高层建筑结构不规则性探究

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1、高层建筑结构不规则性探究　　【摘要】：随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，不规则高层建筑结构也就大量涌到现代人民的生活中，如何分析和设计不规则结构是当前解决的重要问题。本文就此作出了深入的分析探讨，可供同行进行参考借鉴。【关键词】：高层建筑结构；不规则研究；建议措施中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：引言在实际的工程中理想的绝对规则的、对称的建筑物几乎是不存在的。凸凹不规则性、楼板局部不连续或不规则、竖向刚度不连续及不规则性等都属于不规则的建筑结构。建筑结构的不规则，对结构的设计提

2、出了严峻的挑战。对于建筑结构不规则性的判断，在建筑结构设计中占有非常重要的地位。因为对建筑结构不规则性的判断，可以直接影响结构的建模、布置、薄弱楼层的判断是否准确、位移比例的控制，以及最后施工图设计。从而影响到整个结构布置的是否合理、安全、经济等方面问题。一、判断结构不对称的意义6结构的对称性内含于建筑结构之中，它主要指建筑中抗侧力的主体结构要对称。对称的建筑如平面对称的框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体框架结构等，是一般比较容易实现的结构对称性。不对称的建筑如平面形状复杂的L型、T型、

3、ㄅ型等建筑，以及楼梯间、电梯间偏于平面的一侧或一角的建筑等，但内含结构的基本对称仍是可以实现的。结构的较大不对称、不规则，将引起结构在水平侧力（风荷载、地震荷载）作用下产生较大的扭转变形，不利于荷载结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙、幕墙的正常工作，同时要招致结构耗材、成本的较大增加。所以建筑物的主体对称性十分重要，要注意在尽可能条件下尽量予以满足，这点在建筑平面布置中尤需特别加以注意。二、不规则的分类结构类型可以大体的分为两类：(1)平面不规则结构类型，其包含的有扭转不规则、凸凹不规则、楼板局部不连续等；(

4、2)竖向不规则结构类型，其包含的有侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变、楼层间质量突变等。三、高层建筑结构不规则性有关的问题与建议1、高层建筑结构的对称性及均匀性的体现6（1）高层建筑主体抗侧力结构沿两个主轴方向的刚度是比较接近的、变形特性也比较相似。因为实际的高层建筑结构都是三纬空间，实际的地震荷载、风荷载都具有任意的方向性；只有高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，才会具有较好的抗震抗风的性能。（2）高层建筑主体抗侧力结构沿竖向断面构成变化比较均匀不能突变。这里主要是指主体结构的

5、剪切刚度不能突变。这种均匀的高层建筑可以避免因薄弱层的破坏而导致结构整体破坏，尤其是强震区的高层建筑结构需要特别注意。（3）高层建筑主体抗侧力结构的平面布置，要注意同一主体方向各个抗侧力结构刚度要尽量均匀，应避免在主体结构布置中的某一、二片刚度特别大而延性较差的结构的出现。同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度均匀，水平荷载作用下应力分布将比较均匀，有利于结构抗震延性的实现。（4）高层建筑主体抗侧力结构的水平布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调的均匀性，以保证主体结构具有良好的抗扭刚度，避免高层建筑物在地震荷载或

6、风荷载的扭矩作用下会产生过大的扭转变形而导致结构或非结构构件的破坏。2、荷载的传力直接1、垂直荷载的传力直接6（1）楼面盖梁系的布置，应尽量使垂直荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去。必须清醒的是，在正常工作条件下，垂直荷载并不以人为的计算假定来传递转移，而是根据实际结构布置中，构件的竖向刚度来传递和转移，既刚度大的构件将比刚度小的构件接受更多的荷载，这是在结构设计中尤需注意的，以免失误。（2）竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移，这点同样

7、可以应用于基础设计中。要注意使基础反力水平接近、刚度均匀。当然竖向构件在垂直荷载下压应力水平（即轴压比）绝对的一致是不可能的，但是竖向构件在垂直荷载下压应力水平就已经有较大差异的高层结构显然是不合理的。因为压应力的二次转移是以楼屋盖梁板的变形协调传递为代价的，势必要使楼屋盖梁板产生一定的附加二次内应力从而增加其钢量和断面，造成材料的浪费和造价的增加。同时要指出的是，垂直荷载下竖向构件压应力水平的调整协调十分复杂，它取决于整体结构的实际施工构成过程，实际的垂直荷载作用的时间、混凝土材料的徐变、收缩特性等，影响十分

8、复杂，设计时很难事先予以准确的控制；因此到目前为止，尚无较好的软件来实现这个复杂过程的准确计算反映。这反过来又极易给结构造成内在的隐患。6（3）转化结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直荷载通过转换层一次至多二次转换即能传递到下部结构的竖向构件上去。这就要求在进行带转换层建筑结构设计时，建筑师、结构工程师要密切配合，上部、下部建筑结构要贯穿一体整体考虑设计，不能顾此失彼、互