高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析
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2021年第10期（总第406期
）
现代城市发展的过程中，涌现出了一系列造型别致的不规则性建筑结构，但是在建筑强调美观的同时更重要的还是其安全性以及实用性，这种不规则的建筑结构在发展的过程中也因此遇到了一些问题，需要相关设计人员细心的分析各种因素并且出相关结构的薄弱点，对整体结构的刚度进行合理的布置，以满足建筑的实际需求。1现代高层建筑中不规则结构设计的相关特点1.1
竖向的不规则性
在建筑设计中常见的不规则结构是竖向不规则类型，关于竖向不规则的建筑结构具体包括以下之中类型：第一种情况是竖直方向向上的抗侧力以及竖向侧压力的不规则性产生的内力，通过水平方向的转换构建向下传递；第二种，楼层之间的相关质量突变，相邻两个楼层之间的质量大于下一个楼层质量的1.5倍，作为相应的判断标准
[1]
；第三种，侧向刚度不规则的情况
以该楼层的侧向刚度值小于该楼层以上相邻三个楼层的侧向刚度平均值的80%，除掉顶层的相关楼层布局所收进的水平向尺度应该大于相邻下一楼层的25%，或者小于与其相邻的上一楼层侧向刚度的70%作为相应的判断依据。1.2
平面的不规则性
在现代的高层不规则建筑结构的设计中除了具有竖向不规则性之外，还有常见的平面不规则性的建筑结构。其中，凹凸不规则这一类型是根据建筑结构面凹进去的一侧尺寸，大于实际投影方向上总尺寸的百分之三十作为实际的判断标准。楼板局部的不规则也是平面不规则的一种类型，主要是根据楼板的尺寸大小以及平面刚度所发生的急剧变化作为相应的评判标准。而扭转不规则这一类型，主要是表现在每一层楼所产生的最大弹性水平移位是整栋楼层的两端层间移位平均值的1.2倍。2
不规则结构设计中存在的问题
不规则建筑结构会产生较大的扭转力，这本身就对建筑的整体结构存在着一定程度上的影响[2]。例如，对于房屋的高宽比方面，因为一些建筑的功能需求，下部分的通常会设计成大空间的结构，而上部分的隔墙等结构较多，使得上下两部分的刚度有着较大的差距，为了保证建筑的质量安全，需要相关设计人员结
合实际情况，对其进行调整，设计出合适的房屋宽度以及高度比。3不规则结构问题在抗震设计中的相关注意要点3.1
材料的选择以及结构体系的设计
在地震发生时强大的作用力会对建筑造成影响，而随着建筑高度的增加其影响因素也随之不断地变化，对建筑结构造成的破坏也会随之提升，因此，我国将相关的高层建筑进行了分类，与此同时对于一些抗震结构的相关设计对于建筑结构的高度也做了明确的限制。3.2
结构高度方面的问题
除了结构设计会对抗震效果造成影响之外，在实际的施工作业中建筑的高度问题以及对于材料的选择也是十分重要的工作任务。在常见的高层建筑中，结构体系以及相对应的结构材料在一定程度上影响着建筑的强度。在不断的探索创新的过程中，相关工作人员也发现了不少抗震性能较好的结构材料以及体系。在设计过程中对于一些地震多发的地带通常会采用钢结构进行建设，而其他的一些地区则会使用钢筋混凝土与钢结构的混合结构进行施工作业。除此之外，为了规范材料以及结构体系的选择我国对其做出了明确的规定，对房屋结构的最大适用高度进行了明确的规定，这一点应该引起设计人员的高度重视。3
建筑的相关形体
传统的、较为简单、对称的建筑形体，在发生地震时工作人员可以很容易的对建筑结构进行估计，进而可以及时的采取相应的预防措施以及相关的细节部分处理。而不规则建筑结构组
成的一类较为复杂的建筑形体在地震发生时的估计是很难掌握的。因此，在进行不规则结构部分的抗震设计时，需要相关设计人员对建筑的形体进行合理的布置并结合相应的抗震性以及经济合理性的相关影响等多个方面择优选取相应的形体。4在高层建筑不规则结构中抗震的相关应用措施4.1
平面楼板不规则结构中的抗震措施分析
在建筑施工过程中结构内部的非弹性性能可以在一定程度上降低地震对建筑的损害，但是在不规则结构中的非弹性行为
高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析
颜剑超
（中铁十一局集团有限公司勘察设计院，湖北
武汉
430000）
摘要：探索创新打破了传统建筑所具有的对称性的特点，一些不规则的建筑结构，给人带来了一种耳目一新的感觉，但是设计稳定性不足的特征，使得在相关的抗震设计中遇到了一定的困难。将结合实际的情况，探讨高层建筑结构设计中的一些不规则问题以及对相应的抗震措施进行分析，以期能够更好地推动建筑行业的发展进程。关键字：高层建筑；不规则建筑结构；设计；抗震措施；问题
中图分类号：TU522.06
文献标识码：A
文章编号：1001-6945（2021）10-091-02
