王宇

【摘要】城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)中越來越多的采用高層建筑，而在高層建筑中，不規(guī)則結(jié)構(gòu)明顯增加，這對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，需要在明確不規(guī)則結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，采取合理可行的設(shè)計方法。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;不規(guī)則結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計

【中圖分類號】TU973

【文獻標識碼】A

隨著社會的發(fā)展和時代的不斷推進，人們對于建筑的要求也在不斷攀升。這也是近年來我們會看到越來越多性能豐富、構(gòu)造特異的建筑體產(chǎn)生，且很多城市中不斷有摩天大樓參數(shù)的原因。這些高層建筑及不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計在滿足人們視覺需求的同時，也極大增高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，并且使得建筑體的抗震性及安全穩(wěn)定性更難得到有效保障。對于高層不規(guī)則建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中有很多值得注意的技術(shù)要點，采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和理念也非常重要。有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅能夠讓高層不規(guī)則建筑體良好實施，這也是讓這類建筑有更好的使用性能，并且充分保障建筑體安全穩(wěn)定性的方法。

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

對于高層建筑而言，其不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)受到了越來越多人的喜愛和支持，被廣泛運用到高層建筑設(shè)計中，成為一種新型建筑美學(xué)的象征，因此，對于高層建筑不規(guī)則設(shè)計的優(yōu)點還是有很多的，具體表現(xiàn)為：（1）對于高層建筑而言，它傳遞了一種新的設(shè)計美觀，打破了人們固有的常態(tài)思維，建筑設(shè)計不再是單調(diào)的講究對稱、協(xié)調(diào)等設(shè)計方式，而是開始追求大膽突破、潮流新穎、自由個性化等，為傳統(tǒng)的建筑設(shè)計注入了新的元素，推動了現(xiàn)在高層建筑藝術(shù)文化的個性化發(fā)展。（2）隨著社會的進步與發(fā)展，不規(guī)則建筑物也帶動了藝術(shù)文化的發(fā)展，對于高層建筑的不規(guī)則設(shè)計而言，已經(jīng)融入到了人們的生活中，成為了高層建筑設(shè)計的新型審美觀念，可以使城市的建筑更有特色，更具知名度和影響力，也推動了城市的發(fā)展。同時個性化的不規(guī)則建筑設(shè)計，也代表了人們?nèi)找嬖鲩L的精神需求，體現(xiàn)了現(xiàn)代都市的個性潮流和趨勢。

2、高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1設(shè)計方案的優(yōu)化

當條件允許時，采用受力明確且規(guī)則、對稱的結(jié)構(gòu)方案，嚴重不規(guī)則方案盡可能不采用，這樣能對不規(guī)則性予以有效控制。如果結(jié)構(gòu)計算無法滿足規(guī)范，尤其是誤差較大的情況下，不可只對計算參數(shù)進行調(diào)整，或?qū)Φ卣鸺袅τ枰苑糯螅且葘υO(shè)計方案進行適當?shù)男薷?，以此從本質(zhì)上提高不規(guī)則結(jié)構(gòu)自身抗震水平，其具體內(nèi)容包括：（1）對結(jié)構(gòu)方案進行調(diào)整，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，避免結(jié)構(gòu)平面布置產(chǎn)生不規(guī)則性，從而防止偏心距的產(chǎn)生。（2）對于平面上的凹凸結(jié)構(gòu)，可通過防震縫的布置來提供支撐，以此形成若干規(guī)則性良好的抗側(cè)力單元。（3）對于樓板不連續(xù)的情況，可通過拉板及拉梁等設(shè)置盡可能減少不連續(xù)。（4）當結(jié)構(gòu)在樓層上的承載力與剛度發(fā)生突變時，需要對設(shè)計進行改進，以盡可能減小不規(guī)則程度。

