不规则建筑结构论文

【摘要】当今社会中，个性发展已经成为了一种显著的标志，这一点在各种建筑物上也能得到一定的体现，正因为如此，现在各种各样标新立异的建筑物在各个城市中层出不穷，吸引了大量的眼光，这些都属于不规则建筑结构设计的范畴，由此可见，不规则建筑结构设计也成为当前建筑行业中的一个潮流趋势。下面小编整理了一些《不规则建筑结构论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

不规则建筑结构论文 篇1：

不规则建筑结构设计的实践与体会

摘 要：现今，高层建筑其形式和风格上都在不断的发展变化，建筑类型与功能也越来越趋向于复杂化，建筑结构设计也呈现出了多样化的发展趋势。然而，建筑结构设计的多样化并不只是与建筑物的审美功能息息相关，还与建筑物本身的安全性能等其他性能联系密切。因此优化建筑结构设计，对于建筑特别是高层不规则建筑的综合性能具有重要深远的影响。

关键词：建筑结构；不规则结构；结构设计；设计措施

一、加强不规则建筑结构设计的重要性

现代城市建筑结构中，绝对规则且对称的建筑物在实际中几乎不存在。随着我国城市化进程的提高，越来越多的建筑物一改单调、规则、对称的建筑风格和建筑结构，追求着不断创新和独树一帜的建筑设计风格，如“大裤衩”、“小蛮腰”等。非对称性和不规则结构已经成为当前城市建筑物的主流和发展方向。随着结构体系复杂程度的增大，建筑结构的不规则性越来越大，这种不规则性对结构设计提出了严峻的挑战。结构的较大不对称、不规则，将引起结构在水平侧力（风荷载、地震荷载）作用下产生较大的扭转变形，不利于荷载结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙、幕墙的正常工作，同时可导致结构材料成本的较大增加。

因此，结构设计必须尽最大可能将建筑结构设计为对称、规则的形状，提高整个建筑物的抗侧移能力，增加建筑结构的坚固度，提高建筑结构的性能，延长建筑物的安全性和使用寿命。

二、不规则建筑结构应采取的设计措施

2.1在初步设计阶段，通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心，通过相关试验数据以及实践经验较准确的判断建筑结构的刚度分布，并再适当的增减距质心较远的抗侧力构件。

2.2减少建筑结构的相对偏心距。高层建筑的质量安全在一定程度上容易受建筑结构相对偏心距的影响，所以在建筑施T中一定要注意尽量减小建筑结构的相对偏心距。相对偏心距与建筑结构的扭转效应一般是呈线性关系的，所以为了使建筑结构的扭转效应得到更好的改善，必须通过有效的措施，减小高层建筑楼层的位移比，而减小位移比的相关工作可以通过调整建筑结构设计的平面布局来达到，通过这些施工的调整，可以有效缩短其质心与刚心之间的距离，从而达到提高建筑质量安全的目的。

2.3对于平面不规则的建筑结构设计。①对凸凹不规则结构设计时，对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋应进行加強。②对楼板局部的不连续结构设计时，为提高楼板削弱区域的抗震性能，竖向体型突变部位的楼板在该区域的厚度取180mm，其他楼层的板厚在该区域分别增加30mm，该薄弱区域楼板钢筋采用双层双向通长设置，配筋率不小于0.30%。楼板边缘设扁梁，扁梁上部纵筋直锚人楼板内，锚固长度按照抗震要求确定。③对扭转不规则结构。设计时，应调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。限制扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比。当两者接近时，由于振动耦连的影响，结构的扭转效应明显增大。结构扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系，可考虑适当的减小建筑结构的周期。加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁，同时缩小建筑结构的扭转周期，还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。

2.4转角窗的抗震优化设计。转角窗的设置削弱了结构的抗扭性能，成为抗震薄弱环节，在强烈地震作用下易导致地震应力和变形的集中，造成结构的局部破坏。为提高结构的抗震性能，在转角窗的洞口两侧设置剪力墙并设端柱，端柱全高箍筋加密；转角处楼板局部加厚，并加强楼板钢筋的配置；洞口边缘的端柱之间设置暗梁贯穿楼板，并提高转角梁的抗扭承载力和抗弯承载力。

