淺談高層不規則建筑的結構設計方式

淺談高層不規則建筑的結構設計方式

　　隨著我國建筑產業的不斷發展，建筑體在外形構造上也在發生許多改變，越來越多的高層不規則建筑體取代了過往那些對稱、均勻、協調的建筑形態。處理好高層不規則建筑體的結構設計中存在的各類問題是保障不規則建筑體的安全性與穩定性的基礎，對于結構設計中的一些重點與難度的剖析也能夠幫助結構設計更為高質量的完成。

　　1 高層建筑中不規則建筑的發展現狀

　　隨著我國科學技術水平的逐步提升，我國建筑行業也在不斷的發展。隨著城市的不斷擴建，設計者們為了迎合城市建設的發展需求，他們已經逐步更新了自己以往建筑物必須要對稱、規則的觀念，并且在慢慢嘗試建造一些標新立異、新穎別致、獨樹一幟的建筑體，如非對稱、不規則的建筑結構物。隨著人們的觀念的轉變，現如今大城市中出現了各式各樣結構復雜的不規則建筑，這種趨勢在某種程度上代表了我國以后建筑的發展方向。

　　不規則建筑的產生對于建筑行業有著一定的影響。

　　一方面，不規則建筑極大的轉變了過往人們對于建筑體的已有觀念，建筑體的對稱、均勻、協調等概念很直接的被打破，人們開始慢慢接受甚至欣賞那些造型獨特、構造復雜的不規則建筑體，這些別致的建筑也很好的裝點了城市容貌。另一方面，不規則建筑體在打造時復雜程度更高，尤其是對于建筑體的結構設計而言，其難度明顯增大。想要保障這些不規則建筑的穩定性與抗震性，這必須在結構設計上有所突破，并且能夠突破不規則建筑在結構設計中存在的各種難點。從當下我國不規則建筑的發展狀況來看，不規則建筑出現的越來越多，很多開發商都樂于嘗試這種構造更為新穎獨特的建筑形式。

　　2 不規則建筑的結構類型

　　2.1 平面不規則結構類型

　　1）扭轉不規則：判斷標準是每一樓層自身最大的彈性水平位移大于該樓層兩端的彈性水平位移平均值的 1.2倍，或者是最大的層間位移大該樓層兩端層間位移平均值的 1.2 倍。2）凹凸不規則：判斷標準是建筑結構平面凹進一側的尺寸大于其投影方向上總尺寸的 30%.3）樓板局部的不連續：判斷的標準是樓板的尺寸以及平面剛度發生急劇的變化。

　　2.2 豎向不規則結構類型

　　1）側向剛度不規則：判斷的標準是該樓層的側向剛度值大小小于與其相鄰上一樓層的 70%,或者小于該樓層以上相鄰三個樓層側向剛度平均值的 80%,排除頂層不算，樓層局部收進的水平向尺寸大于其相鄰下一層的25%.2）豎向抗側力構件不連續：判斷標準是豎直方向上的抗側力構件的內力通過水平轉換構件而向下傳遞。3）樓層承載力突變：判斷標準是層間的抗側力結構的受剪程度小于其上一層的 80%.4）樓層間質量突變：判斷標準是樓層質量大于相鄰下一樓層質量的 1.5 倍。

　　3 高層不規則建筑的結構設計方式

　　3.1 減少建筑結構的相對偏心距

　　減少建筑結構的相對偏心距是不規則建筑在進行結構設計時首先需要把握的一點。很多研究都顯示，建筑體的扭轉效應與建筑體的相對偏心距呈線性關系，想要控制建筑體的扭轉效應，并且盡可能的縮小建筑體樓層的位移值，這必須有效控制建筑結構的相對偏心距。在具體的結構設計中首先可以通過模型分析以及具體的計算過程來確定整個建筑體的質心以及剛心，隨之需要進一步展開對于建筑體的結構剛度的分布的研究，這樣才能夠進一步減少那些距離質心較遠的抗側力的構建。這對于縮小建筑體的相對偏心距很有幫助。

　　3.2 調整建筑結構抗側剛度和抗扭剛度比

　　從具體的研究中我們認識到，建筑體的扭轉效應與結構周期間存在一定的線性關系，這也帶給我們一些啟示，適當的減少建筑體的結構周期將能夠很有效的幫助降低建筑結構的扭轉效應。在具體的設計中可以一定程度加大剪力墻或者增加剪力墻的厚度，尤其是那些離剛心較遠的剪力墻需要特別留意。對于結構的抗扭剛度的設計也很重要，可以通過拉梁的設置來一定程度提升結構的抗扭剛度，這同樣能夠減小結構的扭轉周期。

　　3.3 提高周邊抗扭構件抗剪力

　　對于不規則建筑而言其抗震性比起普通的規則建筑更難保障，因此，在結構設計中很有必要通過合理的布設來全面提升不規則建筑的抗震性能。想要保障不規則建筑在強震條件下仍然能夠保持穩定，只是調節建筑體的結構布置是不夠的，提升建筑體周邊的抗扭構建的抗剪力將能夠起到很好的輔助作用，這也是結構設計中需要把握的一點。

　　3.4 設置防震縫

　　在許多不規則建筑中都會碰到一些平面結構較為復雜的建筑體，對于這類難以將平面布設為規則結構的建筑體，可以通過防震縫的設置來緩解一些實際問題。防震縫一方面能夠將建筑體的平面分為一些規則的結構，另一方面，它能夠很好的保障整個建筑體的穩定性。這是不規則建筑中一種非常適宜的處理方式，將能夠極大的提升不規則建筑體的抗震性與穩定性。

　　結 語

　　想要處理好高層不規則建筑體結構設計中的許多問題，這需要在結構設計上有深入研究。在實際工作展開中首先應當合理控制建筑體的相對偏心距，這是保障高層不規則建筑體穩定性的基礎。同時，對于建筑體的抗扭剛度與抗側剛度的控制也很重要，這些能夠進一步保障建筑體的穩固。此外，還可以通過防震縫的設計來緩解一些實際問題。這些都是很好的結構設計方式，能夠進一步保障高層不規則建筑體的綜合性能。

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