2.2正確選擇計算分析方式

在第一階段設(shè)計過程中，先假定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件為彈性工作，對于內(nèi)力與變形，可借助線性動力、靜力來設(shè)計。目前比較常用的分析方式包括以下幾種：①底部剪力法，在規(guī)則多層結(jié)構(gòu)中較為適用;②振型分解反應(yīng)譜法，它將SATWE作為核心，在規(guī)則多層與高層結(jié)構(gòu)中較為適用;③彈性時程分析，在Ⅶ～Ⅸ度設(shè)防的A類高層結(jié)構(gòu)中適用，也可用于特殊的高層結(jié)構(gòu)。

2.3加強結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

抗震措施是對不同程度地震危害進行的經(jīng)驗教訓(xùn)總結(jié)，也是廣大專家學(xué)者針對抗震設(shè)計給出的概括，是對結(jié)構(gòu)抗震計算結(jié)果進行的補充，特別是嚴重與特別不規(guī)則，因其結(jié)構(gòu)體系十分復(fù)雜，難以符合軟件基本技術(shù)條件及假定，所得解析結(jié)果實際上并不準確，容易產(chǎn)生較大的計算誤差，與工程實際情況遠遠不相符?；诖?，抗震設(shè)計極為重要，必須引起相關(guān)設(shè)計人員的高度重視，采取合理可行的抗震措施。在這種情況下，很多規(guī)范都對抗震構(gòu)造措施采用強制性條文予以書寫，這對設(shè)計人員而言，不論是否掌握了這些強制性條文，都必須嚴格遵照和執(zhí)行。

2.4合理控制相對偏心距

對于高層不規(guī)則建筑體而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計在實施的過程中需要就相對偏心距有合理控制。從相關(guān)實踐證明來看，在這類建筑體中相對偏心距會直接隨著建筑體扭矩的變化而變化，并且呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。在實際的操作和施工控制中，如果能夠?qū)⒛切┎环弦?guī)范的平面設(shè)計做適當調(diào)整，這可以幫助更好的確定整個建筑體的質(zhì)心與剛心。在這個基礎(chǔ)上，可以進行非常明確的建筑體剛度的策略，一旦發(fā)現(xiàn)剛心和質(zhì)心有較大的偏離，可以通過就建筑體構(gòu)件的調(diào)試使用來做調(diào)整，以保障建筑體的穩(wěn)定性與抗震性。

2.5合理使用抗扭構(gòu)件

從相關(guān)實踐經(jīng)驗來看，在建筑體處于非彈性時期的階段，高層不規(guī)則建筑會很大程度受到水平震動的影響，隨著施工的推進，不規(guī)則建筑的形態(tài)在逐漸發(fā)生變化，這會直接導(dǎo)致建筑體產(chǎn)生偏心問題?；谶@樣的問題，可以透過加強結(jié)構(gòu)抗剪性能來發(fā)揮作用，這可以讓建筑體即使在遭遇較強震動的背景下，也能夠具備一定的整體彈性。這樣才能夠讓整個高層不規(guī)則建筑體有更好的穩(wěn)定性，也是提升其抗震性能的方法。

2.6對于扭轉(zhuǎn)剛度與抗震剛度的有效調(diào)整

對于高層不規(guī)則建筑體，其主體結(jié)構(gòu)會有更高的發(fā)散扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能，這種扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會和建筑體自身的震動周期之間存在一定的現(xiàn)行關(guān)系。因此，在控制高層不規(guī)則建筑體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變，以及降低由于這部分作用力帶來的潛在危險時，可以通過合理控制建筑體的震動周期來實現(xiàn)。這一方法已經(jīng)在很多實際工程的展開中得到了驗證，且效果非常明顯。由此可見，在針對高層不規(guī)則建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要多從技術(shù)層面找突破口，這樣才能讓各種潛在問題得到更好的解決。

結(jié)語：

總而言之，對于高層建筑行業(yè)而言，不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項重大的突破，也打破了傳統(tǒng)的設(shè)計理念，開始追求不一樣的審美，并且慢慢被大眾所接受。本文詳細說明了常見的不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型，然后列舉了其優(yōu)點與不足，最后闡述了不規(guī)則設(shè)計的運用，強調(diào)了設(shè)計美感與安全性相結(jié)合的重要性，以促進高層建筑的長遠發(fā)展。

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