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針對不規則的高層建筑結構設計進行研究的論文
在實際工程中，準確判斷建筑結構的不規則性，能直接影響到結構的建模計算、結構布置、薄弱樓層的判斷、位移比的控制、以及最后的施工圖設計。本篇論文討論的是建筑結構設計的不規則性，有著很大的現實意義。
關鍵詞：建筑結構設計論文,不規則性,結構設計
一、高層建筑中不規則的結構劃分
（一）平面不規則結構的類型
平面不規則結構的類型主要包括了三種，即平面凹凸不規則、扭轉不規則、樓板局部開大洞。結構平面凹進一側的尺寸大于其投影方向總尺寸的30%，或平面凸出一側的長度大于寬度的1.5倍時，視為平面凹凸不規則。樓層豎向構件在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，最大水平位移和層間位移均大于該樓層平均值的1.2倍時，視為扭轉不規則；大于該樓層平均值的1.5倍時，視為嚴重不規則。樓板局部開大洞是指樓板開洞總面積超過樓面面積的30%時，平面剛度發生突變。
（二）豎向不規則結構的類型
豎向不規則結構的類型主要包括了四種，即側向剛度突變、樓層承載力不規則、豎向抗側力構件不連續、樓層質量沿高度分布不均。對于框架結構，樓層與其相鄰上層側向剛度的比值小于0.7，與其相鄰上部三層側向剛度平均值的比值小于0.8時，視為側向剛度突變。對于框架-剪力墻、剪力墻結構，樓層與其相鄰上層側向剛度的比值小于0.9時，視為側向剛度突變。樓層抗側力構件與其相鄰上一層層間受剪承載力的比值小于0.8時，視為樓層承載力不規則。豎向抗側力構件的內力通過水平轉換構件而向下傳遞，視為豎向抗側力構件不連續。樓層質量沿高度分布不均是指樓層質量大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。
二、不規則高層建筑結構設計中應采取的措施
經歷多次大地震讓我們明白，平面嚴重不規則、質量與剛度偏心以及抗扭轉剛度太弱的建筑結構，在地震中都受到了嚴重破壞。通過一些振動臺模型試驗結果證明，扭轉效應是導致建筑結構嚴重破壞的重要因素。因此，在實際工程中需要從以下兩方面對建筑結構的扭轉效應加以制約：1）、對建筑結構平面布置的不規則性加以制約，從而避免產生過大的偏心而導致建筑結構產生較大的扭轉效應。2）、建筑結構的扭轉剛度不能太弱。為減少不規則結構設計給高層建筑帶來扭轉效應具體方法如下。
（一）減小結構的偏心現象
偏心距是指建筑結構某一個截面抗扭剛度中心偏離該截面的核心距離。偏心距過大對樓體承受壓力的構件不利，相對偏心距與扭轉效應在一個特定的環境范圍里以線性函數關系表現出來。要想降低扭轉效應給高層建筑帶來影響，必須減小樓層位移比，要調整建筑結構的平面布置，減小剛度中心與重量核心之間的距離，降低扭轉效應。因此，結構工程師應結合建筑平面及功能進行合理的結構布置。例如剪力墻結構中剪力墻的合理布置可以使結構的剛心與建筑的質心、平面的形心盡量接近，從而實現結構的基本對稱。這就要求結構工程師在建模計算時，要反復調整分析計算結果。
（二）提高周邊抗扭構件抗剪力
相關研究表明，當建筑結構處于非彈性狀態時，對稱的建筑結構受到雙向水平地震作用下，會隨著形態變化而偏心。因此考慮建筑結構的抗震性能，應強化周邊抗扭構件的抗剪性能，使建筑結構可以在強震作用下保持整體彈性狀態。
（三）調整建筑結構抗側剛度和抗扭剛度
建筑結構的扭轉剛度與其結構周期比的平方呈線性關系。因此，加大結構抗扭剛度，就可以減小建筑結構的扭轉周期，降低結構的扭轉效應。為防止建筑結構某個部位的扭轉性能過差，就應該強化建筑結構中的各個薄弱環節。在具體設計時，可通過增加周邊連梁剛度、加長或加厚周邊剪力墻來實現。
（四）合理設置防震縫
對于平面形狀比較復雜的建筑結構，可以通過合理設置防震縫將結構分成比較簡單的結構單元。防震縫的設置，有利于減少房屋扭轉，改善結構抗震性能。防震縫兩側結構類型不同時，防震縫的寬度宜按不利的結構類型考慮，并按較低一側的房屋高度確定縫寬。防震縫應沿房屋的全高設置，基礎及地下室無需設置防震縫。防震縫兩側構件應加強構造措施，必要時可在防震縫兩側設置垂直于防震縫的抗撞墻。當相鄰結構的基礎存在較大差異時，為避免不均勻沉降，可適當加大防震縫的寬度。
結束語
判斷建筑的結構性會影響到整個建筑結構布置的合理性、安全性和經濟性。結構設計師應在設計中采取有效的措施來避免和解決不規則性給建筑帶來的不利因素，提高高層建筑的抗震性能。
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