高层建筑结构设计不规则性的研究的优化方法

高层建筑结构设计不规则性的研究的优化方法

夏先凡

身份证：42220119890910XXXX

摘要：如今，人们对建筑美学和建筑功能的需求不断增加。因此，建筑业取得了显著的发展。在进行现代建筑设计时，需要丰富建筑形式，为建筑增添更多功能。现阶段，建筑结构的形式越来越多样化，建筑结构设计中出现了越来越多的不规则特征。但是，在进行设计工作时，会影响到建筑结构的稳定性和安全性，施工难度也会不断增加。所以设计人员需要深入研究不规则结构所造成的影响,而且需要选择合理的方法来进行应对,本文详细地分析了建筑设计的不规则结构。

关键词：高层建筑结构设计；不规则性；研究；优化方法

导言：近年来，我国建筑业的建筑技术和设备水平开始不断提高和发展，建筑企业开始大力发展建筑设施类型，出现了多种不规则的高层建筑设施，促进我国城市化发展。其结构的不规则性将给相关施工设计人员带来巨大的挑战，并在许多方面增加其施工和设计的难度。因此，在实际工程结构的设计工作中，有关设计人员必须对实际情况进行考核，保证结构设计的对称性，减少各种层次和条件对施工结构的影响，并巧妙地提高了建设项目的经济效益和安全性。最大限度地提高高层建筑结构的建筑价值，延长建筑设施的使用寿命。

1关于高层建筑不规则性结构设计的现状与意义

1.1高层建筑不规则结构的意义

随着我国建筑技术的不断进步，高层建筑采用不规则结构可以使城市具有独特的魅力，得到广大市民的认同和欢迎。因此，高层建筑的不规则结构具有深远的意义。然而，高层建筑的不规则设计存在一定的困难，因此在实际设计过程中必须对相关人员进行谨慎的处理，以保证不规则结构设计的科学性和合理性。

1.2高层建筑不规则结构的具体类型

通过对高层建筑不规则性结构设计进行分析,发现当前阶段高层建筑不规则性结构主要包括平面不规则、竖向不规则两种类型,具体内容如下所示。

1.3平面不规则类型

在平面不规则型中，主要包括不规则结构、扭转不规则结构和地板不连续结构。首先，确定凹凸不规则结构的标准是具体建筑中平面凹入的尺寸，必须超过投影方向总尺寸的30%。其次，为了扭转不规则结构，该结构的标准是保证建筑物所有楼层的最大弹性水平位移必须超过两侧位移标准指标的1.2倍。也可以说目前建筑中最大的层间位移是其两侧位移的1.2倍以上。最后，地板部分的不连续结构，其标准是建筑物的地板尺寸和表面刚度的具体变化。

1.4竖向不规则类型

所谓竖向不规则类型主要包括侧向刚度不规则结构、竖向抗侧力结构不连续、楼层荷载力突变以及楼层间质量巨变集中情况。首先是侧向刚度不规则结构,该种结构判定的主要标准是该建筑结构侧向刚度参数必须不能够超过相邻楼层的70%,也可以说比该楼层侧向刚度标准值的80%大。其次是竖向抗侧力结构不连续,至于这样的结构其主要是依据建筑竖直方向抗侧力结构内里水平结构进行科学转换,并向下进行传递,再次是楼层荷载力突变情况,对该结构的判定标准就是建筑楼层间抗侧力结构要小于上个楼层受剪程度80%。最后是楼层之间的质量变化,该结构主要是依据该楼层质量超过下一层的1.5倍。

1.5高层建筑不规则性结构设计的现状

目前，我国城市化进程持续加快，城市建筑水平不断提高。当建筑设计师进行建筑设计工作时，他们开始采用创新的设计理念，选择比较新颖的建筑造型和建筑平面。在这种情况下，不对称高层建筑和不规则高层建筑的数量也在增加，建筑结构也越来越复杂。人们越来越关注高层建筑的视觉冲击，但结构抗震性能的重要性相对较低。从不规则建筑与普通建筑的比较可以看出，不规则建筑的抗震性能较差。如果没有合理的抗震设计，当发生强烈地震时，会影响人们的生命安全。因此，有必要从根本上提高不规则建筑物的抗震能力。这既能保证建筑的美观，又能提高结构的承载能力，使国家建筑业获得更大的发展。

