高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究與應(yīng)用

陳華新

（景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)設(shè)計(jì)研究院 江西景德鎮(zhèn) 333000）

近些年，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)于生活的舒適性，以及審美觀點(diǎn)也在不斷的加強(qiáng)。這樣的大環(huán)境的影響下，不規(guī)則的建筑物走進(jìn)了我們的視野。這樣的建筑物，打破了原來(lái)的建筑形狀，不但為社會(huì)帶來(lái)了美觀性，還為建筑的防水，防震等帶來(lái)了可能。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的表現(xiàn)

1.1 建筑的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱

在進(jìn)行高層建筑物的建設(shè)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦邔咏ㄖ锏倪x址地點(diǎn)，選址環(huán)境以及當(dāng)?shù)氐拇髿獾沫h(huán)境等進(jìn)行合理的調(diào)整。不僅是在高層建筑的施工過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)的進(jìn)度上的調(diào)整，更重要的是要在建筑物的構(gòu)造上進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整。

為了滿足高層建筑物安全使用的目的，以及滿足高層建筑物各種功能方面的要求，目前應(yīng)用較為普遍調(diào)整是實(shí)現(xiàn)高層建筑物結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，在整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整中包括對(duì)建筑物的平面形狀的調(diào)整，內(nèi)部構(gòu)造的調(diào)整。這種調(diào)整都是不規(guī)則的。通過(guò)這種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變整個(gè)建筑物的受力情況，以及整體的作用力的情況，最終實(shí)現(xiàn)最安全的建筑結(jié)構(gòu)。并且，建筑的結(jié)構(gòu)上的不規(guī)則性還體現(xiàn)在了建筑外觀上的不規(guī)則，傳統(tǒng)的建筑講究的是和諧對(duì)稱，這種和諧對(duì)稱的建筑，在社會(huì)上普遍存在，早已經(jīng)形成了審美疲勞。但是現(xiàn)代的建筑卻改變了傳統(tǒng)的和諧對(duì)稱的方式，將美觀，大膽作為建筑的主線，使建筑成為社會(huì)上的一道風(fēng)景線。

1.2 建筑中平面的質(zhì)量不對(duì)稱

建筑的質(zhì)量對(duì)稱不是代表的是絕對(duì)的對(duì)稱，而是建筑物中的各個(gè)結(jié)構(gòu)中的小的質(zhì)量方面相對(duì)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱。為了滿足建筑物的地質(zhì)環(huán)境等的問(wèn)題，國(guó)家規(guī)定可以進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量上的偏移。這樣的偏離能夠減少一個(gè)位置一個(gè)點(diǎn)的作用力。

高層建筑的利用質(zhì)量上的不對(duì)稱的方法，來(lái)解決地面不平，地質(zhì)松動(dòng)等環(huán)境的缺陷，也可以通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行質(zhì)量不對(duì)稱建筑來(lái)增加整個(gè)建筑的抗震的能力。將質(zhì)量的重心盡可能的垂直于地震的作用力的方向，就能夠很大聲程度的給地震的強(qiáng)度帶來(lái)一個(gè)緩沖的能力，從而減少了地震對(duì)于高層建筑的作用力，因此，就起到了抗震的作用。

1.3 建筑中平面的剛度不對(duì)稱

高層建筑物當(dāng)中的平面剛度主要就是指整個(gè)建筑物所承受的重力的壓力。這種壓力分為外壓力和內(nèi)壓力兩種。外部的壓力主要就表現(xiàn)為和建筑物付負(fù)載的重量相垂直的壓力，而內(nèi)部的壓力則是表現(xiàn)為和建筑物所負(fù)載的壓力方向一致。

建筑物的剛度上的不對(duì)稱，主要是由于要在建筑施工的過(guò)程中考慮到實(shí)際面臨的問(wèn)題，并且采用最經(jīng)濟(jì)的手段進(jìn)行改良，因此就需要在建筑的剛度的問(wèn)題上進(jìn)行相關(guān)的改變，對(duì)建筑物的剛度進(jìn)行相應(yīng)的不對(duì)稱建筑，可以促進(jìn)高層建筑的穩(wěn)定性。

1.4 建筑中平面的強(qiáng)度不對(duì)稱

建筑中的強(qiáng)度的問(wèn)題，主要是通過(guò)在建設(shè)施工過(guò)程中對(duì)鋼筋水泥、混凝土等建筑材料進(jìn)行使用。但是由于在建筑過(guò)程中，對(duì)鋼筋、水泥、混凝土等建筑材料的使用配比不可能實(shí)現(xiàn)完全的平均，因此，就出現(xiàn)了建筑平面上強(qiáng)度不對(duì)稱的問(wèn)題。

在平面的強(qiáng)度不對(duì)稱和平面的質(zhì)量不對(duì)稱的情況下，好多人都認(rèn)為這兩種的不對(duì)稱是相同的，但是兩種平面的不規(guī)則卻是有本質(zhì)上的不同。強(qiáng)度的不對(duì)稱是不可以避免的，在工程的施工過(guò)程中難免會(huì)因?yàn)橄鄳?yīng)的不確定性導(dǎo)致在建筑平面上的剛不對(duì)稱，最終導(dǎo)致整個(gè)建筑物的不規(guī)則。雖然平面上的強(qiáng)度不對(duì)稱可能會(huì)影響到相應(yīng)的建筑的抵抗能力，但是通過(guò)對(duì)實(shí)際的情況進(jìn)行分析，合理的進(jìn)行建筑中的強(qiáng)度上的不對(duì)稱，又能夠很好的促進(jìn)建筑物的建成。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的應(yīng)用

