高层建筑不规则结构设计的相关思考与分析

王涛

摘 要：本文首先对常见的不规则结构类型进行了阐述，然后分析了高层建筑不规则结构设计的优点及缺点，最后对高层建筑不规则结构设计的应用进行了探究，主要包含设计布局的科学，相对偏心距对建筑结构质量的重要性，以及提高抗剪强度，确保建筑抗压能力。希望对以后高层建筑不规则结构的设计和应用提供一些帮助。

关键词：高层建筑;不规则;设计;探析

1.常见的不规则结构类型

目前建筑设计行业将不规则结构主要分为两类，竖向不規则与平面不规则。竖向不规则指的是楼层的竖向结构承载力突变、竖向构件不连续、侧向刚度不规则等;平面不规则指的是扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续等。

1.1竖向不规则结构

（1）竖向结构承载力突变：楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力与相邻的上一层相比，小于上一层的80%。如图1所示：

（2）侧向刚度不规则：某一层的侧向刚度与上一层相比，小于上一层70%，或者小于上三层的侧向刚度平均值的80%;除却最顶层和出屋面小建筑，局部收进的水平向尺寸大于下一层的25%。

（3）竖向构件不连续：楼层的竖向抗侧力构件的内力通过水平转换构件向下传递。

1.2平面不规则结构

（1）扭转不规则：某一楼层中最大弹性水平位移大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍。

（2）凹凸不规则：楼层平面凹进的侧面部分大于相应投影方向总尺寸的30%。如图2所示：

（3）楼板局部不连续：指楼板的尺寸和平面刚度发生变化，例如楼板的宽度小于该层楼板典型宽度的50%。

2.不规则设计在高层建筑中应用的优点与缺点

2.1不规则设计在高层建筑中应用的优点

（1）对高层建筑来说，其不规则结构的原理打破了人们的对传统建筑形象的看法，使得建筑设计不再是过去必须对称、协调的设计方式，而是可以让设计师充分发挥自己的个性、大胆的突破等，也为建筑设计行业增添了新的色彩，推动了当今建筑艺术文化的个性化发展[1]。

（2）随着时代的不断发展，高层建筑不规则设计也推动了艺术文化的不断突破、创新，不规则设计的理念已经逐渐融入到人们的生活中，成为人们对高层建筑新的审美观念，使得城市建筑更加丰富多样，具有特点的高层建筑会成为城市的地标，推动了城市的发展，展现了现代化城市个性化的潮流与观念。

2.2不规则设计在高层建筑中应用的缺点

（1）在高层建筑的不规则结构设计中，采用平面不规则结构的设计虽然能够有效提高建筑的美观度，但是从建筑的质量方面来看，容易造成一些问题的出现，比如建筑的质量、承受力、刚度等，都容易发生偏差或者偏移等现象。因此，在不规则的设计中，容易造成建筑的诸多安全隐患或者质量问题[2]。

（2）从实际施工来看，不规则的建筑无论从人力、工期、还是成本上都比一般的建筑消耗更多。另外，从抗震抗灾能力上来看，不规则的建筑比一般建筑也更容易受到破坏。

3.不规则设计在高层建筑中具体应用策略

在进行高层建筑不规则结构设计时，必须根据国家设计院的相关规章制度来进行设计，同时还要对不规则结构自身的特征，有针对性的进行设计分析应用。

3.1合理布局地面空间实现建筑平衡

在对高层建筑进行不规则结构设计时，要重点考虑建筑的稳定性和平衡性。为此，就需要设计师对建筑区域的地面空间进行合理、科学的规划，使建筑物能够保持平衡、应定的最佳状态。这样即使进行了不规则的建筑设计，也能保证建筑物是非常稳定平衡的，避免不规则结构设计的缺陷对建筑造成不良影响。

3.2保证相对偏心距的处在正常范围，进而确保建筑的稳定可靠

由于是不规则结构的高层建筑，都会造成建筑出现扭转效应偏高的现象，而扭转效应与高层建筑结构相对偏心距有着非常大的关系。因此，在进行设计时就需要保证高层建筑的相对偏心距保持在合理的范围内。首先要对建筑的每一个结构面进行反复的计算，避免计算上的错误;其次要对建筑的布局进行科学的调整，结合场地的真实情况，确保布局安全可靠;最后组织专家开展技术指导，再次对数值进行计算，做到算无遗漏。建筑的属性事关重大，设计和施工必须基于安全的基础上。

3.3提高抗剪强度，确保建筑抗压能力

高层建筑难免会遇到各种各样的自然灾害，因此在进行设计时要充分考虑到地震、雷击等自然灾害，并对建筑的承受力进行科学的设计。正常情况下，对高层建筑进行不规则结构设计时，首先要考虑的就是抗震规范的要求，再结合建筑的实际情况进行调整，通过提升高层建筑的周边抗扭转构件的抗剪力，提高抗剪强度，能够有效的提高建筑的抗压能力，避免外力对建筑的破坏及损失。

总结

对于建筑行业来说，高层建筑不规则结构设计打破了传统的设计理念，满足了大众追求不一样的美的需求。而不规则结构存在着一定的隐患，设计时必须要保证建筑物的各项属性符合我国相关法规的要求，才能弥补不规则结构造成的缺陷，进而使高层建筑兼备美观和安全稳定，对高层建筑的发展有着积极的影响。

参考文献

[1]史霄.高层建筑结构设计不规则性的运用[J].建筑工程技术与设计，2018，（36）：943.

[2]张盼盼.高层建筑结构设计的不规则性研究与应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（32）：1021.