張詩濤

摘 ? ?要：現(xiàn)代社會的快速發(fā)展極大提升了人們的物質(zhì)生活水平，對于建筑結構也有多方面需求，不規(guī)則建筑結構設計在滿足人們視覺需求的同時，也增加了建筑結構設計的難度，對于建筑結構的抗震性及安全穩(wěn)定性是一個較大的考驗。文章通過分析不規(guī)則建筑結構的主要特征的基礎上，重點闡述了不規(guī)則建筑結構設計問題及其處理。

關鍵詞：建筑工程;不規(guī)則結構;設計問題;處理措施

1 ?引言

對高層建筑結構進行標準化設計，設計人員需要秉持質(zhì)量為先、發(fā)展為重的設計理念，要進一步將提高建筑穩(wěn)定性當作設計的出發(fā)點。針對高層建筑常見的不規(guī)則結構形式，設計人員更要理性分析，認真對待，并結合實際的設計經(jīng)驗，豐富設計方法，重視設計細節(jié)，形成完整、精準的不規(guī)則結構設計方案。

2 ?不規(guī)則結構主要特征

2.1 ?平面不規(guī)則

（1）當位移比在1.2以上時，為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

（2）對于凹凸不規(guī)則，主要指下列三種情況：①平面狹長，當抗震設防烈度在Ⅵ～Ⅶ度時，長度與寬度之比超過8.0，當為Ⅷ度設防時，長度與寬度之比超過5.0;②凹進過多，其一側(cè)尺寸比投影方向上的尺寸大35%;③凸出部分太細，長度與寬度之比超過2.0[1]。

（3）如果樓板在局部沒有保持連續(xù)，則也屬于平面不規(guī)則，包含以下幾種情況：①開洞凹入以后，樓板上有效寬度比典型寬度的一半小;②樓板上開洞的面積超過總面積30%;③平面形狀為細腰形;④樓層錯層較大。

2.2 ?豎向不規(guī)則

（1）對于側(cè)向剛度，當有以下幾種情況時，為不規(guī)則：①該層的側(cè)向剛度比與之相鄰的上層側(cè)向剛度小70%;②上部樓層收進處和室外地面之間的距離超過建筑高度1/5;③上部樓層向外挑出，而下部樓層實際水平尺寸比上部小90%;④在結構頂部，由于取消了墻、柱而產(chǎn)生空曠的房間。

（2）設置于豎向的抗側(cè)力構件未能連續(xù)：構件中的內(nèi)力從水平轉(zhuǎn)換構件不斷向下傳遞。

（3）樓層的承載力發(fā)生突變：對于A級高層建筑，其受剪承載比不足0.8;對于B級高層建筑，其受剪承載比不足0.75。

3 ?高層建筑不規(guī)則結構的設計問題及處理

3.1 ?工程概況

本工程為某高層建筑工程，建筑總高度為65.25m，總面積為11450.2m2，共22層，其中有1層為地下建筑，其他層包括商場和住宅。建筑自地下1層到地上3層近似矩形平面，4層及4層以上近似“凸”形平面。本高層抗震設防烈度為7度，主體結構采用框架-剪力墻結構，存在的不規(guī)則類型具體包括平面不規(guī)則、樓板不連續(xù)等。在具體設計時，需要針對性的進行不規(guī)則的結構設計，并重視做好結構薄弱部位的抗震強化設計。

3.2 ?不規(guī)則結構設計問題及處理

3.2.1 ?偏心距的合理控制

對高層建筑中的不規(guī)則結構進行設計，設計人員首先要處理好偏心距。過大的偏心距將影響高層建筑整體的穩(wěn)固性，設計人員應采用先進的方法實現(xiàn)對偏心距的有效控制。結合不規(guī)則結構的具體設計要求，可以采用以下方法實現(xiàn)對偏心距的有效控制：一是要嚴格控制建筑位移，使高層建筑的位置保持基本固定;二是針對建筑物進行結構方面的布局優(yōu)化設計，并且要注重進行動態(tài)和靈活性的設計，以便在后期出現(xiàn)偏心距過大問題時可以有效的進行調(diào)整，確保施工能夠順利進行。

