高层建筑结构设计不规则性探究

随着科学技术水平的不断提升，我国建筑工程施工建设行业迎来了巨大的发展机遇和现实挑战，大量高层建筑的施工建筑对于结构设计工作提出了更高的要求。当前高层建筑呈现出了建筑体量大、结构复杂、不规则形突出等一系列特征，这给结构设计人员的建筑结构整体稳定性与安全性把握带来了一定的难度。不能对高层建筑结构设计不规则性的进行深入的研究，就极易形成一系列的工程质量问题，进而影响高层建筑的稳定安全和使用效果。本文探讨了高层建筑结构设计不规则性的研究的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

1高层建筑结构设计不规则性特征

1.1高层建筑平面不规则

扭转不规则。扭转不规则指的是高层建筑内部结构在水平载荷作用下产生的最大位移大于整体水平位移的结构形式。具体而言，扭转不规则的评定标准为，该结构在偏心载荷作用下产生的最大位移与平均位移的比值大于1.2。

凹凸不规则。凹凸不规则是可以通过观察直接判定的，从观察者的角度看，这类不规则现象主要体现在主体结构平面狭长、凹凸不均等方面。具体而言，凹凸不规则评定标准为，该结构在照射条件下凹入部分尺寸大于投影尺寸30%。楼板不连续。楼板不连续指的是在高层建筑内部楼梯结构处，不同楼板的刚度不同，楼板体系存在较为明显的刚度差异。楼板不连续的评定标准为，高层建筑内部楼板的有效宽度大于典型宽度50%，开洞面积大于楼面面积的30%。

1.2高层建筑竖向不规则

（1）侧向刚度不规则。侧向刚度不规则指的是不同楼层间侧向刚度存在显著性差异，在承受竖向载荷情况下，不同楼层的轴向形变不同的结构现象。具体而言，侧向刚度不规则评定标准为，评价目标楼层侧向刚度小于上部楼层侧向刚度层的70%；评价目标楼层侧向刚度小于相邻上下楼层侧向刚度平均值80%。

（2）竖向抗侧力构件不连续。竖向抗侧力构件不连续指的是高层建筑垂直方向上结构构件在载荷作用下缩进或外挑程度不同的结构现象。具体而言，竖向抗侧力构件不连续的评定标准为，不同位置构建缩进差异大于25%，或外挑差异大于10%和4m。

（3）楼层承载力突变。楼层承载力突变指的是相邻楼层结构在接受外部应力作用的条件下，承载剪应力表现不同结构现象。具体而言，楼层承载力突变的评定标准为，评定目标楼层在检测过中剪应力承载水平波动变化超过80%水平。

1.3高层建筑自身结构不规则

高层建筑自身结构不规则指的是，在结构设计初始阶段，为了追求建筑造型的独特性其结构本身就是相对不规则的，并且建筑结构中不同位置所选用材料的不同，使得建筑结构的整体应力表现呈现不规则。具体而言，高层建筑自身结构不规则主要体现在建筑整体质心与轴线不重合、竖向载荷分布不均、水平侧移不一致扥系列问题上。同时，在具体的施工建设过程中，机械或认为的操作可能加剧这种不规则性的影响，从而是高层建筑整体刚度呈现出不可预测的变化，整体稳定性难以保证。

2不规则高层建筑结构设计中的要点环节研究

2.1不规则高层建筑结构设计基本原则

高层建筑结构设计实践经验表明，在一定的外部应力作用下，产生建筑结构稳定性问题多为不规则性突出、应力较为集中的部位，其根源在于不规则性导致的建筑抗剪切与扭转作用性能的下降。因此，在高层建筑结构设计中，应对不规则性较为突出的部位进行加固，达到限制剪切扭转作用的效果，在其基本实施原则如下：

（1）全面降低高层建筑结构平面不规则性，将结构质心偏离量控制在有限的范围之内，限制因质心偏移力矩过大造成的扭转效应影响；（2）通过结构选型与

材料选用，提升结构整体的扭转刚度水平与一致性，避免扭转应力承载薄弱结构部位出现问题而形成连锁性反应。

2.2不规则高层建筑结构设计中的要点环节

（1）偏心距控制。在高层建筑结构设计中为了合理控制不规则性的影响，应采取以下措施对偏心距进行控制：首先，设计人员应结合建筑结构设计的实际情况，对结构内在不规则性进行深入的研究分析，依据计算结果准确掌握建筑结构的质心、刚心情况，从而为后续设计工作的进行打下基础；其次，需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布；最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。

（2）提高周边抗扭构件抗剪力。在高层建筑不规则性设计过程中，设计人员应确保结构在一定的震动条件下具有良好的稳定性表现。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那此受抗扭效应制约构件的抗剪性能，以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。

（3）较小地震带来的破坏，设置防震缝。在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构，难以将平面结构布置成规则的结构，此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。如果防震缝两侧的结构体系不同，或是地震反应效应不同的时候，要根据不利一侧的结构来设计防震缝的宽度。而如果相邻的建筑结构基础沉降比较大，在设计防震缝的时候可以同时将其作为沉降缝来使用。

3结束语

综上所述，高层建筑能够有效节约城市土地，满足城市人口大量聚集对于建筑空间的实际需求。新近出现的大量高层建筑都存在着结构不规则现象，使得结构设计工作难度大大提升。因此在进行不规则设计的过程中，设计人员应对高层建筑结构进行深入的研究分析，找出应力较为集中的薄弱环节，采取相应的设计加固措施提升结构的稳定性。本文阐述了高层建筑结构设计不规则性的基本特征，提出了相应的设计要点，具有一定借鉴价值与参考意义。