2.1 在防震上的應(yīng)用

高層建筑物在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最害怕的就是地震的影響，因此在進(jìn)行高層建筑物的建設(shè)設(shè)計(jì)上要充分的考慮整個(gè)高層建筑物的抗震的能力，因此就需要對(duì)高層的建筑進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析。現(xiàn)階段增加高層建筑的主要的方式就是采用建筑設(shè)計(jì)的不規(guī)則性的應(yīng)用。

在對(duì)建筑進(jìn)行防震的設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要應(yīng)該考慮的就是當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨的時(shí)候如何的進(jìn)行地震力度的分散，也就是對(duì)地震進(jìn)行垂直荷載能力的分散。這就需要對(duì)整個(gè)樓面的支撐系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的分散，盡可量在抗震布置上為地震力尋求一個(gè)最短的路徑，將建筑的負(fù)載量傳到建筑的墻或者是地面上，以防止地震給建筑帶來(lái)?yè)p害。另外，在進(jìn)行防震上，豎向的進(jìn)行建筑的布置也是相當(dāng)?shù)闹匾?。在布置的過(guò)程中，要盡量的將水平負(fù)載的壓力與平均值進(jìn)行接近。在建筑過(guò)程中，單獨(dú)的考慮這些是不可行的，不能夠在建筑物形態(tài)規(guī)則的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑防震的可能性，者就需要在建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)上進(jìn)行協(xié)調(diào)，因此，就產(chǎn)生了建筑的不規(guī)則性。

2.2 在建筑強(qiáng)度上的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑物都是以強(qiáng)烈的線條和對(duì)稱的形態(tài)進(jìn)行建筑的，這樣的建筑形狀，有時(shí)會(huì)因?yàn)檎麄€(gè)建筑的地勢(shì)，環(huán)境等問(wèn)題嚴(yán)重的影響到建筑的未來(lái)發(fā)展，因此，就需要在建筑的形態(tài)上進(jìn)行合理的創(chuàng)新和應(yīng)用，減少整個(gè)建筑物的強(qiáng)度的偏心距離。在實(shí)際的應(yīng)用上，可以將傳統(tǒng)的強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)的高層建筑進(jìn)行改進(jìn)，充分的利用柔的特點(diǎn)，將高層建筑物的強(qiáng)度較硬的線條用柔和的線條進(jìn)行代替，不僅能夠改變整個(gè)建筑的外觀，給人一種親切的感覺(jué)，還行能在實(shí)際的應(yīng)用上增減整個(gè)建筑的功能，例如線條較緩的建筑物在較線條較硬的建筑物更容易排水。

另外在建筑強(qiáng)度上進(jìn)行不規(guī)則性的應(yīng)用，還能夠增加整個(gè)建筑的扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度。扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度問(wèn)題，是防止高層建筑出現(xiàn)裂縫，并且不足以抵制外來(lái)的力量的問(wèn)題。一旦整個(gè)建筑的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不夠，那將會(huì)嚴(yán)重的影響到整個(gè)建筑的之后的實(shí)際應(yīng)用，為建筑帶來(lái)安全隱患。但是因此，在扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度上進(jìn)行不規(guī)則性的應(yīng)用是相當(dāng)?shù)谋匾?，通過(guò)格結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的不規(guī)則減少一個(gè)點(diǎn)的作用力，提高了建筑的扭轉(zhuǎn)能力。

2.3 在建筑偏心距上的應(yīng)用

高層建筑的設(shè)計(jì)問(wèn)題上，對(duì)偏心距的實(shí)際使非常的重要的。偏心距一旦擴(kuò)大，將嚴(yán)重的影響到整個(gè)高層建筑的穩(wěn)定程度，但是傳統(tǒng)的建筑方法，不能夠有效的減小偏心距，只亞歐利用不規(guī)則性的設(shè)計(jì)才能有效的減小偏心距。一般在不規(guī)則性的指導(dǎo)下減少建筑的偏心距有以下幾種辦法。①盡可能的減少整個(gè)建筑物的位移的程度，爭(zhēng)取在進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)的初期，就將整個(gè)的建筑的位置進(jìn)行有效的控制。②要對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行良好的布局。這樣的布局呈現(xiàn)，不但可以增加建筑物的審美效果，并且一旦建筑物在建筑的過(guò)程中偏心距過(guò)大，還能夠通過(guò)結(jié)構(gòu)、平面上的不規(guī)則設(shè)計(jì)及時(shí)的減小相應(yīng)的偏心距，促進(jìn)建筑的正常的施工。

3 總結(jié)

綜上所述，在高層建筑的結(jié)構(gòu)上實(shí)行不規(guī)則性的創(chuàng)新，不僅能夠在建筑的外觀上給人耳目一新的感覺(jué)，還能夠充分的滿足建筑本身的功能方面的需要。這就說(shuō)明，在高層的建筑上，要積極的進(jìn)行創(chuàng)新，大力的加強(qiáng)創(chuàng)新的能力，不僅能夠在建筑的施工上減少成本的投入，還能一定程度的促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展，而且還有利于美化環(huán)境，創(chuàng)造良好的社會(huì)氛圍。

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