摘 要：城镇规划建设中越来越多的采用高层建筑，而在高层建筑中，不规则结构明显增加，这对结构设计提出了更高的要求，需要在明确不规则结构特点的基础上，采取合理可行的设计方法。本文就高层建筑不规则结构设计进行了分析和探讨。
关键词：高层建筑；不规则；结构设计
1 高层建筑不规则结构设计的意义
当今时代，在城市化建设进程不断加快、建筑行业迅速发展的同时，人们的生活水平、生活质量得到了显著提高，在此背景下，也对建筑设计表现出了多样化、个性化的需求，这无疑给建筑设计工作带来了更大的难度。现代建筑设计不仅要确保建筑的安全性，还要提高建筑的美观度及注重建筑的节能性。基于这样的原因，在高层建筑结构设计过程中，应当要先对建筑本身的结构、用料、框架等问题进行全面了解和深入分析，同时还要充分考虑到当地的地理条件、周围环境等因素，这样才能够设计出兼具舒适性、安全性、实用性以及美观性的高层建筑。现代社会是一个个性张扬的社会，人们更加希望能够生活和工作在一个特色化的、个性化的建筑物之中，因此，在高层建筑结构设计中越来越多的采用了不规则结构设计。不规则结构设计既可以提高高层建筑外形的美观性与个性化，又能够解决自然条件、建筑空间、工程造价等相关因素的矛盾。但与此同时，其这也给建筑设计、施工等工作提出了更高的要求、带来了更大的难度。面对这样的情况，有必要进一步加强对高层建筑不规则结构设计的研究，尽快找到更加有效的设计方法和技巧来提高高层建筑不规则结构设计水平；同时还要加强对各种新技术、新理念的应用，最大限度地减少不规则结构给高层建筑造成的负面影响，以为建筑施工工作提供科学的指导，切实保证高层建筑的美观性与建设质量。
2 高层建筑不规则结构的主要类型
高层建筑不规则结构主要包括两种类型，第一种类型是竖向不规则结构，第二种类型是平面不规则结构：
2.1 竖向不规则结构
竖向不规则结构可以分为三种类型，分别是：侧向刚度不规则结构、抗侧力构件不规则结构以及楼层承载力突变的结构。首先来说侧向刚度不规则结构：侧向刚度不规则结构是指某一楼层的侧向刚度值为其上层楼层70%的范围之内，这一楼层便是不规则性楼层。其次来说抗侧力构件不规则结构：抗侧力构件不规则结构是指竖直方向结构抗侧列位置缺乏连贯性，即结构受力主要通过设置水平设施进行输送。最后来说楼层承载力突变的结构：楼层承载力突变的结构是指楼层间出现明显的重力改变，即某一楼层的重量超过其下一楼层的1.5倍。通过对高层建筑不规则结构进行分析可以发现，当发生地震之时，建筑结构破坏最为严重的区域一般是平面分布不均的区域，同时，扭转刚度较大、刚度作用偏差较大的结构也会出现较大的损坏。由此可见，相较于地震带来的水平晃动竖直作用而言，扭转作用对建筑所造成的损坏更大。基于此，在高层建筑不规则结构设计过程中，必须要严格控制建筑主体结构的扭转效应，通常可以采取以下几种方法：第一，在建筑结构有效范围之内，尽可能地提升扭转刚度值，以强化扭转下的抵抗性能；第二，通过实现空间、平面上的对称性，以保障空间、平面的分布规律性，避免出现较大的偏心作用，进而减小主体结构的扭转效应。
2.2 平面不规则结构
平面不规则结构可以分为三种类型，分别是：平面不规则扭转结构、楼板缺乏连续性的结构以及楼板凹凸不规则结构。首先来说平面不规则扭转结构：平面不规则扭转结构是指立足于每层楼房结构的两端存在的弹性水平位移量进行判断，如果楼层水平位移量为平均值的1.2倍或者是以上，则楼层结构便会出现不规则扭转的情况。
其次来说楼板缺乏连续性的结构：楼板缺乏连续性的结构是指楼板结构缺乏连续性，其主要原因在于楼板面积、建筑结构平面发生剧烈变化。最后来说楼板凹凸不规则结构：楼板凹凸不规则结构是指在结构投影尺寸上，若平面凹进面积超过30%，则为凹凸不规则。
3 不规则结构设计
不规则结构产生原因涉及多个方面，如几何形状发生明显变化、传递荷载的路径被中断、刚度与承载力产生不连续变化、在楼板或墙体上进行开洞使控制部位被分解、构件截面尺寸严重超出常规、结构缺角、赘余度不足、结构变形形态发生变化。如果结构不规则，则其地震反映将变得十分复杂，所以应高度重视其抗震设计，以地震灾害及相关经验为依据，对结构进行合理的总体布置，并结合不规则程度，运用适宜的计算及分析方式，同时针对可能产生的薄弱环节，制定行之有效的对策，保证结构的抗震性能。
3.1 设计方案的优化
当条件允许时，采用受力明确且规则、对称的结构方案，严重不规则方案尽可能不采用，这样能对不规则性予以有效控制。如果结构计算无法满足规范，尤其是误差较大的情况下，不可只对计算参数进行调整，或对地震剪力予以放大，而是要先对设计方案进行适当的修改，以此从本质上提高不规则结构自身抗震水平，其具体内容包括：（1）对结构方案进行调整，提高结构的抗扭刚度，避免结构平面布置产生不规则性，从而防止偏心距的产生。（2）对于平面上的凹凸结构，可通过防震缝的布置来提供支撑，以此形成若干规则性良好的抗侧力单元。（3）对于楼板不连续的情况，可通过拉板及拉梁等设置尽可能减少不连续。（4）当结构在楼层上的承载力与刚度发生突变时，需要对设计进行改进，以尽可能减小不规则程度。
3.2 正确选择计算分析方式
在第一阶段设计过程中，先假定结构或构件为弹性工作，对于内力与变形，可借助线性动力、静力来设计。目前比较常用的分析方式包括以下几种：①底部剪力法，在规则多层结构中较为适用；②振型分解反应谱法，它将SATWE作为核心，在规则多层与高层结构中较为适用；③弹性时程分析，在Ⅶ~Ⅸ度设防的A类高层结构中适用，也可用于特殊的高层结构。
3.3 加强结构抗震设计
抗震措施是对不同程度地震危害进行的经验教训总结，也是广大专家学者针对抗震设计给出的概括，是对结构抗震计算结果进行的补充，特别是严重与特别不规则，因其结构体系十分复杂，难以符合软件基本技术条件及假定，所得解析结果实际上并不准确，容易产生较大的计算误差，与工程实际情况远远不相符。基于此，抗震设计极为重要，必须引起相关设计人员的高度重视，采取合理可行的抗震措施。在这种情况下，很多规范都对抗震构造措施采用强制性条文予以书写，这对设计人员而言，不论是否掌握了这些强制性条文，都必须严格遵照和执行。
结束语：
综上所述，在当前的建筑工程建设与发展过程中，不规则结构无法避免，也正是由于不规则的结构，才为人们创造出万千变化的居住环境。基于此，对于不规则结构而言，不可单纯的排斥，而是要做到趋利避害和因势利导。首先，正确领会相关规范的要求，根据工程具体情况，对设计方案予以不断优化，选取适宜的计算方式与参数，深入分析薄弱部位，采取有效的抗震措施，以此从根本上解决不规则结构一系列问题。
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