2不规则高层建筑结构设计措施

地震来临时，会对一些不规则的建筑结构造成极大的破坏。此外，它还会影响建筑设施的质量和刚度。其相关施工人员应找出不规则高层建筑设计的关键点，并处理扭力效应问题，以处理其建筑结构的破坏。在实际施工过程中，有必要了解其扭转效应的合理限度。首先，合理布置建筑物结构的不规则平面，控制其应用强度，防止其出现过大的偏心率，降低其实际扭转效应；其次，在规定的范围内提高自身结构的扭转刚度是必要的，以避免其低刚度，不能准确地确定其自振动周期。当扭转周期和运动周期相似时，结构的扭转效应会很明显。

2.1降低建筑结构的相对偏心距

建筑物结构的扭转效应和相对偏心值总是线性的。为了改善建筑物结构的扭转效应状态，必须实时调整其地板的位移比，并采用建筑物结构的平面布置方法。使其结构的质心更紧密地配合其刚性位置。为了降低建筑结构的偏心率，可以更详细地计算和探索建筑结构的不规则布局。根据最初计算的数值，确定了建筑结构的质心位置。对数据进行了对比，并根据侧向力进行了调整。

2.2建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比数值的调整

高层建筑结构的扭转效应与其结构周期值有一定的联系，两者的平方总是线性的数值关系。因此，相关建筑设计和施工人员正在开展建筑设施设计工作。在设计剪力墙时，必须考虑其结构的周期值，尽量减少其周期，并控制其电位的厚度和长度。将剪力墙厚度调整到相应范围，尽可能延长剪力墙长度。同时也要高度重视和调整一些相对远离刚性中心的剪力墙。除了在其结构边缘设置梁外，还应降低其结构的实际扭转周期值，并实时调整周围连梁的刚度。

2.3周边抗扭构件抗剪力的设计

为了保证高层建筑结构的稳定性，需要对其建筑设施的振动和承载能力进行测量，不可能盲目地对其结构进行布置和调整。实践证明，如果其施工结构始终处于非弹性阶段，其施工设施的抗震效果将随其形式的变化而变化。如果考虑建筑物结构的抗震性能，则有必要加强受扭转效应限制的构件的剪切性能，使建筑结构在强震的影响下能够保持整体的弹性状态。

2.4在高层建筑中加入防震缝

地震接缝主要为一些形状较复杂、结构不规则的建筑物所设置。通过地震裂缝将建筑物分为简单结构和规则结构。此外，设置抗震接缝的主要目的是为了提高建筑物整体的抗震性能。防震接缝的设计主要是采用双壁双柱建筑模式。建筑物的整体高度通过建筑物的基本表面得到加强。在实际施工过程中，防震接缝的最小尺寸应保持在50至100毫米。在两者之间。通过使用在防震缝两侧建造的墙，将建筑物分为不同的独立单元，以确保每个独立单元的尺寸简单，结构均匀，并在一定程度上提高了高层建筑的抗震性能。如果建筑物的主体结构极为复杂，无法设置，则必须采取适当措施，加强建筑物的脆弱部分。例如，在某地区的施工过程中，由于建筑主体较为复杂，无法设置抵御地震，面对什么样的情况，工程队针对建筑物检测中存在的问题和缺陷，选择了对建筑物进行综合抗震性能测试。通过加强建筑物的刚度结构，保证了建筑物的整体强度，在结构不规则的条件下，也保证了建筑物的稳定性。

结束语

由于经济的不断进步，产生了大量新的建筑设计理念，不仅需要创新和发展各种类型的建筑结构，而且要保证结构的不规则设计和计算。这样可以提高不规则建筑的抗震性能。其中可以选择降低建筑物相对偏心率、调整结构刚度、对超限建筑进行超限审查等措施。这不仅保证了建筑的外观美观，而且显著提高了建筑的结构刚度，保障了人们的生命财产安全。

参考文献

[1]史沛元.高层建筑结构设计的不规则性研究与应用[J].建材与装饰,2018(39):129~130.

[2]李祖维.高层建筑结构设计不规则性的研究和应用[J].建材与装饰,2018(20):134.

[3]吴维喜.高层建筑结构设计不规则性的实际应用探索[J].四川水泥,2018(05):79.