高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的實(shí)際應(yīng)用探索

吳維喜

（恒大旅游集團(tuán)， 廣東 廣州 510000）

0 前言

社會(huì)不斷進(jìn)步于無形之中促進(jìn)諸多企業(yè)健康發(fā)展，其中給建筑行業(yè)帶來的影響最為明顯。伴隨著當(dāng)前城市土地的開發(fā)與利用，為了能夠使土地資源得以有效節(jié)約，高層建筑工程數(shù)量正在不斷增加，并且使用不規(guī)則結(jié)構(gòu)的情況也呈直線上升。所以筆者就對(duì)其不規(guī)則結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出了與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施。

1 關(guān)于高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與意義

1.1 高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

在最近幾年時(shí)間當(dāng)中，我國(guó)科學(xué)技術(shù)日漸完善，建筑行業(yè)蒸蒸日上。同時(shí)城市規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，居民對(duì)建筑的要求非常高，為了能夠與時(shí)代要求適應(yīng)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要打破傳統(tǒng)對(duì)稱、規(guī)則的思想，在實(shí)際建筑過程中漸漸使用不規(guī)則建筑，利用不對(duì)稱與不規(guī)則結(jié)構(gòu)或外立面造型進(jìn)行高層建筑給人以視覺上沖擊，從而給廣大民眾帶來巨大的影響。

據(jù)相關(guān)資料顯示在當(dāng)前幾年，民眾對(duì)建筑要求越來越高，因此城市高層建筑中不規(guī)則性結(jié)構(gòu)越來越多，從某種意義上講，目前高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)極大程度上改變了居民對(duì)建筑的傳統(tǒng)觀念，而且對(duì)稱均勻理念儼然被建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所淘汰，不規(guī)則性高層建筑成為城市重要裝飾。

1.2 高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)的意義

伴隨著我國(guó)建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，在高層建筑當(dāng)中對(duì)不規(guī)則性結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效利用，能夠使城市具有獨(dú)特魅力，受到廣大民眾的認(rèn)可與歡迎，所以高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)有十分深遠(yuǎn)的意義。但是高層建筑不規(guī)則設(shè)計(jì)有一定難度，所以相關(guān)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中必須要慎之又慎，從而確保不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

1.3 高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)的具體類型

通過對(duì)高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前階段高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)主要包括平面不規(guī)則、豎向不規(guī)則兩種類型，具體內(nèi)容如下所示。

1.4 平面不規(guī)則類型

在平面不規(guī)則類型當(dāng)中主要包括凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及樓板部分不連續(xù)結(jié)構(gòu)。首先凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)的判定標(biāo)準(zhǔn)就是在具體建筑物當(dāng)中結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)去的尺寸，必須要超過投影方向全部尺寸的 30%。其次扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的判定標(biāo)準(zhǔn)就是要保證在建筑物當(dāng)中所有樓層本身最大彈性水平位移必須要超過兩邊位移標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)的1.2倍，也可以說當(dāng)前建筑物當(dāng)中最大層間位移要超過其兩邊位移的1.2倍。最后是樓板部分不連續(xù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的判定標(biāo)準(zhǔn)便是建筑物樓板尺寸和平面剛度具體變化情況。

1.5 豎向不規(guī)則類型

所謂豎向不規(guī)則類型主要包括側(cè)向剛度不規(guī)則結(jié)構(gòu)、豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不連續(xù)、樓層荷載力突變以及樓層間質(zhì)量巨變集中情況。首先是側(cè)向剛度不規(guī)則結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)判定的主要標(biāo)準(zhǔn)是該建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度參數(shù)必須不能夠超過相鄰樓層的70%，也可以說比該樓層側(cè)向剛度標(biāo)準(zhǔn)值的 80%大。其次是豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不連續(xù)，至于這樣的結(jié)構(gòu)其主要是依據(jù)建筑豎直方向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)內(nèi)里水平結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)換，并向下進(jìn)行傳遞，再次是樓層荷載力突變情況，對(duì)該結(jié)構(gòu)的判定標(biāo)準(zhǔn)就是建筑樓層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要小于上個(gè)樓層受剪程度 80%。最后是樓層之間的質(zhì)量變化，該結(jié)構(gòu)主要是依據(jù)該樓層質(zhì)量超過下一層的1.5倍。

