摘要：近年来，社会经济发展迅速，城市建设规模日渐扩大，但是，受到场地、功能和建筑美观等高要求的限制，高层建筑结构体系变化逐渐复杂，各种造型纷纷呈现，特别是不规则高程建筑数量逐渐上升。而根据调查得知，相对应规则结构的建筑而言，不规则建筑结构极易在地震灾害下出现变形、坍塌现象，更容易被地震破坏。因此，为了保证不规则高层建筑的安全稳定，需要科学的设计其结构体系。
关键词：高层建筑；不规则结构；结构设计
引言
近年来，城市中的高层建筑数量及规模正在与日俱增，而随着一栋栋“摩天大楼”的拔地而起，对它们的结构设计也提出了更高的要求。就现实情况来看，我国正有越来越多的高层建筑采用不规则结构设计，这昭示着建筑结构设计水平的进一步提升。不规则结构的高层建筑优势有二：一是提高建筑外形的美观性与个性化，二是解决自然条件、建筑空间、工程造价等相关因素的矛盾。不过，高层建筑不规则结构设计比普通结构设计的难度要大很多，以下就详细谈谈高层建筑不规则结构设计的相关问题。
1高层建筑不规则结构的具体形式
1.1竖向不规则结构
竖向不规则在高层建筑不规则结构中较为常见，具体包括侧向刚度不规则结构、层间质量剧变结构和楼层承载力突变结构三种。侧向刚度不规则结构又可细分为两种情况，第一是结构楼层侧向刚度小于相邻上一层的侧向刚度，且减少的范围约为70%。第二种情况为除顶层之外的其他楼层的局部收进水平与相邻下一层之间存在差值，且一般上一层超出相邻下一层25%；层间质量剧变结构是指高层建筑的某个建筑构造中的相邻楼层之间的质量差值，一般下一层楼比相邻楼层质量小1.5倍左右；楼层承载力突变结构则强调的是不同楼层之间的承载力差值，且楼层承载力从上至下依次递减。
1.2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。
2平面不规则高层建筑结构设计特点
（1）在进行高层简述结构设计时，水平力是其主要影响因素。通常情况下，多层建筑在进行结构设计时，需要首先考虑结构竖向荷载情况。根据资料发现，在竖向构件中，结构自重与楼面荷载导致的轴力和弯矩与建筑高度是正比关系。但是，对于建筑结构而言，水平荷载所产生的影响仍然不同，其与建筑高度平方是正比关系。也就是说，建筑高度符合标准要求，竖向荷载就为定值，水平荷载会随结构动力逐渐发生变化。（2）建筑高度与其侧移有着密切联系，高层建筑使得结构侧移成为其结构设计的重点。此外，建筑高度的增加使得各种创新建筑结构体系、形式涌现，在使用一段时间后，侧移范围明显扩大。因此，在设计建筑结构时，需要考虑其抗推刚度。（3）在实际施工时，降低高层建筑自重是十分必要的，建筑重量与地震效应是正比关系，因此，降低自重有利于增强建筑结构的性能，对地震剪力的承载力也会缩小，地震倾覆力会降低。（4）在设计平面不规则高层建筑结构的时候，如果设计方式适用性不强，这种建筑的实用性就不高，必须要确保这种高层建筑的设计符合实际需求，根据具体的场地和环境要求设计整个建筑结构，选用适当材料。
3高层建筑不规则结构设计的策略
3.1提高抗扭刚度与抗侧刚度
为了有效控制好不规则结构的扭转效应，在设计过程中可以根据实际情况提高建筑结构的抗扭刚度与抗侧刚度。通过对高层建筑不规则结构进行深入分析不难发现，高层建筑主体结构出现自我振动周期的扭转情况与平方值应当要具备线性函数关系。因此，在高层建筑不规则结构设计中，应当要尽可能地减少建筑自我振动时间，从而降低高层建筑主体结构的扭转效应。在分析高层建筑的剪刀墙结构之时，可以通过改变墙体大小以及在实际操作过程中根据主体结构边缘处柱梁的实际情况进行适当调整，从而减少高层建筑主体结构的自我振动周期、控制其扭转效应。另外，通过适当提高边缘梁值，也可以起到调整抗扭刚度与抗侧刚度的作用。
3.2提升周边抗扭构件的抗剪力
高层建筑的设计人员在优化不规则结构的设计体系时，应做好对周边抗扭构件抗剪力的提升设计。设计人员要结合前沿的结构理论，即建筑结构一旦处于非弹性状态，当出现地震时，结构会受到双向的水平地震作用力的冲击，由此会出现重心的变化，进而导致结构失稳。基于此，设计人员需要注重抗扭构件这一细节，要能够结合抗震性能的具体要求，采取恰当的措施增加抗扭构件的抗剪力，从而提升建筑结构的整体抗震弹性值。
3.3降低相对偏心距
通过降低相对偏心距，可以比较有效地控制不规则结构的扭转效应，其主要原理在于高层建筑结构的相对偏心距及其扭转效应可呈线性函数关系。也就是说，通过减小楼体间的位移，便可以降低由主体结构扭转效应所造成的不良影响。基于此，应当要在高层建筑不规则结构设计中适当减小结构的相对偏心距，从而改善高层建筑结构的平面、空间整体分布情况及提高结构间的稳定性与安全性。与此同时，在实际建筑施工过程中，也可以采取一些有效的措施来减小高层建筑结构的相对偏心距。为此，应当要对高层建筑的相关数据进行准确测量，然后以此为根据来制定出一套科学的相对偏心距调整方案，并在设计图纸上明确标记相对偏心距的位置，对相关数据信息进行准确分析，这样才能够切实保障高层建筑不规则结构设计的科学性与合理性。
3.4防震缝的合理设置
高层建筑结构在日常使用过程中遭遇地震的可能性较小，但是也需要高度重视进行抗震设计。尤其针对强度较小的地震，更应该提高重视。在进行具体设计时，设计人员应合理的设置抗震缝。高层建筑的实际平面结构一般较为复杂，在进行设计时，要针对不规则结构进行处理，并设置恰当的抗震结构，留置合理的抗震缝。在具体设置时，设计人员可以对平面结构进行分区，使其形成较为简单的结构单元。而在具体设置抗震缝的过程中，工程人员也需要关注抗震缝两侧的结构体系，若结构体系不一致，则要以较为不利的抗震场景为基准进行抗震缝的优化设计，可以对宽度进行收窄或扩宽，同时还可以结合相邻建筑结构的基础沉降情况合理的设置沉降缝。
结束语
综上所述，不规则高层建筑已经成为当前建筑结构设计的重点内容，在设计这种建筑的时候，需要在规范标准的基础上判别其不规则性，确定建筑结构的设计重难点，尤其是计算分析位移比、结构平牛周期比以及剪重比等参数。同时，通过一些措施使高层建筑的承载力、刚度等提高，进而降低不规则扭转导致的建筑问题，确保高层建筑整体结构的安全可靠。
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