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湖北省咸寧市佳成建筑勘察設(shè)計有限公司 湖北 咸寧 437000

一、常見的不規(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，開洞之后的每個邊，長度都在兩米之內(nèi)，同時任何一個方向上的寬度，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)收進的尺寸要超過寬度的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%。或者是以結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主要的形式。第一自振周期，相比于平動為主的自振周期，比例要超過0.9 。

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

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則設(shè)計的有點

對高層建筑來說，在建筑結(jié)構(gòu)中采取不規(guī)則設(shè)計，逐漸受到人們的支持以及喜愛，被運用到很多的建筑中，成為建筑美學的一種新趨勢。因此在高層運用不規(guī)則設(shè)計，其實是有很多有點的。

首先是從美學的角度，不規(guī)則設(shè)計的出現(xiàn)，傳遞的是新的設(shè)計審美觀，對高層建筑更是如此，將以往人們只注重對稱美的設(shè)計觀點改變，讓建筑的設(shè)計，不再僅僅是講究對稱和協(xié)調(diào)，而是開始實現(xiàn)大膽創(chuàng)新，崇尚自由化以及個性化的設(shè)計方式，為建筑設(shè)計融入了新的元素，因此不規(guī)則設(shè)計其實是個性化設(shè)計的一種體現(xiàn)，對建筑設(shè)計的整體發(fā)展，會起到一定的推動作用。

其次是社會迅速發(fā)展，高層不規(guī)則建筑，也對藝術(shù)文化有一定的推動作用，對于當下的不規(guī)則設(shè)計來說，不規(guī)則建筑開始進入到人們的現(xiàn)實生活，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，并促進城市的高速發(fā)展，推動建筑結(jié)構(gòu)個性化設(shè)計，其實也可以從中看出人們的精神需求其實是在不斷提升的。

（二）不規(guī)則設(shè)計的缺點

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

其次是對高層建筑來說，若是運用不規(guī)則設(shè)計，在實際的施工中，運用的人力以及時間成本都是要更高，建筑造價也會有所提升，一旦有地震災害發(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)計形式，受到的破壞會更加嚴重。所以在高層建筑中運用不規(guī)則設(shè)計，一定要對這些外部因素展開考慮，不規(guī)則設(shè)計的實際應用中，需要盡量維護好建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則設(shè)計的應用

（一）充分利用地面空間實現(xiàn)平衡

在高層結(jié)構(gòu)應用不規(guī)則設(shè)計中，需要對建筑的穩(wěn)定性以及平衡性進行重點考慮，需要對地面空間展開合理以及充分應用，讓建筑在地面上，保持良好平衡。這樣即便是開展不規(guī)則設(shè)計，也是可以讓建筑保持足夠的穩(wěn)定性，不會有偏心的情況出現(xiàn)，建筑就會非常可靠以及安全。在不規(guī)則設(shè)計中，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)的相對偏心距在合理范圍

不規(guī)則設(shè)計建筑很多時候會有扭轉(zhuǎn)效應較高的情況，扭轉(zhuǎn)效應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)計中，需要保證建筑相對偏心距，在一個合理的范疇。在初步展開不規(guī)則設(shè)計的設(shè)計，要保證數(shù)值精確到每個結(jié)構(gòu)面上，并且需要反復展開計算以及考察，避免其中任何的計算錯誤。其次對建筑平面圖展開設(shè)計和調(diào)整的階段，需要結(jié)合工程現(xiàn)場的情況，不斷對設(shè)計方案進行斟酌，保證布局的可靠性以及合理性。最后是要讓相關(guān)專家展開技術(shù)指導，再次展開計算以及考量，做到算無遺漏，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各類災害的抵御能力，在不規(guī)則設(shè)計的初步開展中，需要對抗震的情況進行考慮，通常情況在不規(guī)則設(shè)計中，要對抗震規(guī)范加強了解，并結(jié)合建筑的具體情況，對設(shè)計方案展開適當調(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，讓建筑具備更強的抗剪強度。

四、針對建筑結(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)計的主要思路，就是解決荷載作用下，應力集中的問題。因為困擾不規(guī)則設(shè)計的主要因素，就是在外荷載作用下，不規(guī)則結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)應力集?？梢宰尳ㄖ灰?guī)則結(jié)構(gòu)的各部分構(gòu)件，形成一個整體，實現(xiàn)穩(wěn)定連接，避免這一問題。那么就要對建筑的體型做出適當調(diào)整，做到在不規(guī)則設(shè)計情況下，盡量保證結(jié)構(gòu)規(guī)則，另外是在應力集中的位置，材料應用要適當增加。設(shè)計人員，要結(jié)合工程的構(gòu)造，對涉及到的各方面展開規(guī)劃設(shè)計，解決應力相對集中的問題，建筑結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定和可靠。

結(jié)論：總之，高層建筑中運用不規(guī)則設(shè)計，是當下建筑設(shè)計的一種趨勢，其中很多的問題是需要慎重考慮的，需要加強對不規(guī)則設(shè)計的合理應用。