2 關(guān)于高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)策略

據(jù)相關(guān)資料顯示，不規(guī)則性結(jié)構(gòu)高層建筑很容易受到地震破壞，并且隨著進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)給高層建筑結(jié)構(gòu)造成的危害非常大，因此在具體工程當(dāng)中必須要對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)限制，除此之外還應(yīng)該合理設(shè)計(jì)高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)。

2.1 有效減少建筑物結(jié)構(gòu)偏心距離

在當(dāng)前階段高層建筑結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須要有效減少不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑物結(jié)構(gòu)相對(duì)偏心距離，據(jù)相關(guān)資料顯示，高層建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和建筑物相對(duì)偏心距其實(shí)質(zhì)屬于線性關(guān)系。為了能夠確保高層建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，就必須要盡最大可能減少位移數(shù)值。在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要借助模型分析和計(jì)算，從而有效保證建筑物總體質(zhì)量和剛度。并且還需細(xì)致劃分建筑物整體結(jié)構(gòu)情況，使質(zhì)量中心較遠(yuǎn)的抗側(cè)力構(gòu)建數(shù)量可以有效減少，與此同時(shí)還一定要使建筑物之間的相對(duì)偏心距離得以有效減少。

2.2 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)與抗扭剛度比進(jìn)行合理糾正

通過對(duì)之前高層建筑的研究，發(fā)現(xiàn)高層建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)周期之間息息相關(guān)，基于此種情況使建筑物結(jié)構(gòu)周期減少就能夠確保整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)得以有效減少。在具體高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，想要使穩(wěn)定性得到良好保證，在設(shè)計(jì)過程中就必須要科學(xué)增加剪力墻面積，或者是使剪力墻的厚度得以有效增強(qiáng)，其中還必須要關(guān)注建筑物剛度中心距離較遠(yuǎn)的剪力墻。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性設(shè)計(jì)，抗扭剛度設(shè)計(jì)有十分深遠(yuǎn)的意義，對(duì)拉梁設(shè)置進(jìn)行合理利用，可以使不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗扭剛度得到有效增加，使高層家族建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期可以有效減少。

2.3 對(duì)不規(guī)則性高層建筑周邊抗扭構(gòu)件抗剪力進(jìn)行有效增強(qiáng)

根據(jù)高層建筑不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)合理的研究，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)和普通結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性能無法得到良好保證。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，想要有效增加不規(guī)則建筑的抗震性能就必須要選擇較為合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，至于其穩(wěn)定性保證方面，就一定要想辦法在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提升抗扭構(gòu)件抗剪力[2]。

2.4 有效加強(qiáng)抗震設(shè)置

因?yàn)楦邔咏ㄖ灰?guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往具備一定的復(fù)雜性，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中采取平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)槠浔旧淼奶厥庑?，就一定要?duì)抗震縫進(jìn)行合理運(yùn)用，從而使沒有規(guī)則性可言的平面可以細(xì)致劃分成較為規(guī)則的結(jié)構(gòu)，同時(shí)關(guān)于和高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)抗震縫的有效設(shè)計(jì)，還能夠在一定意義上使建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得以增加[3]?；诖朔N情況，為了能夠保證高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得廣大民眾的認(rèn)可，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就必須要從事實(shí)角度出發(fā)，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)不規(guī)則性結(jié)構(gòu)的具體情況進(jìn)行透徹分析，從而得出科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證建筑工程質(zhì)量可以得到有效提升。

3 結(jié)語

在具體工程當(dāng)中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的判斷會(huì)在一定意義上給建筑結(jié)構(gòu)帶來較為直接的影響，同時(shí)也會(huì)在側(cè)面給建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)與安全等多方面造成巨大影響?；诖?，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中必須要有效增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，確保高層建筑不規(guī)則設(shè)計(jì)，從而使高層建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到良好提升。

[1]何禮達(dá). 論不規(guī)則性在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J]. 河南科技,2010(14):30-30.

[2]范文彬, 唐明忠. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究與應(yīng)用[J]. 建筑設(shè)計(jì)管理, 2014(6):72-74.

[3]辛紅軍. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究與應(yīng)用[J]. 科技資訊,2012(11):69-69.

[4]姜海鳳. 關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究和應(yīng)用[J]. 江西建材,2015(7):55-55.

[5]張青, 徐建成. 關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究和應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究:電子版, 2015(30).