2.5合理增强结构周边构件的抗剪能力。仅靠调整结构布置来保证结构在强震动下的安全性是不够的。一旦出现较大额外力作用，其主体结构就会受到不可逆的破坏。如果建筑长期处于非弹性阶段，一开始有规则的建筑在受到多重地震作用影响下就会因变形而出现偏心的问题。这时应合理增强周边边缘构件的抗剪强度，这样整体结构即使受到较大的外力作用，仍能在自身弹性恢复力的影响下，回到正常状态。

三、复杂不规则建筑结构设计注意事项

3.1高层建筑结构的规则性问题

有关高层建筑结构设计的规则性问题，在新出台的建筑规范章程上出现了很大的改动，新的规范标准在结构设计方面增加了一系列的限制性条件，例如，新的规范制度用强制性的条文规定了“建筑物不应该采用严重不规则的建筑设计方案”。因此，建筑结构设计人员在进行设计工作时应注意遵守新规范制度中的限制性条件，对于设计中的不符合规定问题必须及时的调整，以免为后期的相关工作造成隐患。

3.2高层建筑结构设计中的扭转

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心。在结构设计时，要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则L型、T型、十字型和勺型等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内。

3.3准确解析、核实设计结果

现在市场中存在的电脑软件类型繁多，不一样的电脑程序设计，结果也是不一样的。因此这就需要高层建筑结构设计工作者要全面熟悉电脑的程序所适合使用的范畴，避免在借助电脑设计的过程中，因为程序自身的不足，软件中的设计方式不适合构造的实际设计状况。还有，要避免电脑协助设计构造策划中操作者的失误，在输入资料时一定要严谨仔细，并且操作者在后续作业中，对资料也要严格的进行审核，科学解析，做出最正确的判定。高层建筑和低层建筑的区别之一就是：在建筑结构方面，高层建筑的结构较柔和，同时也就保障在地震作用下高层建筑的变形更大。为了避免高层建筑在遭受较大冲击后，在进入高层建筑塑性变形阶段的前提下，高层建筑仍可以具有较强的变形能力，也就是避免高层建筑的倒塌，需要在高层建筑结构设计时采取恰当合理的措施，达到保障高层建筑结构具有应对较大冲击的延性。

3.4使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力

高层建筑结构设计中，不仅要求整体结构能够承受足够的垂直负荷，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力。因为，当建筑受到侧向力时，会发生超出允许范围的侧向偏移。如果侧向位移太大，会使楼层重心偏移，造成居民的惊慌，影响楼层内居民的正常学习、工作和休息，甚至还会是家居的墙体出现倾斜，装饰脱落或出现裂纹，破坏整个楼层里的水气管道、电梯发生异常，框架结构等。

结束语

由于建筑结构平、立面布置的多样性，导致各种不规则建筑结构形式越来越多，具有创意性的不规则建筑结构也越来越受到了人们的认可与喜欢。但是不规则的建筑结构，也给设计人员的工作带来了一定的难度和挑战。设计不但要满足不规则建筑的美观性，还必须要遵循建筑设计原则，结合相关规范、规程的规定，选择科学合理的设计方案，并对结构薄弱部位采取加强措施，以保证建筑物的整体质量和使用安全。

参考文献

[1]陈朝晖.浅谈不规则建筑结构的设计[J].云南建筑.2008，10.

[2]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.2Ol0.

[3]张政.高层建筑结构设计的问题和策略分析[J].价值工程.2012.

