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摘要：在建筑行业的发展中，高层建筑的发展比较迅速和重要，其稳固性更加得到设计人员的重视。因而在对其进行设计时，设计人员应从提高结构稳固度这一角度出发改善设计方案。尤其针对可能出现的不规则建筑构造，设计人员更要提高重视，从不同的设计角度出发对设计方案进行调整，以满足实际建筑工程的结构优化需要。文章在对高层建筑的不规则结构设计进行探讨时，从介绍基本的高层建筑的不规则结构形式出发，结合实际案例，分析了具体的不规则结构的设计要点。
关键词：高层建筑；不规则结构；结构设计
引言
在对高层建筑进行不规则结构设计时，需要遵循科学化设计原则，结合高层建筑的结构设计特点及实际情况，把不规则的结构设计方式方法融入高层建筑结构设计活动里，从而全面提升高层建筑整体不规则结构设计的效果和水平。
1高层建筑不规则结构设计的意义
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设计类型划分
2.1平面不规则结构
凹凸不规则的平面结构设计扭转效应十分明显，建筑结构扭转效应是地震灾害的主要因素之一。当前我国大量的高层住宅平面都是选择采用凹凸不规则平面，也称之为多头形凹凸平面。工程平面呈现多个头凹凸组合形式，由于这种平面的不规则性，致使高层建筑结构存在多种不规则项，使项目处于“超限高层建筑工程实施抗震设防专项审查”的边界上，设计人员对于多头形凹凸不规则平面建筑是否超限往往也很难精准把握。
2.2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。
2.3其他不规则结构
高层建筑不规则结构设计还包含其他不规则结构，主要是复杂高层结构和超规范结构。第一，复杂高层结构。客观上来讲，高层建筑中存在着比较多的复杂结构，譬如常见连体或多塔楼结构，都可认定为不规则建筑；第二，超规范结构，这种结构不管是新型建筑结构，或是超高层建筑结构，都可视为不规则结构，而所说的新型结构则是规范未涉及的结构，是指通过积极的使用新型材料以及新型技术所建造的结构，而所提到的超高结构是指大于规范所规定的最大高度。
3高层建筑设计中不规则结构应用
3.1降低建筑结构偏心距
设计人员在进行设计过程中，需要尽最大可能减少建筑结构的偏心距，将影响因素从根本上降到最低，从而提高增强建筑的稳固性。为了实现扭转效应的目标，设计人员需要科学地设计建筑的整体布局，这样可以有效减少楼层位移比，减少刚心与质心之间的差距。一般情况下，在建筑工程中比较有效的方法是设计人员通过认真计算建筑结构，不断地完善和优化不规则平面，对调整之后的结构进行深度研究，直到所有的数据指标满足要求标准才能够通过。这种方法不仅能够有效调整建筑的刚心与质心，还能够提高高层建筑的安全性。
3.2调整刚度
刚度调整主要是指不规则结构的抗侧刚度和扭曲刚度。建筑结构的振动周期和扭转效应间有着较为明显的影响关系，所以通过对振动周期进行适当地调整，可以缓解高层建筑的扭转效应。例如A级不规则建筑结构，以扭转结构为主和以平动为主的第一自振周期的比例要控制在0.9以内，B级要控制在0.85以内。比如在设计剪力墙时，需要保证墙厚和长度的关系合理，尤其是对于中心间距比加大的墙体，为了提高结构的抗扭强度，降低振动的周期，可以选择在结构边缘设置梁、柱等各种结构。扭曲刚度可以通过边缘连续梁刚度的方式进行优化，从而提高连续梁的抗剪能力，通过适当增大连梁截面，能够强化整体结构性能。
3.3规划不规则构件，提高抗震性能
在高层建筑不规则结构设计中，通过设置防震缝，可以发挥出良好的控制扭转效应的作用。一般来说，高层建筑不规则结构设计中常会应用到一些结构比较复杂的平面形状，而由于受到现实因素限制，往往无法合理设置规则的平面结构，对此，只有采取设置防震缝的方法，才能够有效将建筑结构转变为简单结构单元。需注意，对于不同体系结构的两侧、不同作用的地震效应，应当要根据实际情况来合理确定防震缝的宽度。另外，若相邻结构的沉降较大的话，也可以利用防震缝来发挥沉降缝的作用。
结束语
当前我国建筑行业发展迅速，高层建筑使用不规则结构进行设计的情况越来越多，这使得建筑在满足人们基本功能需求的同时，更提高了建筑外观的美感。为了确保高层建筑的安全性，在进行不规则结构设计时，必须采取科学合理的设计方案，提高其设计稳固性，有效提升高层不规则建筑工程的施工质量，从而促进我国建筑行业的发展。
参考文献
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