浅谈不规则性在高层建筑结构设计中应用

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1、浅谈不规则性在高层建筑结构设计中应用　　【摘要】随着我国经济的快速发展，高层建筑也加速发展的情况下，高层建筑的结构设计也日显重要，结合实际工作经验，发现当今社会的不规则高层建筑物越来越多，因而本文对不规则高层建筑物的表现形式作出了分析，并就不规则高层建筑物的设计应采取的措施进行了总结。【关键词】不规则性；高层建筑；结构设计；运用中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：随着我国高层建筑事业的不断发展，越来越多的不规则建筑物出现在我们的面前。就目前来，不规则的高层建筑的表现形式不仅多种多样，而且其类型的不同其在结构设计中的运用也不相同。因而作为高层建筑结构设计人员，必须认真分

2、析高层建筑结构的实际需要，采取针对性的措施，才能更好地促进高层建筑结构设计的有效性和安全性。基于此，以下笔者结合自身工作实践，作出以下几点分析。1.不规则性在高层建筑结构的概述6从古至今，建筑主体随着时代的变迁发展成多种样式的变化，而建筑物的对称性一直是建筑物主体的核心部分。所谓建筑的对称性是指建筑物中抗侧力的肢体结构的对称。每座建筑物的建造都是由专业工程师进行严格精确的计算和平面设计功能相互辅助，合理布置使建筑物结构在最大程度上对称。建筑结构的不规则和不对称，在水平侧力的作用下，建筑物的结构会发生扭曲变形、荷载能力下降，而非结构异常工作，使其加大了结构的成本。结构不规则主要

3、表现在以下几个方面：一是结构为斜向的抗侧力结构；二是结构不对称和质量不规则。而这就导致质心与刚新出现严重的偏离，进而将结构扭转。当应力过于集中时，也会出现不对称性，尤其是在应力集中部位的结构受到较大水平力作用时，其受到的损坏十分严重。建筑物的设计、结构布置、施工建造、以及建成，对建筑物施工前的数据计算与分析，对设计结构的布置以及位移比等都是影响建筑整体结构因素。为使建筑结构布置的更加经济、合理、安全，设计师对建筑的设计不能只靠概念设计，加强对实际运用使不规则建筑调整为规则建筑[1]。2.不规则高层建筑的主要表现形式6不规则高层建筑的主要表现形式分为15种之多，其一，扭转不规则

4、即建筑物偶然偏心，当偏心的位移比＞1.2；其二，凹凸不规则即凹进面的尺寸＞凸出面的尺寸，平面凹进侧尺寸应比投影总尺寸大0.35，当平面设计较长，长宽＞6.0时，抗震应设防在6°或7°；凸出部位较细时，凸出部分长宽比＞2.0；其三，板楼局部不连续时，即楼板的凯洞凹陷，致使楼板的宽度比原楼板的宽大大2倍，所选用的楼层为细腰形平面时，而这就会导致大范围楼层错层，有时甚至角部发生重叠，因而较小一侧的面积往往是重叠面积的4倍；其四，侧向刚度不规则，即邻近三层平均值小于80%，以及邻近上部楼层＜70%；除此之外的不规则建筑有侧向刚度不规则的结构、竖向值骤变的结构、竖向抗侧力构件不连续、楼

5、层承载力突变、结构的周期比过大、复杂高层结构，带转换层的结构、竖向抗侧力构件内力从水平转换构件至下传递、带加强层的结构、连体结构、错层结构、多塔楼结构等[2]。3.不规则高层建筑应采取的相应措施根据很多有关地震数据资料的分析，我们得出的结论是，与较低的楼层相比，高楼的结构更显“柔”一些，在强烈的地震振动下，高楼的变形情况更大一些。不规则或不对称的建筑在地震时，情况较轻的会扭转脆性破坏，严重的直接造成建筑的坍塌。为避免地震时对不规则建筑产生较大的扭转和坍塌，在建筑物建造时限制其不规则性，从扭转效应和扭转刚度的强弱来具体实施办法。3.1调整不规则建筑的平面设计，减小结构的偏心距6

6、在对不规则建筑物改造之前，施工人员是关键，只有具备专业知识与技术的人员才能确保对建筑达到有效质量保证。减小结构的偏心距有两点，其一为改善建筑的扭转、减小楼层位移之比，应调整建筑结构的平面布置，保证扭转效应与相对偏心距的线性关系，使结构质心与钢心更接近；其二为建筑结构扭转效应得到更好的改善，应对不规则建筑结构平面进行合理布置，进行计算，从中得出质心与钢心的数据，从而可以判断出结构中刚度的分布，并根据实际情况，针对性的调节与质心相距较远的剪力墙。3.2控制不规则建筑结构周期比，调整抗侧刚度及抗扭刚度比一是为使建筑的不规则结构得到有效调整，在设计结构方案时，应减小结构的相对偏心距，

7、在对结构不规则平面布置的调整时，减小周期比也是一项重要的举措，据有关资料，线性关系=结构扭转效应+结构周期比；二是为避免震灾使不规则建筑发生扭转，应加强抗扭刚度，并减小扭转周期，增加周边连梁的刚度加大不规则建筑结构的抗扭刚度；三是减小不规则建筑结构扭转周期应结构边设拉梁；四是为增加平动周期，一般采取的方式主要是减弱剪力墙。3.3增强不规则建筑结构抗扭性能安全措施为使不规则建筑在强震的作用下保证其扭转性能的安全，除了满足周期比与位移比的规范要求，还应加强强化受抗扭效应制约很重要的构件的抗剪性能，满足其在强