作者：彭斯哲 成佳泰 王宇赞

不规则建筑结构论文 篇2：

建筑结构设计中不规则设计分析

【摘要】当今社会中，个性发展已经成为了一种显著的标志，这一点在各种建筑物上也能得到一定的体现，正因为如此，现在各种各样标新立异的建筑物在各个城市中层出不穷，吸引了大量的眼光，这些都属于不规则建筑结构设计的范畴，由此可见，不规则建筑结构设计也成为当前建筑行业中的一个潮流趋势。本文就紧紧围绕着不规则建筑结构设计首先介绍了当前建筑结构不规则设计的类型，然后介绍了建筑物的对称性和均匀性，最后又从荷载的传力路线和结构的合理刚度两个方面介绍了不规则设计的具体内容。

【关键词】建筑结构；不规则性设计；结构设计

改革开放的发展使得人们的思想也得到了进一步的发展和拓展，这一点从各地层出不穷的各种个性化标志的建筑物就可以看出来，尤其是近几年来，人们的思想越来越活跃，各种标新立异的建筑出现在了我们的周围，比如北京的鸟巢，济南的“东荷、西柳”，央视新建筑等都是代表性的建筑。这些建筑的建造都离不开不规则结构的设计，而这些不规则的设计对于设计的难度和要求都提出了更高的挑战，下面我就重点探讨下不规则设计的具体要求和内容。

1、建筑结构不规则性类型

当前不规则结构设计建筑物正在逐渐增多，但是详细分析的话，所有的不规则结构设计建筑主要包括以下三种：复杂高层结构和超出规范结构、竖向不规则结构和平面不规则结构。

1.1 复杂高层结构和超出规范结构

复杂高层结构和超出规范结构是当前最常见的一种不规则结构设计，具体来说，又可以分为以下几种不同类型：（1）复杂的高层结构，当前高层结构越来越复杂，包括的结构也越来越多，比如连体、错层、转换层、多塔楼、加强层等；（2）过高的结构设计，当前的建筑都是越来越高了，超出了一般的设计要求，这也是一种不规则的结构设计；（3）新型的结构设计，这里的新型不仅仅指所用的材料新还包括所采用的工艺技术和结构类型是新的，以前没有出现过的。

1.2 竖向不规则结构

竖向不规则结构也是当前较为常见的一类不规则结构设计，主要分为侧向和竖向两类：（1）侧向刚度不规则的结构，这种不规则的结构设计具体来说包括的种类也较为繁多，比如最常用到的某层楼层侧向刚度小于相邻三层平均值的五分之四，或者是比上一层小百分之三十以上，高层建筑上层收进的位置距离地面的高度较大，上层楼层的水平面积大于下层楼层的水平面积等都属于侧向刚度不规则的结构设计；（2）竖向抗侧力构件不连续结构设计，我们都知道竖向抗侧力构件所承受的压力都是向下传递的，而这里的不连续结构设计则属于不规则的结构设计模式。除了这两种常见的竖向不规则结构设计之外，我们还需要关注楼层承载力的突变，针对这一点国家有明确的相关规定，超过了这一规定则属于不规则的结构设计。

1.3 平面不规则结构

平面不规则结构是在水平基礎上进行的不规则结构设计，这一类的结构设计主要包括以下几种：（1）扭转，扭转主要是指的在水平基础上建筑物的位移比超过了1.2，我们把这种设计叫做平面不规则设计；（2）凸凹，凹凸的不规则设计是当前在平面建筑上最常见的一种不规则设计，这里的凹凸不仅仅包括在平面上的凹进或者是凸出状况，平面过于细长也属于这一类的不规则设计；（3）当前刻门在室内设计中经常会出现楼板不连续的现象，这种现象主要是由于在楼板上需要进行开洞处理造成的，因此对于开洞的大小的位置都需要进行详尽的设计，一旦出现设计问题就可能导致建筑的失败。

