高层建筑结构设计不规则性的研究与应用

陈华新

（景德镇陶瓷工业设计研究院 江西景德镇 333000）

近些年，随着人们生活水平的提高，人们对于生活的舒适性，以及审美观点也在不断的加强。这样的大环境的影响下，不规则的建筑物走进了我们的视野。这样的建筑物，打破了原来的建筑形状，不但为社会带来了美观性，还为建筑的防水，防震等带来了可能。

1 高层建筑结构设计不规则性的表现

1.1 建筑的结构不对称

在进行高层建筑物的建设的时候，经常会因为高层建筑物的选址地点，选址环境以及当地的大气的环境等进行合理的调整。不仅是在高层建筑的施工过程中进行相关的进度上的调整，更重要的是要在建筑物的构造上进行相关的调整。

为了满足高层建筑物安全使用的目的，以及满足高层建筑物各种功能方面的要求，目前应用较为普遍调整是实现高层建筑物结构上的调整，在整个高层建筑结构的调整中包括对建筑物的平面形状的调整，内部构造的调整。这种调整都是不规则的。通过这种不规则的结构调整，改变整个建筑物的受力情况，以及整体的作用力的情况，最终实现最安全的建筑结构。并且，建筑的结构上的不规则性还体现在了建筑外观上的不规则，传统的建筑讲究的是和谐对称，这种和谐对称的建筑，在社会上普遍存在，早已经形成了审美疲劳。但是现代的建筑却改变了传统的和谐对称的方式，将美观，大胆作为建筑的主线，使建筑成为社会上的一道风景线。

1.2 建筑中平面的质量不对称

建筑的质量对称不是代表的是绝对的对称，而是建筑物中的各个结构中的小的质量方面相对的结构对称。为了满足建筑物的地质环境等的问题，国家规定可以进行相应的质量上的偏移。这样的偏离能够减少一个位置一个点的作用力。

高层建筑的利用质量上的不对称的方法，来解决地面不平，地质松动等环境的缺陷，也可以通过对建筑物进行质量不对称建筑来增加整个建筑的抗震的能力。将质量的重心尽可能的垂直于地震的作用力的方向，就能够很大声程度的给地震的强度带来一个缓冲的能力，从而减少了地震对于高层建筑的作用力，因此，就起到了抗震的作用。

1.3 建筑中平面的刚度不对称

高层建筑物当中的平面刚度主要就是指整个建筑物所承受的重力的压力。这种压力分为外压力和内压力两种。外部的压力主要就表现为和建筑物付负载的重量相垂直的压力，而内部的压力则是表现为和建筑物所负载的压力方向一致。

建筑物的刚度上的不对称，主要是由于要在建筑施工的过程中考虑到实际面临的问题，并且采用最经济的手段进行改良，因此就需要在建筑的刚度的问题上进行相关的改变，对建筑物的刚度进行相应的不对称建筑，可以促进高层建筑的稳定性。

1.4 建筑中平面的强度不对称

建筑中的强度的问题，主要是通过在建设施工过程中对钢筋水泥、混凝土等建筑材料进行使用。但是由于在建筑过程中，对钢筋、水泥、混凝土等建筑材料的使用配比不可能实现完全的平均，因此，就出现了建筑平面上强度不对称的问题。

在平面的强度不对称和平面的质量不对称的情况下，好多人都认为这两种的不对称是相同的，但是两种平面的不规则却是有本质上的不同。强度的不对称是不可以避免的，在工程的施工过程中难免会因为相应的不确定性导致在建筑平面上的刚不对称，最终导致整个建筑物的不规则。虽然平面上的强度不对称可能会影响到相应的建筑的抵抗能力，但是通过对实际的情况进行分析，合理的进行建筑中的强度上的不对称，又能够很好的促进建筑物的建成。

2 高层建筑结构设计不规则性的应用

2.1 在防震上的应用

高层建筑物在设计的过程中，最害怕的就是地震的影响，因此在进行高层建筑物的建设设计上要充分的考虑整个高层建筑物的抗震的能力，因此就需要对高层的建筑进行具体问题具体分析。现阶段增加高层建筑的主要的方式就是采用建筑设计的不规则性的应用。

在对建筑进行防震的设计的时候，主要应该考虑的就是当地震来临的时候如何的进行地震力度的分散，也就是对地震进行垂直荷载能力的分散。这就需要对整个楼面的支撑系统进行相应的分散，尽可量在抗震布置上为地震力寻求一个最短的路径，将建筑的负载量传到建筑的墙或者是地面上，以防止地震给建筑带来损害。另外，在进行防震上，竖向的进行建筑的布置也是相当的重要的。在布置的过程中，要尽量的将水平负载的压力与平均值进行接近。在建筑过程中，单独的考虑这些是不可行的，不能够在建筑物形态规则的状态下实现整个建筑防震的可能性，者就需要在建筑的结构形态上进行协调，因此，就产生了建筑的不规则性。

2.2 在建筑强度上的应用

传统的建筑物都是以强烈的线条和对称的形态进行建筑的，这样的建筑形状，有时会因为整个建筑的地势，环境等问题严重的影响到建筑的未来发展，因此，就需要在建筑的形态上进行合理的创新和应用，减少整个建筑物的强度的偏心距离。在实际的应用上，可以将传统的强度过强的高层建筑进行改进，充分的利用柔的特点，将高层建筑物的强度较硬的线条用柔和的线条进行代替，不仅能够改变整个建筑的外观，给人一种亲切的感觉，还行能在实际的应用上增减整个建筑的功能，例如线条较缓的建筑物在较线条较硬的建筑物更容易排水。

另外在建筑强度上进行不规则性的应用，还能够增加整个建筑的扭转的强度。扭转的强度问题，是防止高层建筑出现裂缝，并且不足以抵制外来的力量的问题。一旦整个建筑的扭转强度不够，那将会严重的影响到整个建筑的之后的实际应用，为建筑带来安全隐患。但是因此，在扭转强度上进行不规则性的应用是相当的必要的，通过格结构强度的不规则减少一个点的作用力，提高了建筑的扭转能力。

2.3 在建筑偏心距上的应用

高层建筑的设计问题上，对偏心距的实际使非常的重要的。偏心距一旦扩大，将严重的影响到整个高层建筑的稳定程度，但是传统的建筑方法，不能够有效的减小偏心距，只亚欧利用不规则性的设计才能有效的减小偏心距。一般在不规则性的指导下减少建筑的偏心距有以下几种办法。①尽可能的减少整个建筑物的位移的程度，争取在进行建筑的设计的初期，就将整个的建筑的位置进行有效的控制。②要对建筑物的结构上进行良好的布局。这样的布局呈现，不但可以增加建筑物的审美效果，并且一旦建筑物在建筑的过程中偏心距过大，还能够通过结构、平面上的不规则设计及时的减小相应的偏心距，促进建筑的正常的施工。

3 总结

综上所述，在高层建筑的结构上实行不规则性的创新，不仅能够在建筑的外观上给人耳目一新的感觉，还能够充分的满足建筑本身的功能方面的需要。这就说明，在高层的建筑上，要积极的进行创新，大力的加强创新的能力，不仅能够在建筑的施工上减少成本的投入，还能一定程度的促进社会的发展，而且还有利于美化环境，创造良好的社会氛围。

[1]安志宏.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[D].吉林大学，2004.

[2]王司洋.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技致富向导，2015，03：145+189.

[3]魏永智.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].民营科技，2014，08：203.