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近年來，我國城市化進程的不斷提高，建筑設計理念也在不斷運用到城市建設中來，越來越多的建筑物一改單調、規(guī)則、對稱的建筑風格和建筑結構，追求著不斷創(chuàng)新和獨樹一幟的建筑設計風格，而非對稱性和不規(guī)則結構已經(jīng)成為當前城市建筑物的主流和發(fā)展方向。隨著人們觀念的不斷轉變，許多大城市中(例如“大褲衩”、“東方之門”等)以其獨特的建筑風格，贏得了人們的普遍關注。當然，在這些光鮮的建筑背后，卻是設計者和建造者們良苦用心的結果，他們經(jīng)歷了非常多的嚴峻考驗。

建筑結構中的不規(guī)則類型

建筑結構類型一般可以分為兩個大類:豎向不規(guī)則結構和平面不規(guī)則類型。豎向不規(guī)則類型的建筑結構主要包含:側向剛度不規(guī)則、樓層承載力的突變和豎向抗側力構件不連續(xù)性等;平面不規(guī)則結構類型主要包含:扭轉的不規(guī)則、平面凹凸的不規(guī)則和各別樓板不連續(xù)等。下面主要介紹者兩種常見的不規(guī)則結構的具體介紹。

1豎向不規(guī)則的結構類型判斷

第一，側向剛度的不規(guī)則。判斷此種類型的不規(guī)則結構的標準是確定樓層之間的側向剛度值小于相鄰上一樓層的側向剛度值的百分之七十，或者小于該樓層連著向上三個樓層平均側向剛度值的百分之百十，當然頂層不能按此方法計算。同時，樓層個別地方水平收縮的長度應當大于與之相鄰的下一層的百分之二十五。第二，豎向抗側力構件的不連續(xù)情況的判斷標準是考察數(shù)值方向的抗側力構件是否通過水平力的轉換而不斷地向下傳遞力;第三，樓層間的承載力突變判斷標準是樓層間的受剪程度小于與之相鄰的上一樓層的百分之八十;第四，樓層間質量的突變判斷標準是樓層質量要大于與其相鄰的下一層總質量的1．5倍。

2平面不規(guī)則的結構類型判斷

第一，扭轉結構的不規(guī)則判斷依據(jù)為:每一個樓層的自身最大限度的彈性水平位移尺寸必須大于緊鄰跟樓層兩個端點的彈性水平位移值的1．2倍，也或者是考察最大的層間位移值是兩端層間位移平均值的1．2倍;第二，凹凸結構的不規(guī)則判斷方法是判斷該建筑結構的凹進去一側的尺寸是否大于其投影上總尺度的百分之三十;第三，樓板局部結構的不連續(xù)的判斷標準是考察樓板的尺寸和平面剛度發(fā)生急劇變化的程度。

不規(guī)則結構的建筑應當采取的主要措施

在實際建筑施工過程中，相關的技術人員對于不規(guī)則結構進行了大量的實驗和研究，通過這些研究表明:那些不耐抗震的建筑物，其結構往往是那些結構不太規(guī)則的建筑體和那些建筑物質量與剛度偏離以及那些抗扭轉剛度太弱的結構要素。在進一步研究中，技術人員發(fā)現(xiàn)，扭轉結構和扭轉效應對建筑物的破壞是最大的。因此在實際設計和施工過程中，必須加強對扭轉效應的限制，通常的使用方法有以下幾個方面。首先，要盡可能限制建筑結構的平面上的不規(guī)則設計，只有這樣設計才能夠在一定范圍內限制產生過大的偏心力，從而導致建筑整體產生比較大的扭轉效應及力度;其次，為了提高建筑結構的扭轉剛度，可以在一定范圍內防止其太弱，造成結構之間的錯位。建筑結構的扭轉效應由扭轉為主的第一自振周期和平動為主的第一自振周期的比值進行大致評估。當這兩種效應的扭轉周期趨于接近時，鑒于振動耦連的作用，建筑體的扭轉效應會相應的增大。

因此必須注重減少扭轉效應的值，具體采取的措施主要有以下幾個方面。(1)盡量減少建筑體的偏心距。有大量的實踐證明，建筑體結構的扭轉效應往往與其相對偏心距在某種程度上具有一定線性關系。倘若要進一步改變建筑結構的扭轉效應，必須縮小樓層之間的位移比，因此可以通過將建筑物的平面位置進行適當調整，便可以使整個建筑結構的質心和剛心更加接近。實踐過程中，通常可以采用兩種方式減少建筑結構的偏心距。(2)調整建筑結構平面的不規(guī)則性布置應該是在初步計算分析后才進行，通過初步計算的結果找到建筑結構的質心、剛心，同時需要做的便是通過相關數(shù)據(jù)以及實踐經(jīng)驗比較準確的判斷建筑結構的剛度分布，最后在適當?shù)脑鰷p距質心較遠的抗側力構件。(3)調整建筑結構抗側剛度和抗扭剛度比。由相關研究表明:建筑結構的扭轉效應與結構周期比的平方的關系基本上是線性的關系，所以在設計建筑物時，可以考慮適當?shù)臏p小建筑結構的周期。在做剪力墻時，則需要在合理的范圍內盡量的加長或者增厚周邊剪力墻，特別需要重視的是那些距離剛心最遠處的剪力墻。(4)提高周邊抗扭構件抗剪力。要保證建筑結構在強烈震動下依然安全，那么只靠調整結構布置是不夠的。相關技術人員通過實驗得到了如下的結論，即:當建筑結構處于非彈性時期時，對稱的建筑結構受到雙向水平地震作用便會隨形態(tài)變化的而偏心。(5)較小地震帶來的破壞，設置防震縫。在實際工程中經(jīng)常會遇到平面形狀比較復雜的建筑結構，由于受到條件的限制導致不能把平面結構布置成規(guī)則的結構，此時便可以通過設置一定的防震縫將結構分成比較簡單的結構單元。在工程中適當?shù)脑O置防震縫是十分有必要的。

結語

實際工程中，建筑結構不規(guī)則性的判斷在一定程度上直接影響建筑結構的建模、建筑結構的一系列布置、薄弱樓層等，而間接的影響整體建筑結構的布置是否經(jīng)濟、合理、安全。結構設計師在設計不規(guī)則的建筑物時，需要盡量的減小或者避免建筑結構比較容易出現(xiàn)薄弱的部位，同時做到強化那些薄弱部位。現(xiàn)如今對于不規(guī)則高層建筑結構的分析還有很多問題需要解決。但是隨著計算機科學的不斷發(fā)展，會出現(xiàn)更多更好的方法來確定不規(guī)則建筑結構的計算模型，進而更加真實的模擬實際情況的工況。

作者：李國富周軍王慶華單位：豐城市建筑設計院