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主要集中在不规则的区域，导致结构内部很容易造成破坏进而引起一系列不好的影响。设计师在建筑设计中引进不规则特性时，由于进行准确的预估，导致在结构设计中所使用的弹性设计方法不能较好的预测出地震发生时不规则结构的相关受力情况，进而导致不规则结构部分在设计中存在着一定的缺陷。平面不规则结构在实际应用过程中的抗震效果较差，当地震发生时会因此受到损伤。例如，如图1所示，在对地下室进行设计时，为了增加防震效果，可以选用180mm 的楼板并且在楼面配置双层双向，配筋率为0.25%的钢筋，在施工过程中还需要根据相关的规定进行加固。在进行框架梁、次梁以及暗梁等部分的设计时，可以将暗梁的宽度设计成墙宽，将其嵌入到框架柱之间的剪力墙中，该暗梁参与结构的整体计算并且应该按照框架梁进行计算配筋。在核心筒区域的剪力墙设置相应的边框暗梁且该部分结构需要按照抗震构造进行配筋。除此之外，为了提升楼板整体的抗震能力，对于一些楼板削弱区域可以适当地采用180mm 厚度的楼板进行施工，而其他部位的板厚需要在该部分区域的基础上分别增加30mm 。扁梁结构上部纵筋直锚入楼板内部，并且锚固长度应该按照相关的抗震标准固定在楼板边缘。
4.2综合多种因素选择合适的建筑场地
合理的建筑场地可以有效地降低后期建设的不良影响，从
而在一定程度上节约工程项目的造价，因此在进行抗震设计时对于高层建筑的场地选择是十分重要的。为了减少地震发生时可能对周围环境以及建筑结构造成的影响，场地应该选在较为平坦的地方，在高层建筑工程施工时，为了有利于施工的进行并且进一步提升抗震能力，应该尽量选择建筑较为疏松的地段。4.3
注意在建筑的节点处设置相应的隔震装置
在地震发生时由于地震本身所具有的能量，导致会从建筑的底部一致向顶端产生冲击，特别是不规则的建筑结构本身的刚度等方面较为薄弱，因而很容易受到无法估计的伤害。为了尽量降低其危害性，可以在建筑的关键节点部位设置相应的隔震装置，来减轻地震发生时的能量传递。除此之外，在对隔震装置进行选择时，应该选择组成较为简单的装置，因为在节点处采用隔震装置会对楼层的自震周期造成影响，因此，通常会采用橡胶垫之类的材料或者混合的隔震措施进行处理。相应的隔震支座具有较稳定的特性以及良好的恢复能力，在一定程度上起到建筑结构支撑的效果，最大程度上保证建筑的安全。4.4
根据实际情况调整建筑相关结构的刚度大小
为了更好地提升不规则建筑结构的防震能力，相关设计人员应该结合实际情况对建筑相关结构的刚度大小进行适当的调整。如果发现建筑结构出现受力不均匀的情况，那么设计人员在进行剪刀墙的设计过程中，就需要通过调节墙体的大小
以及长度来对结构的受力进行调整。除此之外，如图2所示在施工过程中通过改善建筑主体结构边缘装置柱的方式来调节边缘连梁值的大小，可以在一定程度上减低高层主题结构相应的自震周期，并对建筑结构的相关刚度起到调节作用。
4.5
对不规则部件进行合理布局
为了尽量减少施工过程中意外事故发生的可能性，在建筑
设计这一环节需要对不规则部件进行合理的安排布置，从而避免由于不规则部件散乱排布而出现的较大幅度的扭转效应。除此之外，为了尽量保证建筑结构之间的稳定性，需要适时地对偏心距做出合理的调整，进而改变平面的整体分布情况以及机构的空间分布情况[4]。相关设计人员还应该加强建筑边缘的相关结构的抗剪强度，从而最大程度上降低外力因素对建筑结构的破坏。当高层建筑在受到双向水平的地震作用后，在后续的弹性期间会导致建筑结构相应的形态因为回弹而不发生变化，但是在非弹性期间会发生形态变化而造成偏心的现象出现，使整个结构处于受力不均匀的状态下，为了实现更好的结构分布效
果，应该适当的加强建筑边缘的结构强度，减少外力对其的不利影响。5
结语
随着城市现代化进程的不断加快，国家的经济水平有了一定的提高，从长远的角度出发，为了促进国家的健康持续发展建筑设计是城市的一面旗帜，两者之间有着密不可分的关系，在城市规划过程中的相关建筑设计有着较为深远的意义，为此高层建筑中的不规则性是符合时代发展的必然选择。相关设计人员应该仔细考虑各项因素，在设计过程中要考虑到结构的质量安全，尽量减少整体结构出现偏差的现象，进而推动建筑行业的进步。参考文献：[1]朱昀.高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析[J].住宅与房地产,2020,No.564(05):75-75.
[2]
闵姗.浅析高层建筑结构设计中平面不规则问题与抗震措施[J].丝路视野,2018,000(020):P.140-140.
收稿日期：2021-9-10
作者简介：颜剑超，出生于1985年12月，男，汉，本科，工程师，主要从事房建结构研究。
图1
地下室施工
图2剪力墙结构施工
工
程设计
92
高层建筑设计规范

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