2、建筑结构的对称性、均匀性

我们在进行建筑结构设计中一般都会强调建筑结构的对称性和均匀性，这主要是考虑到了建筑物的稳定性，从受力的角度来看的话，建筑物要能够承受外界强加到其身上的一些作用力，使得其在这些作用力的作用下还能够保证其稳定性，比如在经受轻微的地震和强风时都能够保证建筑物的正常。为了达到这种效果，我们一般都需要针对建筑物的抗侧力结构进行必要的设计，主要的针对对象就是建筑物主轴的刚度和变形情况，保证建筑的主轴刚性保持均匀状态不发生变形情况，也不会出现裂断等现象，只有保证了其均匀性才能够避免在建筑物中出现薄弱环节，而一旦出现了薄弱环节就可能导致承受不住外界的压力而出现损坏现象，影响建筑物的整体使用。做好建筑主体的均匀性设计主要需要我们注意的有以下几点，首先在平面设计上就应该注意其均匀性分布，尤其是各个部位的抗侧力结构设计一定要均匀分布，不能出现薄弱环节，此外，对于水平设计上的刚度和延性的设计也应该进行专门的区别设计，避免出现刚性过大而延展性太小的情况，这样就会导致抗侧力性能的降低，总之要保证在水平载荷作用下的各种指标都应该尽可能的平均。

3、荷载的传力路线

在建筑物的设计过程中荷载的传力路线也是我们需要考虑的一个主要方面，而荷载的传力路线主要包括垂直荷载和水平荷载两个方向上的设计分析问题。

3.1 垂直荷载的传力路线

垂直荷载的传力路线主要需要考虑的就是竖向构件的布置，这里需要确保的也是在垂直方向上的承受力分布应该尽可能的均匀，只有均匀才能保证每一层承受的压力是一样的，这样就可以避免出现压力转移的现象，而一旦出现压力的转移就可能使得薄弱环节楼层出现损毁现象。这时我们重点考虑的垂直荷载的传力路线主要是沿着构件的竖直刚度来进行的，因此，就需要我们对于竖直构件的刚度进行必要的设计。

3.2 水平荷载的传力路线

水平荷载的传力路线分析主要是针对于风力荷载设计的，我们都知道风力荷载一般都是作用于建筑物侧面的，也就是主要的施加水平的压力，因此，需要我们分析建筑物的水平荷载的传力路线来对应风荷载的破坏。风荷载首先得作用对象就是建筑的外围墙体或者是门窗等，然后在通过建筑物内部的构建来传递到其他的各个部位，最终传递到整个建筑物的地基，只有每个环节都确保不会出现问题才能够保证整个建筑的完整性，因此，我们首先要确保的就是整个建筑物的内部构件的强度和刚度以使其能够适应这种水平荷载的传力路线，确保建筑物的稳定。除了风力荷载会造成水平压力外，地震有时也会产生一定的水平荷载传力过程，也是需要我们注意的一个方面。

4、结构的合理刚度

结构的合理刚度同样也是当前我国不规则结构设计中需要重点关注的一个主要内容，结构的合理刚度主要包括两个方面的刚度设计，一是楼屋盖结构的合理刚度设计，二是主体抗侧力结构的合理刚度设计。针对楼屋盖结构进行刚度设计的任务最为主要的应该是盖梁板断面尺寸的选择了，合理的梁板大小是保证整个建筑刚性的一个主要要求，而主体抗侧力结构的刚度设计则主要是考虑其主体的水平位移和延展性等情况，合理的设计这些性能使得整个建筑物主体保持稳定性，避免出现因为外在压力的影响而导致的建筑物损坏。

5、结语

综上所述，随着时代的发展和进步，各种各样的新型建筑越来越多了，不规则建筑的比例正在逐步增加，这也就给建筑行业提出了更高的要求和挑战，面对这些挑战我们能做的就是设计好整个的建筑结构的稳定性设计，确保建筑物不会在承受外力的情况下损坏，保证建筑物的正常使用。

参考文献：

[1]建筑杭震设计规范（（GB50011-2010）[S]，北京：中国建筑工业出版社。

[2]建筑混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S]，北京：中国建筑工业出版社。

[3]高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）[S]，北京：中国建筑工业出版社。

作者：徐建松　王波

不规则建筑结构论文 篇3：

浅析不规则性建筑结构抗震设计

【摘要】现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑，结构设计人员应分析可能遇到的各种情况，从基本设计入手，找出结构的重点和薄弱点，以期可以为不规则性建筑结构抗震设计提供参考。同时加强薄弱部位的构造措施，是建筑物从貌似不规则的建筑调整成一个结构上的规则建筑，只要结构工程师认真分析，抓住重点、强化构造，不规则结构设计中的抗震设计问题是很容易被解决的。