3.2.2 ?樓板不連續(xù)的具體處理

樓板不連續(xù)是高層建筑結構不規(guī)則的具體表現(xiàn)形式，本工程中就出現(xiàn)了樓板不連續(xù)這一問題。工程人員在發(fā)現(xiàn)問題后基于提高區(qū)域樓板抗震性能和穩(wěn)固性的角度考慮，在對豎向體型突變部位設置樓板時，選擇厚度為180mm的樓板，針對其他樓層的相應部位，則適當增加板厚，分別增加30mm。工程人員還針對該薄弱區(qū)域配置了高配筋率的樓板，并進行雙層雙向通長設置，保持高于0.3%的配筋率。而在處理樓板邊緣部位時，則通過設置扁梁的形式進行處理，扁梁上部的縱筋能夠直接在樓板內(nèi)進行錨入，工程人員嚴格參照抗震等級要求確定錨固長度，獲得了較好的處理效果。此外，針對高層建筑樓板不規(guī)則問題，在進行處理時，應進行相應的計算。在計算時，計算人員需要使用標準的計算程序，并進行計算條件的假定，建成計算模型，并進行不斷優(yōu)化。在進行具體計算時，計算人員會假定平面內(nèi)剛度無限大，同時會限定樓板在平面內(nèi)不出現(xiàn)變形這一情況。但是在實際的高層建筑中，很容易出現(xiàn)樓板內(nèi)的凹入現(xiàn)象，較大的開洞會成為樓板平面變形的主要推手。因而在進行計算時，計算人員需要假定多種條件，并結合實際工程情況，確保實現(xiàn)對樓板不連續(xù)場景下的精準計算。

3.3.3 ?凹凸不規(guī)則的具體處理

結合本工程的具體特征可知，在4～21層都為“凸”形平面，因而需要計算其具體的凸出長度，具體為11.3m，而本工程的平面突出方向的結構總長度為22m，已經(jīng)超出了總長度的51.4%，因而可以將該結構判定為凹凸不規(guī)則結構。針對這一不規(guī)則情況，設計人員應找出平面尺寸的突變位置，并計算樓板厚度，基于此進行進一步的設計，并相應的采取加強配筋措施。

3.2.4 ?豎向體型收進的具體處理

本建筑工程由于有商業(yè)建筑和住宅區(qū)的區(qū)分，因而在4層商業(yè)建筑以上，結構平面就出現(xiàn)了收進現(xiàn)象，具體的體型收進高度和收進后的平面寬度分別為11.1m和12.7m，基本達到建筑總高度的17%與下部樓層對應寬度的49%。而上述比值已經(jīng)接近于高規(guī)第3.5.5條對應的20%和75%的限值，因而可以將該結構判定為豎向不規(guī)則結構。針對豎向不規(guī)則結構，設計人員在進行處理時，應關注抗震增強設計。基于此，應針對結構薄弱層，以多遇地震作用標準值為基準，以該值的剪力乘以1.25的增大系數(shù)。而在進行具體的結構設計時，設計人員則要保持上部收進樓層和相鄰下部樓層對應的剪力墻和框架柱的截面尺寸不出現(xiàn)變化，并且要使混凝土等級達到強度要求，由此可以保證使兩個樓層間的抗側(cè)移剛度和承載力處于較小的差值范圍內(nèi)。在具體的抗震不屈服設計活動中，設計人員應從提高建筑結構塑性角度出發(fā)進行設計，并對地震影響系數(shù)進行預估，在彈性時程分析法下進行補充計算，提高抗震設計精準度。

3.2.5 ?防震縫的合理設置

高層建筑結構在日常使用過程中遭遇地震的可能性較小，但是也需要高度重視進行抗震設計。尤其針對強度較小的地震，更應該提高重視。在進行具體設計時，設計人員應合理的設置抗震縫。高層建筑的實際平面結構一般較為復雜，在進行設計時，要針對不規(guī)則結構進行處理，并設置恰當?shù)目拐鸾Y構，留置合理的抗震縫。在具體設置時，設計人員可以對平面結構進行分區(qū)，使其形成較為簡單的結構單元。而在具體設置抗震縫的過程中，工程人員也需要關注抗震縫兩側(cè)的結構體系，若結構體系不一致，則要以較為不利的抗震場景為基準進行抗震縫的優(yōu)化設計，可以對寬度進行收窄或擴寬，同時還可以結合相鄰建筑結構的基礎沉降情況合理的設置沉降縫。

4 ?結束語

總之，高層建筑已經(jīng)成為當前主要的建筑形式，高層建筑的設計工作較為復雜，需要設計人員具有較高的結構意識和質(zhì)量意識，尤其針對不規(guī)則結構，在進行設計時，更要精準掌握設計細節(jié)，把握設計要點。在具體設計時，應針對實際的工程案例進行不規(guī)則結構的分析，找出需要進行不規(guī)則設計的部位，有針對性的開展設計工作，確保高層建筑不規(guī)則結構的豎向、橫向結構穩(wěn)固，同時也要彰顯出良好的抗震性能，不斷提升高層建筑整體效益。

參考文獻：

[1] 陳康慈.高層建筑不規(guī)則結構設計探討[J].城市住宅，2019（7）.

[2] 孫凌.關于高層建筑不規(guī)則結構設計的應用分析[J].建材與裝飾，2019（15）.

[3] 王華梅.高層建筑不規(guī)則結構設計的應用研究[J].綠色環(huán)保建材，2019（6）.