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1、高層建筑結構設計不規則性分析【摘要】如今在很多高層建筑上面都會出現一些不規則的建筑特征，這種情況就在很大程度上提高了結構工程師對于一些建筑結構設計方面的要求，本文就是主要討論了如今高層建筑結構設計之下不規則性的特點和發展形勢，分析了高層建筑中不規則性結構的類型，同時提出了在建筑設計過程中針對不規則結構所需要采用的對策。 /1/view-7018592.htm【關鍵詞】結構設計；應用措施 ；抗扭效應隨著科學技術的不斷發展和人們生活水平的日益提高，人們對物質外觀、精神文化的需求也在不斷加強，在審美觀的全面提升下，當代高層建筑物的結構設計也從以前的規則性、對稱性逐步轉向不規則性、不對稱性。在高層建筑2、結構設計中，不規則性可能會影響高層建筑的結構布局、位移比的控制、架空樓層或薄弱樓層設計、施工圖的設計等，因此需從經濟性、安全性、合理性的角度出發準確判斷并分析高層建筑結構設計的不規則性功能和位置，以最大程度的增加建筑物的各種結構性能。1、我國高層建筑不規則結構的現狀經濟全球化與科學技術高新化進程在不斷加深，我國各行各業也在不斷進步與發展，近些年來，我國房地產業、建筑業的發展勢頭較為迅猛，許多大中小城市都在不斷的擴建和改造，而建筑設計者也為了順應時代的召喚和城市建設的多元化發展，他們漸漸改變了建筑物務必規則與對稱的傳統觀念，更多的嘗試去設計一些不規則、不對稱的多樣化、標新立異結構的建筑物。現代人3、們的觀念也在逐漸的改變，各大城市中已經出現了很多不規則的復雜結構建筑物，這是我國乃至全球范圍內建筑行業今后的發展方向。另一方面，盡管不規則和不對稱結構的建筑物使城市更加美麗和繁華，但其設計和建造無不考驗著設計人員和建筑施工人員，這也對他們提出了更高更嚴的要求。2、高層建筑不規則結構的分類高層建筑不規則結構主要可以分為兩大類：其一是豎直方向建筑物的不規則的結構類型，比如豎向抗側力部分構件的不連續、側向剛度結構不規則、樓層架空層使其質量與承載力均發生突變等等；其二是平面方向不規則的結構類型，比如樓板局部由于反梁結構突起出現的不連續、廚房及衛生間降板使樓板凹凸不規則、扭轉導致的不規則等等。2.1 豎4、直方向建筑物的不規則2.1.1 豎向抗側力部分構件的不連續高層建筑物中豎向抗側力部分構件不連續的判斷標準即在豎直方向上的部分抗側力構件自身的內力借助水平轉換構件使之向下傳遞。2.1.2側向剛度結構不規則高層建筑物中側向剛度結構不規則的判斷依據是本樓層中側向剛度取值是否小于本樓層上面一層該值的百分之七十，或者小于本樓層上面相鄰的三個樓層該值平均值的百分之八十，那么除去頂層不計算，則樓層局部收進的水平方向數值不小于與本層相鄰下一層的百分之二十五。2.1.3 樓層質量以及承載力的突變高層建筑物樓層之間是否質量突變，其判斷標準是本樓層的質量大于與其相鄰的下面一個樓層質量的二分之三倍。而判斷承載力是否突5、變的標準是樓層之間的抗側力結構抗剪力數值小于與其相鄰的上一層該值的百分之八十。2.2 水平方向建筑物的不規則2.2.1 樓板局部產生不連續高層建筑物樓板局部產生不連續的判斷依據是本層樓板設計尺寸與平面剛度是否發生急劇突然的變化。2.2.2樓板凹凸不規則高層建筑物樓板凹凸不規則主要是判斷其結構平面凹進一側（如廚房、衛生間的降板）尺寸會大于該樓板投影方向上面總尺寸的百分之三十。