建筑结构设计中不规则设计问题分析与探讨

王丽

摘 要：随着人们对于建筑审美要求的不断提高，一些建筑单位在设计过程中不断推陈出新，甚至于有意建设各类奇形怪状的建筑外观，不规则建筑施工问题由此展开。受到力学受力因素的影响，在不规则建筑施工中必然会出现一些改变，笔者结合相关的建筑学理论和力学以及美学理论，对于现行的不规则建筑施工的设计进行了分析和论述，并提出了自己的建议，希望能够给建筑施工人员一定的借鉴。

关键词：现代建筑；不规则结构；结构设计；建筑施工

中图分类号：TU318 文献标识码：A

传统的建筑结构讲究对称，因此，我国的大部分建筑都是中规中矩的矩形结构和对称型结构。但是近年来，我国的建筑事业蓬勃发展，建筑公司力图通过别致的外观设计在竞标中取胜，投资方希望通过别致的外观构造吸引用户眼球，而在与国外设计接洽的过程中，国外的设计理念也逐渐与中国传统的建筑艺术相互融合，这样不规则的建筑结构设计就应运而生，并逐渐兴盛起来。虽然不规则建筑结构设计的技术难度更高，但是只要能够进行科学的设计，它们的坚固性和安全性是完全可以保证的。

一、不规则建筑结构的基本特征

1 第一类：平面不规则结构。一是扭转不规则：（1）平面狭长；（2）凹进太多；（3）凸出过细。二是楼板局部不连续：楼板开洞凹入后，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的 50%。

2第二类：竖向不规则结构侧向刚度不规则：（1）楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%或其上相。邻三层平均值的 80%；（2）高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的 20%，上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的 25%。

3第三类：建筑结构的整个平面是原始的基本平面结构，只是在拼接和搭建过程中进行了一些局部的调整，因此就会出现不规则的建筑结构，比如，一些比较高的建筑结构利用转换层增加建筑结构的立体感，或者利用临层之间的错别实现立体感，从而改变整个建筑结构的外观审美。

4第四类：超出原有建筑结构的标准，我们将这类建筑统称为超规范结构，具体包括以下几个方面：（1）超出原有高度的建筑结构设计。建筑高度是有限制的，超出这个限制建筑技术的要求难度加大，建筑施工材料要求也出现变化；（2）超出了建筑施工中规定的其他限制数值，例如楼层的局部受力上限等；（3）新型结构，即只是应用了新型的建筑材料和建筑施工技术等，而实际上建筑施工的具体操作流程并没有发生任何改变。这些建筑结构，即使在外观上没有独特的设计，但是，因为他们许多数值都是超过了国家基本规定的，因此必然存在安全隐患和不足之处，将其纳入为不规则建筑中，便于国家的监管部门更加严格的进行审核，趋利避害，是一种进步的管理理念。

二、不规则建筑结构设计计算

1优化设计方案。在不改变原有不规则建筑外观的基本前提之下，尽量实现建筑结构设计方案的最优化，具体可以通过以下几个方式：（1）最大限度的保障平面结构的规则，不规则的外观设计可以是不规则平面搭建而成，也可以利用规则平面进行组合，显然规则平面的受力更加均匀，建筑结构的安全性更高；（2）对平面凸凹不规则结构；（3）对楼板不连续结构。

2选择合理的计算分析方法。对于地震发生后建筑结构的抗震能力的估算，目前有不同的计算标准和计算公式，由于这是一个不可预测的高难度工作，因此，目前还没有明确具体哪一种计算更科学有效，但是有一点可以肯定，无论是哪种计算，都要求最终的结果符合国家的基本规定。常用的结构分析方法有：（1）底部剪力法。（2）振型分解反应谱法。（3）弹性时程分析方法。设计人员应该结合建筑施工的实际情况进行科学的选择。

3强化抗震措施。地震是建筑结构中面临最大的安全隐患，对不规则建筑设计而言，其威胁性更大。强化抗震举措，是保障建筑结构安全性和稳固性的根本保障。由于不规则建筑结构各个区域的受力数值存在极大的差异性，无论是检测还是计算都有极高的难度，即使可以利用计算机软件程序进行具体计算，其结果也会存在较大的误差。因此，强化抗震措施既是不规则建筑施工中的重点，同时也是一个极大的难点，需要进行不断的技术研究。

三、不规则建筑结构的电算参数设置

电算参数的设置是保障不规则建筑结构稳固性的一个重要步骤，这项工作不仅要求工作人员具有一定的施工设计实践经验，同时还要求相关的监管部门实行严格监控，只有这样双管齐下，才能保障不规则建筑结构的使用安全性，具体需要从以下几个层次来分析：

1 扭转耦联。从理论分析和工程实例计算得知，非耦联计算通常用于平面结构。因此，空间分析软件 SATWE 取消了是否选择扭转耦联的选项，在结构计算中总考虑扭转耦联的影响，显然这对扭转不规则结构的计算分析是十分有利的。

2 振型数量。《高规》规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于 15，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90%。为了保证抗震计算结果准确，必须选取足够多的振型数量，使有效质量系数大于 0.9。

3 双向地震。我们国家对于建筑物的抗震数值和抗震设计理念等都有明确的法律条文规定，国家规定，如果建筑过程中使用的不规则的建筑结构，那么未来保障同等条件下的抗震能力，必须实施双向抗震建筑施工举措。同时，各个监管部门必须对于双向抗震施工进行严格的监管，没有进行双向抗震设计的不规则建筑结构不能审批其进行建设施工。

4 设置弹性楼板。弹性楼板，顾名思义，就是楼板具有一定的弹性，当然这个弹性的数值具有明确的范围，弹性数值过大，则建筑的整体结构不稳定，弹性数值过小，则会影响建筑结构的抗震能力，因此，在进行施工建设初期，应该对楼板的质量和楼板的各项属性都进行严格的审查，合格后的楼板才能运进施工现场。

结语

总之，我们首先需要明确，随着社会的进步，人美审美观念的转变，以及各项建设施工技术的成熟，不规则的建筑必将成为人们推崇的一项建筑趋势，它不仅能够带给人们别样的审美价值，还能够成为一个城市或者是一个地域的代表性建筑，因此，应该更加深入化的分析和研究其建筑施工的技艺手段，以提高其建设施工的质量。但是不规则建筑的出现和兴建并不代表人们的建筑可以为所欲为。近年来，一些地区屡屡出现各种奇葩的建筑，他们已经远远超出了不规则建筑结构的范围，因此，不规则建筑结构的推新而不是推奇，国家应该加强对那些特殊建筑的审批力度，严格规范建筑行业。

参考文献

[1]北京市建筑设计技术细则（结构专业）[Z].

[2]徐培福，等.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.