高层建筑结构设计不规则性的研究和应用

杜熹

【摘要】在生活水平的不断提升下人们对高层建筑结构设计提出了更多样的要求，不规则的建筑结构设计成为当前房屋建筑结构设计的一个热点。为此，文章在阐述高层建筑不规则结构设计内容和设计种类的基础上，为如何优化高层建筑不规则结构设计进行策略分析，旨在使高层房屋建筑施工更好的满足人们的需求，促进建筑行业稳定发展。

【关键词】高层建筑;不规则结构;设计;應用

在高层建筑房屋结构设计的过程中，受外界多种因素的影响，房屋建筑结构往往会呈现出不规则的特点，具体表现在部分建筑楼板的不规则设计、建筑刚度不规则、建筑凹凸不规则等方面。从实际应用情况来看，高层建筑不规则结构设计不仅能够提升房屋建筑设计的视觉效果，而且还能够增强整个房屋的安全性、稳定性。为此，在高层建筑结构设计的过程中，需要相关人员在准确判断建筑设计不规则性的基础上，加强对高层建筑不规则结构的优化设计和应用。

1、高层建筑不规则结构设计基本内容

高层建筑结构设计需要充分考虑周围施工环境、气候条件以及影响施工等各类因素，在综合分析各类因素的基础上对建筑房屋结构进行优化设计，进而满足人们对房屋建筑使用功能和外观的需求。在建筑行业的深化下，高层建筑不规则结构设计成为当前房屋结构设计的主要内容，这种不规则建筑结构的特点一般体现在其平面和垂直受力，即在结构设计的时候设计人员需要及时找到结构设计的不规则点，之后围绕这个不规则点来对整个建筑规模、方案进行设计。

2、高层建筑不规则结构设计分类

2.1建筑自身结构的不规则设计

建筑自身结构的不规则设计具体是指在建筑结构初始设计的时候，为了能够确保建筑造型的独立、稳定而对建筑结构进行不规则设计。从建筑结构实际设计操作来看，不同结构建筑的材料摆放和使用不同，会使得建筑结构呈现出不同的形态。

2.2建筑竖向结构的不规则设计

第一，建筑侧向刚度的不规则。不同楼层的建筑，其侧向刚度不同，在受到竖向荷载影响的时候，楼层轴向会出现不同程度的形变。建筑侧向刚度不规则的判定标准是目标层刚度和上层刚度的对应关系。第二，建筑竖向构件抗侧力的不规则。建筑竖向构件抗侧力的不规则的判定标准是不同位置房屋结构在构建的时候，缩进差异超过25%，外墙差异超过10%。第三，建筑楼层承载力发生突变的不规则。临近楼层建设的过程中，在外力作用下房屋建筑结构承载力会发生不规则的变化。

2.3建筑平面结构的不规则设计

第一，凹凸不规则结构。建筑平面凹凸不规则结构的判定标准是建筑物内部结构平面凹进去的尺寸要投影方向上的尺寸大30%左右。第二，扭转不规则结构。建筑平面扭转不规则结构的判定标准是建筑物内部每个楼层的最大弹性水平位移要比楼层两边的弹性位移表达大至少1.2倍。

3、高层建筑不规则结构具体设计应用

3.1某高层建筑概述

在某电视台大型建筑中，支柱的基本结构以两栋倾斜大楼为主，在悬空180的位置上向外延伸10m左右，使得房屋结构在正面上呈现出“0”型状态，在侧面上呈现出“S”型结构。在对该建筑结构进行设计的时候为了能够增强建筑性能，应用了不规则设计理念。

3.2减少建筑结构的相对偏心距离

高层建筑不规则结构具体设计应用的第一步是采取有效措施减少建筑物结构的相对偏心距离。从实际施工情况来看，高层建筑扭矩效应和偏心距离之间呈现出的是一种线性关系。因而想要确保高层建筑的扭矩效应，需要采取措施减少建筑物的位移数值，加强对高层建筑结构相对偏心距离的控制。

在高层建筑结构设计操作的时候，施工人员需要应用一定的模型来计算出高层建筑的质量中心和刚度中心，强化对建筑物整体结构刚度分布情况的细化分析，从而减少高层建筑物之间的偏心距离。

3.3优化高层建筑结构的抗侧、抗扭刚度比

高层建筑扭矩效应和高层建筑的结构周期存在密切的关联，二者呈现出线性关系，因此通过减少建筑结构周期能够降低高层建筑的扭矩效应。在高层建筑结构设计的过程中为了能够增强建筑的稳定性，需要施工设计人员采取有效措施加大高层建筑结构的剪力墙面积和厚度，从而在一定程度上减少高层建筑结构的扭转周期。

3.4在高层建筑结构中适当增加防震缝

高层建筑不规则结构的设计以平面形状为主，但是在实际操作中受多种因素的影响使得平面结构无法正常构建。在防震缝的作用下则是能够将建筑结构演变为一种单元结构，通过应用不同的建筑不规则结构设计理念能够进一步发挥出防震缝在高层建筑结构设计中的作用。

3.5强化高层建筑不规则结构的抗剪力

高层建筑结构不规则设计的过程中会影响整个房屋结构的稳定性、抗震性，为此，在高层建筑结构设计的过程中需要相关人员应用合理的结构设计来强化整个房屋建筑结构的抗震性能，确保高层房屋建筑结构在强烈的振动下依然保持结构的稳定。而想要强化整个房屋建筑结构的抗震性能需要增强高层建筑抗扭构件的承载力。

结语：

综上所述，在建筑行业的快速发展和人们生活水平的不断提升下，人们对房屋建筑结构设计问题予以了更多的关注，结合社会发展对高层建筑施工设计提出的要求，我国传统的建筑结构设计理念需要及时改变。不规则设计作为一种新型高层建筑结构设计理念，不仅能够增强整个房屋建筑结构的安全性、稳定性，而且还能够进一步提升建筑结构设计的美观度，使得设计出的高层房屋建筑更受人们欢迎。为此，结合高层建筑不规则结构设计基本内容和具体分类，相关人员要从减少建筑结构的相对偏心距离、优化高层建筑结构的抗侧和抗扭刚度比、增加防震缝、强化高层建筑不规则结构的抗剪力等方面思考怎样优化高层建筑的不规则设计，旨在能够更好的促进高层建筑建设。

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