2.2.3 樓板扭轉不規則高層建筑物樓板扭轉不規則的判斷依據是本樓層彈性水平位移的最大值要大于其兩端處彈性水平位移的平均值的1.2倍，亦或是本樓層最大的相鄰層間位移要大于其兩端處的層間位移的平均值的1.2倍。3、高層建筑不規6、則結構設計采取的對策高層建筑物在地震的時候較易遭受破壞的一些結構大多都是平面不規則性結構，同時建筑物的剛度偏心、質量、承載力以、抗扭轉剛度過于脆弱的建筑結構，其中，扭轉效應對于建筑設計結構的破壞是最為嚴重的，那么，在工程設計的時候就有必要對其結構的相關扭轉效應進行有效控制與限制，例如可以盡量對建筑物設計結構平面上的不規則進行控制，這就能夠防止較大偏心的出現，進而使得建筑物的內部結構出現明顯的扭轉效應；另外，還可以在一定的條件下盡量增強高層建筑物設計結構的扭轉剛度，抑制其太脆弱而產生破壞。因此，有效研究減少建筑物內部結構扭轉效應的對策就成為設計過程中所要重點關注的問題。3.1 提高建筑物抗扭構件7、的抗剪力高層建筑物的抗震設計就是達到建筑物在地震時安然無恙的效果，這單單依靠結構布局的調整是不夠的，由于建筑物結構在非彈性時期內，對稱、規則的結構會因為雙向水平的震動作用產生形態變化進而出現偏心現象，那么考慮結構本身的抗震性能就可以來強化建筑物中受抗扭效應制約的結構的抗剪性能，這樣就可保證建筑物在地震的時候還會處于整體彈性的狀態。3.2 控制高層建筑物結構的抗扭剛度與抗側剛度之比由于高層建筑物內部結構中扭轉效應和結構周期之比的二次方趨于一種線性的關系，那么在建筑物結構設計的時候，需要想方設法的減小其結構周期。比如說在設計樓層剪力墻時，要在條件允許的情況下加厚或加長相鄰的剪力墻，尤其是要注重距離8、剛心比較遠的剪力墻。通常使建筑物結構中抗扭剛度加大的方法是在相應構件上增設拉梁，并且盡量縮短其結構扭轉周期，另外也可以加大相鄰連梁剛度來達到目的。3.3 在結構中加設防震縫來減小地震造成的破壞現代建筑工程中越來越多的出現一些復雜的各類建筑結構，這都是由于實際條件限制而使得無法將平面結構設計成規則或是對稱的結構，這時就有必要設置規范的防震縫來把結構分解成相對簡單的單一結構個體，其中還要注意在設置抗震縫的過程中，若兩側的構件體系差異較大或者對震動反應表現不同之時，那么抗震縫的設計寬度就要更多的考慮薄弱一側的結構構件；而當結構相鄰的建筑構件基礎沉降量比較大的時候，也可增設兼做沉降縫的建筑抗震縫。3.9、4 建筑結構設計中的偏心距減小科學研究表明在一定條件下，高層建筑物結構設計中的偏心距和扭轉效應呈線性關系，那么可以控制建筑物結構在平面上的布置，讓其設計結構的剛心與質心最大程度的接近，這樣就能有效的減小樓層之間的位移比，進而改善建筑物內部結構中的扭轉效應。在工程實際的設計過程中，為了使結構偏心距盡量減小，首先就要進行準確的初步計算，在找到結構的剛心和質心后加以分析，并調整整個建筑結構在平面布置上的不對稱和不規則性，與此同時，還要運用有關數據和條件，加之實踐經驗來判斷出建筑物平面結構的實際剛度分布，以便能夠有效增減偏離質心的抗側力結構構件。4、小結在實際的建筑工程中，建筑結構的不規則性的判斷會在一定程度上直接影響到建筑結構的建模、建筑結構的一些列布置、薄弱樓層等等，從而還能夠間接的影響到建筑結構的布置是不是經濟合理以及安全。在結構設計的時候需要重點考慮建筑物的薄弱樓板或構件，在強化的同時不斷控制減小，這也是今后高層建筑結構設計中對不規則性研究所要解決的重要問題。