建筑结构设计中的不规则性运用方法

刘桂芳

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。

关键词：建筑;结构设计;不规则性;运用方法

随着城市化进程的逐步加快，城市中的高层建筑也是越来越多。其中，各种不规则的结构设计也变得越来越普遍。本文主要对建筑结构设计中不规则问题展开讨论，希望能够为未来的建筑设计工作提供相关的理论支持。建筑结构设计中的不规则结构问题包括结构的合理刚度、建筑空间的有效利用等，同时还讨论了建筑结构设计中的不规则问题的实际应用情况。通过相关的分析可以发现，建筑设计中的不规则框架结构能够有效的满足建筑的抗震要求，在实际应用中取得了比较好的效果。

1 不规则性建筑结构的设计发展现状

在现代化的城市生活中，建筑在保证其质量安全以及基本功能的基础上，还需要满足人们越来越多元化的要求。我国传统单一的建筑结构风格已经无法适应时代发展对于建筑的实际需要。在这种背景下，我国的建筑设计人员对建筑结构的设计理念和风格进行了创新，在设计方案中逐渐增加了多样化的不规则建筑结构形式，为我国的建筑行业增添了活力和时代气息，推动了我国建筑行业的发展。但是不规则的建筑结构也给建筑的设计和施工带来了一定的困难。设计中必须解决其结构的不规则所带来的整体结构的受力以及连接性等问题，因此设计人员需要从技术和成本控制方面进行综合性的考虑，对设计方案进行优化，使不规则建筑结构得到合理的应用。

2 建筑结构中的不规则类型分类

2.1 对于竖向不规则结构类型的判断

首先，应该对建筑结构侧向刚度的不规则形进行判断，对于此种类型建筑进行判定的标准为楼层之间的侧向刚度低于相邻上一楼层侧向刚度的70%，如果该楼层的刚度值小于以上三个楼层侧向刚度平均值的80%也可以做出这种判定。同时，楼层个别区域水平收缩的长度应该超过与之相邻楼层的25%。其次，对于楼层之间承载力的突变标准为楼层之间的受剪力强度低于与紧邻上一楼层剪力强度的80%。再次是对于建筑结构竖向抗侧力结构不连续的判定指标为在竖直方向上抗侧力构件能否通过水平力的转变而不断向下部楼层传递。最后对于楼层之间质量的突变标准为楼层质量应该超过相邻下一层质量的1.5倍。

2.2 不规则的平面建筑结构

2.2.1当楼层最大限度的弹性位移与相邻楼层两端的水平弹性位移相比大于其1.2倍时，或者其达到了层间的最大位移值的1.2倍时，可以判断该扭转结构属于不规则的平面结构。

2.2.2当建筑结构有一侧凹进，且其尺寸与投影大小相比超过了其30%时，可以判断该凹凸结构属于不规则的平面结构。

2.2.3通过对平面刚度和楼板尺寸的突变程度的考察可以判断其是否存在不连续的局部结构。

3 建筑结构的不规则性设计的应用探索

3.1 保证建筑结构偏心距合理

在建筑结构设计中，考虑到结构相对偏心距与扭转效应在特定范围内是以线性函数的形式而存在的。因此为保证建筑主体结构的扭转效应稳定，就需要在合理的高度上控制结构的相对偏心距，通过科学协调建筑结构空间与平面分布情况，来达到既定的建筑结构设计质量控制效果。在建筑结构偏心距设计中，首先要对建筑的各个结构进行计算，获得建筑结构的精准参数;在确定相关参数之后，调整建筑结构的不规则平面布局，确保其具有准确性。在不规则结构设计结束之后，需要充分发挥技术人员的作用，通过综合分析建筑结构设计中的相关数据，最终确定建筑结构的整体刚度情况。若发现上述措施的质量控制效果不明显，可以调整建筑结构哥哥阶段的实际参数，使建筑结构之间具有良好的偏心距，避免扭转作用发生。

3.2 在建筑结构设计中合理设置防震缝

由于建筑结构的不规则性特点，使得建筑结构在设计和施工时的实际作用效果不仅会受到建设在功能要求方面的影响，也会受到其内部构造的限制，导致建筑结构的各个构件难以形成整体作用效果，影响了建筑结构的整体稳定性，因此还需要设置防震缝来增强建筑的抗震性能。在設计防震缝时，设计的重点是使防震缝两侧不规则的构件实现连接的稳定性。由于建筑结构不规则，两侧的的构件在地震反应中存在较大的差异，因此如果两个相邻构件具有较大的基础沉降时，应将抗震性较弱的构件作为防震缝设计中的重点关注对象，可以在设计中增设沉降缝，以提高其抗震性能。同时，通过设置防震缝还可以对建筑的整体结构进行划分，使其形成多个区域，从而分散建筑结构的受力，使建筑结构的整体抗震能力得到有效的增强。另外，在设置防震缝时不仅要考虑施工区域的地震等级数据，还要充分结合建筑的实际建设情况，根据建筑结构的作用效果来设计防震缝。

3.3 合理调整抗扭与抗侧刚度

建筑中的不规则结构在设计时，需要密切关注建筑结构主体扭转和自震周期间的关系，由于二者呈现线性关系，因此合理调整建筑的自震周期，可以降低建筑结构的扭转作用力。而建筑结构自震周期的有效控制可以借助在建筑结构边缘位置增设梁柱来实现。建筑抗扭性能的实现，一则可以借助墙体厚度和长度值的合理调整来实现，特别是墙体距离建筑结构的刚度中心较远的时候，更需要对墙体的厚度和长度进行有效调整;二则可以通过有效调整结构边缘连梁的刚度值来进行提升。

4结语

不规则建筑结构在现代城市建筑中越来越普遍，不规则结构对于建筑工程质量建设也具有越来越重要的地位。然而不规则结构中各个构件受力不一致，使得设计和施工的难度都较大。因此在建筑中应用不规则结构时，需要不断优化偏心距、防震缝，做好抗扭和侧向刚度的设计工作，全面提升建筑不规则结构的整体稳定性，确保不规则结构各项功能的有效实现，更好的满足人们的多元化需求，推动建筑行业更好的向前发展。

参考文献：

[1]张珍荣.不规则建筑结构的设计分析[J].现代物业（中旬刊），2018（04）：95.

[2]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.

（单位名称：呼和浩特华德工程设计咨询有限责任公司）