孙超

摘要：建筑项目施工时，在不同地理地质条件和环境下，会让建筑结构呈现不规则的形状，以满足建筑所在地的施工需要。本文首先阐述建筑结构不规则性的分类表现方式，分析了不规则性给建筑结构带来的影响。针对当今建筑结构的实际情况，探讨不规则性对建筑安全可靠性的影响，提出了优化改进建筑结构不规则性的意见和建议。

关键字：建筑结构;不规则性;研究

建筑结构的不规则性，在实际项目设计中是经常遇到的问题。在局限的地理地质条件下，建筑物不能设计为完全规矩的形状，就是建筑结构的不规则性的表现。但是这种不规则性的建筑结构，往往会带来更为创新性的设计方案，能更加完美地展示建筑设计师独特的设计理念。因此本文对建筑结构的不规则性进行研究，主要是探讨不规则的表现形式，不规则建筑的受力特点对建筑结构的影响，探索优化改进高层建筑结构不规则性的方法和措施。

1、建筑结构不规则性的表现形式

建筑结构的不规则性外在表现主要是在表面出现起伏不平整、局部建筑和整体建筑不和谐等方面。这些特殊的不规则形式，一方面是对建筑的美观带来影响，更重要的是会从建筑物的受力上造成扭转和变形，从而影响建筑物的整体安全性能。因此对建筑结构的不规则性进行分析，准确把握建筑不规则状态下的受力情况，才能尽量降低不规则性对建筑物的安全性能的影响，保障建筑的生命周期。从研究数据中发现，目前建筑结构的不规则性有四种主要的表现形式。

一是在平面上的不规则结构类型。这种平面上的不规则结构也有三种主要的表现。第一种是扭转结构上的不规则。对这类不规则的判断标准是，如果独立楼层结构中的弹性水平位移数，小于和这个楼层相邻的前后楼层的水平位移数值的1.2倍，就可以认定该楼层是不规则的扭转结构。这里的1.2倍是界限值，小于这个值的属于正常结构，大于这个数值的都是不规则结构。第二种是凹凸结构上的不规则情况。对这种现象的判断，要建立一个投影尺寸，如果建筑结构凹陷部位的结构尺寸比该部位在投影上投影的尺寸大，并已经超过了30%的范围，就可以认为这种建筑结构是不规则结构。第三种是楼板局部的不连续结构情况。这里认定的标准来自于对楼板尺寸和楼层平面刚度之间的变化情况。

二是竖向上的不规则结构类型。竖向上的不规则结构是实际施工中遇到最多的不规则类型，主要有4种典型的表现形式。第一种是侧向刚度上发生的不规则。判断的数据来自三点，一是不同楼层的侧向刚度值要处于相邻楼层侧向刚度值的70%以下的数值范围;二是单个楼层的侧向刚度值，小于和其相邻的三个楼层侧向刚度平均值，这个方法要把楼顶层要排除在外。三是楼层出现收缩情况时，整个楼板的长度必须超过下一个楼层楼板长度的四分之一。如果满足这三个条件就可以判断该楼层发生了不规则现象。第二种是竖向抗侧力发生的不规则结构。这里的检测方法是对构件的抗侧力进行采集，并判断其水平力是否正常传导到下一层如果无法实现抗侧力的顺利传导，就认定其为不规则结构。第三种是楼层承载力带来的突变情况。认定的标准是要计算出检测楼层的剪应力数值，如果数值的大小处于上一个楼层的80%范围内，就属于正常规则结构。如果超出就判断为不规则结构。第四种是质量带来的不规则突变情况。如果单个楼层的质量比相邻的下一楼层总质量的1.5倍还要大，就可以认定该楼层是不规则结构。

2、改进建筑结构不规则性的建议

在对实际不规则性建筑结构的數据研究中发现，不规则结构容易造成建筑物的质量和刚度发生变化，从而导致建筑扭转结构被破坏、整体抗震等性能变差。针对这一主要影响因素，对建筑结构不规则性的建议意见如下。

一是要采用多种措施降低建筑的偏心影响。首先要从设计阶段就减少不规则结构的出现，这是控制建筑发生偏心现象的源头。这样才能有效控制偏心力，避免建筑物的扭转刚度太差，造成结构之间发生变形。其次可以从减少偏心距离上入手，帮助控制建筑结构的扭转状况。可以把楼层的位移比控制在较小范围中，实现对建筑物平面位置的有效调整，从而让建筑结构的刚心和质心更加重叠，这样就能有效降低建筑偏心矩带来的不利影响。

二是要综合考虑设计因素调整建筑结构的不规则性平面布置。如果建筑的不规则性受到环境的特殊影响无法避免，那就需要从不规则结构的平面设计布置入手来把不规则性的影响降低。主要原理是对建筑结构的刚心和质心进行计算，对建筑结构的刚度情况分别进行数据采集，采用数据比对和经验判断等方法来调整刚度的布局，采用合理调整距离质心较远出抗侧力构件等办法来让建筑结构受力更为均衡。

三是要合理调整优化不规则建筑结构的抗侧刚度和抗扭刚度。建筑结构的扭转影响会直接缩短建筑物的生命周期。建筑结构周期比的平方、最终扭转结果这两项指标之间线性关系明显。依据这一发现，对建筑物设计时，可以采用缩短建筑结构周期的方法来减少不规则性对建筑的影响。比如在设计剪力墙时，可以在标准范围里来合理增加墙的厚度和长度，特别是距离刚心越远的剪力墙，越要墙体的长度和厚度越要增加。

四是要有效提高不规则建筑结构中周边构件的抗剪力。要保证不规则建筑的整体抗震、抗冲击的影响，结构布局上的调整还不能解决根本上的问题。因为在强大的外力下，建筑结构必然会因为双向水平方向的力导致建筑形态发生偏移，从而影响建筑物的安全稳定性能。所以在设计中还要注意增强建筑周边抗扭构建的抗剪力水平，帮助建筑物抵御地震等强大力量的冲击。

建筑结构中出现不规则性是现实施工中不可避免的情况。所以对建筑结构不规则性的研究，要从源头上进行分析，根据不同的不规则性给建筑物带来的影响，提出针对性的解决方案和措施。要抓住不规则性给建筑安全稳定等重要因素的影响，在保障建筑可靠使用的基础上，优化对建筑不规则性的设计和布局，降低建筑结构不规则性带来的不利影响。

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