广州市冼剑雄联合建筑设计事务所（普通合伙） 510000
摘要：现如今，我国社会经济水平有了大幅的提升，这使人们开始不再满足于有地方居住，而是逐渐注意了建筑的实用性和功能性。为了满足人们日益增长的居住需求，就必须要提高对建筑结构设计的重视程度。将不规则结构设计应用在高层建筑中，不仅可以增强高层建筑的实用性和功能性，更可以提高高层建筑的美观性，使高层建筑造型更加个性化和多样化。本文就从高层建筑不规则结构设计分类入手，对不规则结构设计在高层建筑中的应用进行了剖析，旨在提高高层建筑不规则结构设计的效率和质量。
关键词：高层建筑；不规则结构设计；设计策略
引言
通过对高层建筑不规则结构设计的作用进行分析，我们可以发现，利用不规则结构设计可以使高层建筑具备实用性的基础上，让高层建筑的整体造型更具美观，为人们营造一个个性化的居住环境。与此同时，高层建筑不规则结构设计还打破了传统建筑设计模式的束缚，使建筑设计更加灵动。为了提高高层建筑不规则结构设计的科学性和合理性，设计人员就必须不断学习相关知识，积累高层建筑不规则结构设计经验，并在设计的过程中进行反复的计算和核实，使高层建筑不规则结构设计更加完善，促进高层建筑不规则结构设计水平的进一步提升。
1高层建筑不规则结构设计的分类
1.1高层建筑平面不规则结构设计
通常情况下，高层建筑平面不规则结构设计不仅包括平面凹凸不规则、扭转不规则，还涵盖了平面的楼板不连续。具体来说，高层建筑平面不规则结构设计特征主要有以下几点：1、高层建筑平面的凹凸不规则设计。凹凸不规则设计是一种常见的高层建筑平面不规则结构设计方式，其具备凸出过细、凹进过多、平面狭长等表现形式。凸出过细就是指平面中有的部分凸出长宽比超过了2.0，但是还要确保该部分的抗震性能，可以承受超过Ⅷ 度的震动力度，并且比值在1.5以上。凹进过多与凸出过细正好相反，它是在高层建筑平面中，一些部分的凹进超过了30%相应投影方向总尺寸。平面狭长指的是高层建筑平面长宽比超过6.0，同样也要注意其抗震性能，确保即使发生Ⅷ 度的震动，也要超过5.0的比值；2、高层建筑平面的扭转不规则设计。扭转不规则设计主要体现在高层建筑平面的位移比，当高层建筑的位移比超过1.2时，就可以将其归纳到高层建筑平面扭转不规则设计的范畴中；3、高层建筑平面的楼板不规则设计。对于高层建筑平面楼板不规则设计的认定，可以从楼层错层较大、采用细腰形平面、开洞面积大、有效楼板宽度较窄这四个方面进行。其中楼层错层和开洞面积在超过该层30%总面积时，就可以认定其是楼板不规则设计，而有效楼板宽度需要以开洞的凹入情况为标准，当凹入小于楼板常规宽度的50%，就能够将其认定为楼板不规则设计。
1.2高层建筑竖向不规则结构设计
与高层建筑平面不规则结构设计相似，竖向不规则结构设计也具有多种表现形式，例如侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续等，其特征细化如下：1、高层建筑竖向的侧向刚度不规则设计。其实高层建筑竖向的侧向刚度不规则设计，可以有多种出现原因，就像要想将房间设计为空旷式的，就可以对墙和柱的数量进行缩减。若是属于结构上部的楼层，则要控制好上部楼层的水平尺寸，确保其大于下部楼层的90%以上，以保证楼层结构的稳定性和安全性。当楼层侧向刚度不超过其楼上三层刚度平均值的80%时，或者刚度不超过相邻上部楼层的70%，就可以确定其为侧向刚度不规则设计；2、高层建筑竖向的楼层承载力突变。对于A级高层建筑而言，要是层与层之间的承载力不超过0.8，那么就表示其楼层承载力出现了突变情况，对于B级高层建筑来说，只要层与层之间的承载力不超过0.75，就可以认定其为楼层承载力突变；3、高层建筑竖向的抗侧力构件不连续。高层建筑的水平转换构件会将竖向抗侧力向下传递，这就可能会出现抗侧力构件不连续的情况，这也是高层建筑竖向不规则结构设计的关键性标志。
