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湖北省咸寧市佳成建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司 湖北 咸寧 437000

一、常見(jiàn)的不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型

（一）豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)

首先是樓層荷載力的突變。在某個(gè)樓層中，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載分布，表現(xiàn)出自下而上遞減的規(guī)律[1]。也就是說(shuō)每一層的受剪承載力，都是要比上一層有所減少。其次是側(cè)向剛度的突變。這類的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，有兩種不同的類型。第一種類型，就是樓層側(cè)向的高度，要比相鄰上層有一定減少，或者是要比相鄰的上三層側(cè)向高度減少平均80%。另外就是除了建筑的頂樓，其他的樓層存在局部收進(jìn)比相鄰下層高25%左右的情況。還有一種不規(guī)則結(jié)構(gòu)，就是層間的質(zhì)量不規(guī)則變化情況。在這種不規(guī)則結(jié)構(gòu)中，下層樓層總是要比相鄰樓層要在質(zhì)量方面有所減小，一般情況下是小1.5 倍。

（二）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的類型

首先是板樓不連續(xù)的情況，就是在建筑的板樓中，開(kāi)洞之后的每個(gè)邊，長(zhǎng)度都在兩米之內(nèi)，同時(shí)任何一個(gè)方向上的寬度，都是在五米之內(nèi)。

其次是凸凹不規(guī)則的形式，這種不規(guī)則結(jié)構(gòu)，就是樓層的平面形狀是不規(guī)則的，有一些凸凹的情況，一邊的尺寸是不規(guī)則的，有兩種情況是比較特殊的。第一種是大于投影方向的總尺寸35%[2]。其次是在樓層的平面中間，兩側(cè)收進(jìn)的尺寸要超過(guò)寬度的50%。這些都是屬于凸凹不規(guī)則的范疇。

最后是扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。這種不規(guī)則結(jié)構(gòu)，一般情況下是將偏心影響下的水平地震力都考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一些情況下，是樓層結(jié)構(gòu)本身的水平位以及層面位移，超越了樓層平均值的120%?；蛘呤且越Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主要的形式。第一自振周期，相比于平動(dòng)為主的自振周期，比例要超過(guò)0.9 。

二、高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則設(shè)計(jì)的有點(diǎn)

對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，在建筑結(jié)構(gòu)中采取不規(guī)則設(shè)計(jì)，逐漸受到人們的支持以及喜愛(ài)，被運(yùn)用到很多的建筑中，成為建筑美學(xué)的一種新趨勢(shì)。因此在高層運(yùn)用不規(guī)則設(shè)計(jì)，其實(shí)是有很多有點(diǎn)的。

首先是從美學(xué)的角度，不規(guī)則設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，傳遞的是新的設(shè)計(jì)審美觀，對(duì)高層建筑更是如此，將以往人們只注重對(duì)稱美的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)改變，讓建筑的設(shè)計(jì)，不再僅僅是講究對(duì)稱和協(xié)調(diào)，而是開(kāi)始實(shí)現(xiàn)大膽創(chuàng)新，崇尚自由化以及個(gè)性化的設(shè)計(jì)方式，為建筑設(shè)計(jì)融入了新的元素，因此不規(guī)則設(shè)計(jì)其實(shí)是個(gè)性化設(shè)計(jì)的一種體現(xiàn)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的整體發(fā)展，會(huì)起到一定的推動(dòng)作用。

其次是社會(huì)迅速發(fā)展，高層不規(guī)則建筑，也對(duì)藝術(shù)文化有一定的推動(dòng)作用，對(duì)于當(dāng)下的不規(guī)則設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不規(guī)則建筑開(kāi)始進(jìn)入到人們的現(xiàn)實(shí)生活，成為很多高層建筑的一種新審美觀，讓城市建筑展現(xiàn)出更多的特色以及美觀性，提升城市建筑的影響力以及知名度，并促進(jìn)城市的高速發(fā)展，推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)個(gè)性化設(shè)計(jì)，其實(shí)也可以從中看出人們的精神需求其實(shí)是在不斷提升的。

（二）不規(guī)則設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)

不規(guī)則設(shè)計(jì)有著諸多的缺陷存在，這些開(kāi)始被行業(yè)關(guān)注，不規(guī)則設(shè)計(jì)符合了現(xiàn)代人們對(duì)建筑審美的需求，但是這些缺點(diǎn)也是不可忽視的。首先是在高層建筑中展開(kāi)不規(guī)則設(shè)計(jì)，若是運(yùn)用平面不規(guī)則設(shè)計(jì)，雖然最后建筑結(jié)構(gòu)的美觀度會(huì)有一定的提升，但是從建筑的質(zhì)量上看，其實(shí)會(huì)留下諸多的問(wèn)題。比如建筑的剛度、平面形狀以及質(zhì)量等，這些其實(shí)都會(huì)有一定的偏心和偏移的情況，這種情況下，建筑設(shè)計(jì)出來(lái)其實(shí)是有一定質(zhì)量隱患以及安全隱患的。