【关键词】不规则性；建筑结构；抗震设计

一、前言

不规则性建筑结构对于抗震的要求更高，所以，必须要明确不规则性建筑结构抗震设计的要领，掌握设计的具体方法，进而对不规则建筑结构进行有效的抗震设计。

二、针对不规则建筑的设计问题

1、建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

2、建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上剛度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。

3、建筑竖向布置设计问题

在实际设计中，在建筑使用功能不同的情况下，很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐，柱子不对齐，墙体不连续，不到底；上层墙多，下层墙少；上层有柱，下层无柱等，使地震力的传递受阻或不通；抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明，建筑物竖向楼层刚度的过大变化，给建筑物造成很多破坏，甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此，尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部，不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少，尽量避免产生地震时的钮转效应。

三、不规则建筑的处理方法

1、处理方法

抗震规范把不规则的建筑方案分为三个级别区别对待：

一般不规则—按规范、规程的相关规定采取加强措施；特别不规则—经过专门研究和论证后采取高于规范、规程规定的加强措施，对于高层建筑还应严格按照建设部令第111号进行抗震设防专项审查；严重不规则—应要求建筑师予以修改、调整。

2、对一般不规则建筑的处理方法

对一般不规则的建筑结构进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施的规定。主要体现在三个方面：计算分析方法、计算模型和薄弱部分的抗震构造加强措施。

（一）计算分析方法和计算模型

不规则的建筑应采用振型分解反应谱法。

平面不规则而竖向规则的建筑结构，采用空间结构计算模型，当凹凸不规则或楼板局部不连续时，采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。当平面不对称应计及扭转影响。

平面规则而竖向不规则的建筑结构，采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数并按规范有关规定进行弹塑性变形分析，当竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-r1.5的增大系数。

平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时按上述要求选择合理的计算模型、考虑扭转影响、乘以相应的增大系数。

（二）抗震构造加强措施

（1）一字形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可在外伸段b槽处设置连接梁或连接板。（《高规》4.3.7）

（2）楼板开大洞削弱后，宜采取以下构造措施予以加强（《高规》4.3.8）：1加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率；采用双层双向配筋，或加配斜向钢筋；2洞口边缘设置边梁、暗梁；3在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。

（3）抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。（《高规》4.3.9）

3.对于特别不规则建筑

特别不规则建筑应进行专项审查，设计单位应按照住建部《关于超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的规定进行分析论证，提出论证报告进入程序性审查，论证报告重点要做好建筑结构抗震概念设计，合理设定结构抗震性能目标，提结构计算分析模型和计算结果，提出结构抗震加强的相关措施，专项审查的内容主要包括下面七个方面

（一）建筑抗震设防依据；

（二）场地勘察成果；

（三）场地和基础的设计方案；

（四）建筑结构的抗震概念设计和性能目标；

（五）总体计算和关键部位计算的工程判断；

（六）薄弱部位的抗震措施；

（七）可能存在的其它问题，包括政府投资项目的经济合理性。

4.严重不规则建筑

不同结构类型，由于可采取的措施不同，划为严重不规则的条件也不尽相同。一般情况下，对砌体结构而言，属于严重不规则的建筑方案，改用混凝土结构则可能采取有效地抗震措施使之转化为非严重不规则。对于属于严重不规则的普通钢筋混凝土结构，改为钢结构，也可将严重不规则转化为一般不规则或特别不规则。特定情况，如：国家及地方有特殊要求的建筑，在大量试验研究和理论的基础上进行专门的抗震设计。

四、结束语

综上所述，不规则建筑结构的抗震设计关乎建筑结构的使用效果和安全性，因此，今后要加强对不规则建筑结构的抗震设计研究，提高抗震设计的水平，提高建筑的稳定性。

参考文献

[1]王亚军、戴国荣，建筑抗震设计规范疑问解答[M]北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]李智健，石延明，浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].工业技术，2011.

[3]《建筑抗震设计规范》GB 50011 2010北京中国建筑工业出版社

作者：陈杰