高層建筑不規(guī)則結構設計分析

唐云 深圳市建筑設計研究總院有限公司

高層建筑結構不規(guī)則設計不僅能夠彰顯城市的活力，成為城市具有代表性的建筑物，而且還能起到美化城市的作用，但是不能一味地為了追求藝術性而忽視了建筑物的質(zhì)量，要努力提升建筑的安全性與舒適性，本文旨在從高層建筑不規(guī)則結構設計的重要意義和高層建筑不規(guī)則結構設計的具體形式和實施方法進行了分析。

一、高層建筑不規(guī)則結構設計的重要意義分析

當前伴隨著我國城市化進程腳步的加快，各行各業(yè)都發(fā)展十分迅速，建筑行業(yè)也同樣不例外，在基于這種背景之下，人們對于建筑物的需求也提出了較高的要求，要求建筑物必須要突出個性化以及新穎化和多樣化，所以這無疑給設計師的工作增加了一定的難度，在現(xiàn)代建筑設計中除了需要重點注重建筑物的安全性之外，對于建筑物的節(jié)能性以及美觀性也不能夠忽視，所以在開展高層建筑結構設計的過程當中必須要對建筑物的實際用料情況和本身的結構以及框架等情況進行詳細的掌握，同時也要重視建筑物周邊的環(huán)境以及地理條件等因素，只有從多方角度加以綜合考慮之后才能夠確保設計出來的高層建筑具有實用性和安全性以及舒適性，才能夠達到符合人們的實際需求?，F(xiàn)如今，不規(guī)則建筑物在日常生活中尤為常見，已經(jīng)成為一個城市的地標性建筑物，它不僅可以實現(xiàn)提高高層建筑外形美觀性與個性化，而且也有效的解決了建筑工程、自然條件以及工程造價之間的矛盾，但是高層建筑不規(guī)則結構設計不管是對于設計人員還是施工人員來說都是一種巨大的挑戰(zhàn)，在面對這樣的情況下，十分有必要對高層建筑不規(guī)則結構設計進行深入探討，希望能夠通過這種方式來不斷提高高層建筑不規(guī)則結構的設計水平，盡可能的減少不規(guī)則結構對高層建筑造成的不必要影響，切實提高高層建筑的實用性與美觀性和安全性。

二、高層建筑不規(guī)則結構的具體形式分析

（一）豎向不規(guī)則結構

在高層建筑不規(guī)則結構中，豎向不規(guī)則結構尤為普遍，它主要包括了三種形式即，樓層承載力突變結構和層間質(zhì)量劇變結構以及側向剛度不規(guī)則結構，（1）層間質(zhì)量劇變結構，它主要指的是，在某個結構中，下一層樓會比相鄰的樓層質(zhì)量小 1.5 倍左右。（2）側向剛度不規(guī)則結構則又主要分為了以下的兩種情況，其一，相比于相鄰上一層的側向剛度，結構樓層側向剛度要小并且減少的范圍在70%左右；其二，除頂層之外的其他樓層的局部收進水平和相鄰下一層之間有著一定的差值，一般來說，上一層相比于相鄰下一層之間要超出25%。（3）樓層承載力突變結構，不同的樓層之間它的承載力也會存在著差異性，一般來說，越高的樓層相應的承載力會越小。

（二）平面不規(guī)則結構

平面不規(guī)則結構也包括了三種形式即，凹凸不規(guī)則和樓板不連續(xù)以及扭轉不規(guī)則。（1）樓板不連續(xù)主要是指，在開洞后每一邊的凈寬長度都低于2 米，而且每一邊的最小凈寬長度都低于5 米。（2）凹凸不規(guī)則主要指的是，樓層平面結構形狀的不規(guī)則。（3）扭轉不規(guī)則，這種平面不規(guī)則結構是屬于一種比較常見的類型，它和層間位移之間有著密切的聯(lián)系，因而也會直接影響建筑的穩(wěn)固程度。

三、高層建筑不規(guī)則結構設計實施方法分析

（一）合理控制相對偏心距

偏心距是影響高層建筑整體穩(wěn)固性的關鍵性因素，所以在開展高層建筑不規(guī)則結構設計的過程中務必要處理好偏心距，使之控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，一般來說在對偏心距進行有效的控制過程中主要有以下的兩種方式，第一種，通過嚴格控制建筑位移的方式來使高層建筑的位置保持不變。第二種，通過不斷優(yōu)化建筑物結構的布局設計，在此過程中需要重點考慮到建筑物的靈活性和動態(tài)性的設計，其目的在于即便是偏心距過大也能夠通過靈活的調(diào)動來使之控制在規(guī)范的范圍內(nèi)，這樣一來有利于后續(xù)施工工作的開展。

（二）設置防震縫

在開展高層建筑不規(guī)則結構設計的過程當中，為了能夠有效的提高建筑物結構的整體穩(wěn)定性，必須要科學、合理的設置防震縫，通常而言，高層不規(guī)則建筑通常會有著非常復雜的平面設計，而由于受到種種因素的制約導致規(guī)則平面結構無法得到合理的使用，所以只有通過在高層建筑不規(guī)則結構設計中設置防震縫的方式才可以將建筑結構轉換成為一個個簡單的單元，這樣一來有效的解決了不規(guī)則建筑平面結構當中存在的主要現(xiàn)狀問題，從而能夠進一步的提高建筑物的整體穩(wěn)定性。

（三）增強抗剪強度

通過增強抗剪強度的方式，能夠有效的實現(xiàn)控制不規(guī)則結構扭轉效應，且這種方式效果明顯，若一味地只是通過協(xié)調(diào)主體結構分布，對于不規(guī)則結構扭轉效應的控制難以起到良好的效果，而且它也極其容易受到外界因素的干擾，一旦受較大的外力作用下時便會使得主體結構遭到破壞，通過有關的研究表明，當高層建筑在長時間內(nèi)一直處于非彈性階段，那么即便是最初的結構為規(guī)則性的，一旦在外力的作用下也會促使其結構發(fā)生變化，進而形成不規(guī)則，所以必須要通過提高主體結構邊緣構件的抗剪強度，通過以這種形式即使是高層建筑體在受到外力巨大的作用之下也不會使之發(fā)生變化。

四、結束語

綜上所述，高層建筑目前在各個城市中已經(jīng)越來越常見了，它的設計工作相對較為復雜，尤其是針對高層建筑不規(guī)則結構設計中必須要從細節(jié)出發(fā)，把握好每一個設計要點，同時也要結合實際情況進行不規(guī)則結構的分析與探討，找到其不規(guī)則設計的具體部位，從而更加有利于開展各項工作，并且也在一定程度上確保了不規(guī)則結構的橫向結構以及豎向結構的穩(wěn)固。