高层建筑结构设计不规则性的实际应用探索

2018-03-28吴维喜

四川水泥 2018年5期

吴维喜

（恒大旅游集团，广东广州 510000）

0 前言

社会不断进步于无形之中促进诸多企业健康发展，其中給建筑行业带来的影响最为明显。伴随着当前城市土地的开发与利用，为了能够使土地资源得以有效节约，高层建筑工程数量正在不断增加，并且使用不规则结构的情况也呈直线上升。所以笔者就对其不规则结构的现状进行分析，并提出了与之相关的结构设计措施。

1 关于高层建筑不规则性结构设计的现状与意义

1.1 高层建筑不规则性结构设计的现状

在最近几年时间当中，我国科学技术日渐完善，建筑行业蒸蒸日上。同时城市规模也在不断的扩大，居民对建筑的要求非常高，为了能够与时代要求适应，相关设计人员在对高层建筑进行设计时，就必须要打破传统对称、规则的思想，在实际建筑过程中渐渐使用不规则建筑，利用不对称与不规则结构或外立面造型进行高层建筑给人以视觉上冲击，从而给广大民众带来巨大的影响。

据相关资料显示在当前几年，民众对建筑要求越来越高，因此城市高层建筑中不规则性结构越来越多，从某种意义上讲，目前高层建筑不规则性结构极大程度上改变了居民对建筑的传统观念，而且对称均匀理念俨然被建筑结构设计所淘汰，不规则性高层建筑成为城市重要装饰。

1.2 高层建筑不规则结构的意义

伴随着我国建筑技术的不断进步，在高层建筑当中对不规则性结构进行有效利用，能够使城市具有独特魅力，受到广大民众的认可与欢迎，所以高层建筑不规则性结构有十分深远的意义。但是高层建筑不规则设计有一定难度，所以相关人员在实际设计过程中必须要慎之又慎，从而确保不规则性结构设计科学合理。

1.3 高层建筑不规则结构的具体类型

通过对高层建筑不规则性结构设计进行分析，发现当前阶段高层建筑不规则性结构主要包括平面不规则、竖向不规则两种类型，具体内容如下所示。

1.4 平面不规则类型

在平面不规则类型当中主要包括凹凸不规则结构、扭转不规则结构以及楼板部分不连续结构。首先凹凸不规则结构的判定标准就是在具体建筑物当中结构平面凹进去的尺寸，必须要超过投影方向全部尺寸的 30%。其次扭转不规则结构，该结构的判定标准就是要保证在建筑物当中所有楼层本身最大弹性水平位移必须要超过两边位移标准指数的1.2倍，也可以说当前建筑物当中最大层间位移要超过其两边位移的1.2倍。最后是楼板部分不连续结构，该结构的判定标准便是建筑物楼板尺寸和平面刚度具体变化情况。

1.5 竖向不规则类型

所谓竖向不规则类型主要包括侧向刚度不规则结构、竖向抗侧力结构不连续、楼层荷载力突变以及楼层间质量巨变集中情况。首先是侧向刚度不规则结构，该种结构判定的主要标准是该建筑结构侧向刚度参数必须不能够超过相邻楼层的70%，也可以说比该楼层侧向刚度标准值的 80%大。其次是竖向抗侧力结构不连续，至于这样的结构其主要是依据建筑竖直方向抗侧力结构内里水平结构进行科学转换，并向下进行传递，再次是楼层荷载力突变情况，对该结构的判定标准就是建筑楼层间抗侧力结构要小于上个楼层受剪程度 80%。最后是楼层之间的质量变化，该结构主要是依据该楼层质量超过下一层的1.5倍。

2 关于高层建筑不规则性结构设计的相关策略

据相关资料显示，不规则性结构高层建筑很容易受到地震破坏，并且随着进一步研究发现，扭转效应给高层建筑结构造成的危害非常大，因此在具体工程当中必须要对扭转效应进行科学限制，除此之外还应该合理设计高层建筑不规则结构。

2.1 有效减少建筑物结构偏心距离

在当前阶段高层建筑结构具体设计当中，必须要有效减少不规则性结构设计中建筑物结构相对偏心距离，据相关资料显示，高层建筑的扭转效应和建筑物相对偏心距其实质属于线性关系。为了能够确保高层建筑扭转效应，就必须要尽最大可能减少位移数值。在实际高层建筑结构设计当中，需要借助模型分析和计算，从而有效保证建筑物总体质量和刚度。并且还需细致划分建筑物整体结构情况，使质量中心较远的抗侧力构建数量可以有效减少，与此同时还一定要使建筑物之间的相对偏心距离得以有效减少。

2.2 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。

2.3 对不规则性高层建筑周边抗扭构件抗剪力进行有效增强

根据高层建筑不规则性结构设计进行科学合理的研究，发现该结构和普通结构进行比较，整体结构稳定性和抗震性能无法得到良好保证。因此在高层建筑结构设计过程当中，想要有效增加不规则建筑的抗震性能就必须要选择较为合适的结构设计，至于其稳定性保证方面，就一定要想办法在高层建筑结构设计中提升抗扭构件抗剪力[2]。

2.4 有效加强抗震设置

因为高层建筑不规则性结构设计往往具备一定的复杂性，所以在实际设计当中采取平面不规则结构设计模式，而高层建筑结构设计，因为其本身的特殊性，就一定要对抗震缝进行合理运用，从而使没有规则性可言的平面可以细致划分成较为规则的结构，同时关于和高层建筑不规则结构抗震缝的有效设计，还能够在一定意义上使建筑结构稳定性得以增加[3]。基于此种情况，为了能够保证高层建筑结构不规则性结构设计得广大民众的认可，相关人员在设计时就必须要从事实角度出发，对高层建筑设计不规则性结构的具体情况进行透彻分析，从而得出科学的结构设计，保证建筑工程质量可以得到有效提升。