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1.2其他高层建筑不规则结构设计
随着高层建筑的推广和普及，其复杂性也逐渐提升，而这些较为复杂和超规范的高层建筑结构设计也属于高层建筑不规则结构设计：1、复杂结构的高层建筑不规则结构设计。当今很多高层建筑中具备塔楼结构、错层结构等设计，还有部分高层建筑具备加强层结构或转换层结构，这些都属于高层建筑不规则结构设计的范围；2、超规范的高层建筑不规则结构设计。目前很多高层建筑具有新型结构、超限结构、超高结构等，这些都隶属于高层建筑不规则结构设计。其中高层建筑新型结构指的是利用了多种新技术、新工艺、新材料，使结构设计超出了高层建筑设计标准以外。高层建筑超限结构是指其设计超出了规定的数值限制。高层建筑超高结构是说其高度设计过高，超出规定的高层建筑高度设计要求。需要特别关注的时，无论什么样的超规范的高层建筑设计，都需经过严谨的审核和批准，确定其结构的稳定性和功能性，才能将其确定为高层建筑不规则结构设计。
2高层建筑不规则结构设计策略
2.1缩减高层建筑不规则结构的偏心距
通过对日常高层建筑不规则结构设计的总结我们得出，高层建筑结构偏心距与扭转效应对设计效果有着直接的影响，并且二者之间存在着线性关系。要想将扭转效应降到最低，就需要控制好高层建筑楼层的位移比。为此，在高层建筑不规则结构设计的过程中，就要注意对于平面结构的调整，保证高层建筑结构的刚度中心与质量中心相符。当高层建筑不规则结构设计投入施工时，还要反复的核对和确认结构刚度，并结合设计规范要求对高层建筑不规则结构设计进行改良和优化，确定高层建筑结构的刚度中心与质量中心。
2.2 对不规则结构中的抗侧刚度与扭转刚度进行适当的调整
对于高层建筑开展不规则结构设计的过程中，要对于扭转效应与结构周期之间线性关系形成一个正确的认知，在不规则结构设计过程中，需要将结构周期尽量缩短。在设计剪力墙结构的过程中，要注重其厚度的提升，结合其与结构刚度中心的实际距离，通过结构扭转刚度的提升，来将结构扭转周期进行有效缩短，将拉梁设置于结构边缘位置，将拉梁刚度有效提升。
2.3 提升建筑抗扭结构的抗剪力
建筑结构设计过程中，应当积极借鉴以往实践经验，确保纵横安全。若处于非弹性时期，结构水平方向往往会受到震动影响，设计状态不断改变势必会造成建筑结构偏心问题出现。因此在建筑结构设计中，要注重结构抗剪性的提升，促进建筑结构强度的明显增强，以确保建筑结构具有良好的整体弹性，能够更好的应对强烈震动。
2.4 合理的设置结构防震缝
高层建筑结构设计过程中，平面结构复杂的情况下，受到结构设计影响极易出现不规则结构。因此要基于实际情况出发，对结构防震缝进行科学设置，促进建筑结构单元的形成。若两侧防震缝的体系结构有所不同，则应结合实际宽度来调整防震缝，以确保设计的科学性和合理性，促进结构防震缝实际作用的有效发挥，维护整个高层建筑结构的安全可靠。
结语
为了保证高层建筑的安全性，必须在不规则结构设计中采取合理的设计方案，提高不规则结构设计的稳定性，有效的提升高层建筑工程施工质量，促进建筑行业的发展。
参考文献：
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[2]孙凌.关于高层建筑不规则结构设计的应用分析[J].建材与装饰，2019（15）：94-95.
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[4]叶立寰.高层建筑平面不规则结构设计探讨[J].建筑技术开发，2008，35（06）：4-5+15.
论文作者:梁杰龙
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/9
标签：不规则论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 刚度论文; 平面论文; 楼层论文; 《防护工程》2019年10期论文;