地震分析有静力弹塑性及动力弹塑性（弹塑性时程分析方法）等方法，设计时应根据建筑高度、结构不规则程度及结构自震周期等选择合适的方法。以作者设计的番禺祈福新邨某高度为170m的超高层建筑为例，由于楼高超过B级建筑高度限值，并且存在多项不规则项，设计中我们采用了小震下的弹性时程分析，中震及大震采用了等效弹性分析，并且对楼板应力进行验算，最终通过了超限高层抗震专项审查。
4结论
总之，在具体工程当中，对建筑结构不规则性的判断会在一定意义上给建筑结构带来较为直接的影响，同时也会在侧面给建筑结构的经济与安全等多方面造成巨大影响。基于此，在高层建筑结构设计当中必须要有效增加结构设计难度，确保高层建筑不规则设计，从而使高层建筑结构质量得到良好提升。
参考文献：
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[4]邵辉杰.浅谈高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].江西建材,2017(24):55+58.
论文作者:刘艳玲1,王延宽2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/6
标签：不规则论文; 建筑论文; 规则性论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 《防护工程》2018年第18期论文;