其次是對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，若是運(yùn)用不規(guī)則設(shè)計(jì)，在實(shí)際的施工中，運(yùn)用的人力以及時(shí)間成本都是要更高，建筑造價(jià)也會(huì)有所提升，一旦有地震災(zāi)害發(fā)生，不規(guī)則高層建筑的抵御能力，要抵御傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，受到的破壞會(huì)更加嚴(yán)重。所以在高層建筑中運(yùn)用不規(guī)則設(shè)計(jì)，一定要對(duì)這些外部因素展開(kāi)考慮，不規(guī)則設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，需要盡量維護(hù)好建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則設(shè)計(jì)的應(yīng)用

（一）充分利用地面空間實(shí)現(xiàn)平衡

在高層結(jié)構(gòu)應(yīng)用不規(guī)則設(shè)計(jì)中，需要對(duì)建筑的穩(wěn)定性以及平衡性進(jìn)行重點(diǎn)考慮，需要對(duì)地面空間展開(kāi)合理以及充分應(yīng)用，讓建筑在地面上，保持良好平衡。這樣即便是開(kāi)展不規(guī)則設(shè)計(jì)，也是可以讓建筑保持足夠的穩(wěn)定性，不會(huì)有偏心的情況出現(xiàn)，建筑就會(huì)非?？煽恳约鞍踩Ｔ诓灰?guī)則設(shè)計(jì)中，地面的區(qū)域面積以及空間，這些都是要考慮到的關(guān)鍵內(nèi)容。

（二）保證高層建筑結(jié)構(gòu)的相對(duì)偏心距在合理范圍

不規(guī)則設(shè)計(jì)建筑很多時(shí)候會(huì)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較高的情況，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和建筑偏心距是存在一定線形關(guān)系的，因此不規(guī)則設(shè)計(jì)中，需要保證建筑相對(duì)偏心距，在一個(gè)合理的范疇。在初步展開(kāi)不規(guī)則設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)，要保證數(shù)值精確到每個(gè)結(jié)構(gòu)面上，并且需要反復(fù)展開(kāi)計(jì)算以及考察，避免其中任何的計(jì)算錯(cuò)誤。其次對(duì)建筑平面圖展開(kāi)設(shè)計(jì)和調(diào)整的階段，需要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的情況，不斷對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行斟酌，保證布局的可靠性以及合理性。最后是要讓相關(guān)專家展開(kāi)技術(shù)指導(dǎo)，再次展開(kāi)計(jì)算以及考量，做到算無(wú)遺漏，在其中要避免任何誤差出現(xiàn)。

（三）提升建筑周邊抗扭矩構(gòu)件的抗剪力

高層建筑本身要具備對(duì)各類災(zāi)害的抵御能力，在不規(guī)則設(shè)計(jì)的初步開(kāi)展中，需要對(duì)抗震的情況進(jìn)行考慮，通常情況在不規(guī)則設(shè)計(jì)中，要對(duì)抗震規(guī)范加強(qiáng)了解，并結(jié)合建筑的具體情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案展開(kāi)適當(dāng)調(diào)整，主要是提升高層建筑周圍的抗扭轉(zhuǎn)構(gòu)件本身的抗剪力，讓建筑具備更強(qiáng)的抗剪強(qiáng)度。

四、針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則的解決辦法

不規(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建設(shè)中，建筑質(zhì)量受到內(nèi)部構(gòu)造以及功能需求等方面影響，各結(jié)構(gòu)難以形成統(tǒng)一整體，而解決不規(guī)則設(shè)計(jì)的主要思路，就是解決荷載作用下，應(yīng)力集中的問(wèn)題。因?yàn)槔_不規(guī)則設(shè)計(jì)的主要因素，就是在外荷載作用下，不規(guī)則結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)應(yīng)力集?？梢宰尳ㄖ灰?guī)則結(jié)構(gòu)的各部分構(gòu)件，形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接，避免這一問(wèn)題。那么就要對(duì)建筑的體型做出適當(dāng)調(diào)整，做到在不規(guī)則設(shè)計(jì)情況下，盡量保證結(jié)構(gòu)規(guī)則，另外是在應(yīng)力集中的位置，材料應(yīng)用要適當(dāng)增加。設(shè)計(jì)人員，要結(jié)合工程的構(gòu)造，對(duì)涉及到的各方面展開(kāi)規(guī)劃設(shè)計(jì)，解決應(yīng)力相對(duì)集中的問(wèn)題，建筑結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定和可靠。

結(jié)論：總之，高層建筑中運(yùn)用不規(guī)則設(shè)計(jì)，是當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)，其中很多的問(wèn)題是需要慎重考慮的，需要加強(qiáng)對(duì)不規(guī)則設(shè)計(jì)的合理應(yīng)用。