建筑设计规则范文

前言：我们精心挑选了数篇优质建筑设计规则文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：2010上海世博会；俄联邦国家馆；非规则

几何体建筑；制图定位

中图分类号：TU242.5

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2010)11-0072-04

1背景简介

世博会一直是各类新奇建筑的表演舞台，在其历史上，一个又一个建筑奇迹不断涌现。在2010上海世博会上，各国场馆建筑方案更是无奇不有。这自然给方案的施工图设计与施工带来了极大的难度，特别是众多非规则几何体建筑场馆，几乎就无法利用现有的传统施工图绘制方式表达。需要各专业设计人员与施工人员不断创新与实践新的方法。

2010上海世博会俄联邦国家馆建筑(图2、3、4、5)分为两大部分――中心主体建筑与周边1 2个非规则几何体塔楼。中心主体建筑为长50m、宽50m、高20m的立方体型，外立面覆以鳞片状的可动金属表皮，设计师希望通过这些可动的鳞片状金属表皮来体现俄罗斯人民的个性与自由。在中心主体建筑周边相连着12个非规则几何体塔楼，塔楼由白、金、红三种颜色构成，底部为白色塔楼主体，上部的透空纹理、红色底色形成富有俄罗斯各民族元素的图案，顶部金色金属网架体系。整体外形设计类似古代斯拉夫人的小村落，象征着生命之花、太阳以及世界树(斯拉夫人枝叶繁茂的橡树)的根。在建筑内部的平面布局设计上，中心立方体为主要展览空间，共分为二层。十二个塔楼则赋予入口、小展厅、办公室、休息问、餐厅、礼品店、卫生间、设备间等功能。

本文的思索来源于在2010上海世博会俄联邦国家馆施工图设计咨询工作中面临的非规则几何体塔楼制图定位难题。同时，当前非规则几何体建筑设计已经成为一种时尚潮流，因此对这类问题的探索就有十分重要的现实意义。

2制图定位轴线的传统作用及在非规则几何体建筑中的无奈

多年以来，建筑设计都是以图纸作为表现形式。制图，就是基于正投影的方法，在图纸上以二维的形式来表达三维的建筑特征(图6)。这些图纸是施工的依据，同时也形成了约定俗成的多工种配合方式，比如多专业对于定位轴线的依赖等。

定位轴线是确定主要结构或构件的位置及标志尺寸的基线，是定位、放线的重要依据。实际上，在设计单位生产实践中已经形成的工作模式和流程对于定位轴线的依赖要远远大于以上概念中对于定位轴线轻描淡写的定义(图7)。在设计图纸中，平、立、剖面的协调，详图的索引，多专业的配合流程都离不开定位轴线(图8)。此外，在施工过程中，定位轴线也起到重要作用，不管建筑形式多么复杂，都需要在基地中确定其准确位置(图9)。从基地的勘探、打桩、放线开始，定位轴线就已经起着重要的作用，而在随后的土建和设备安装工作中定位轴线更是扮演着不可或缺的角色。从对于建筑的重要性方面来说，定位轴线可以被认为是存在于建筑中的看不到的“筋脉”。

但是，随着非规则几何体建筑的出现，建筑师发现定位轴线很难在图纸绘制中起到其“筋脉”的作用。从以下实例可以看出，定位轴线的使用在非规则几何体建筑设计中面临难题，设计中的定位问题需要结合相应的三维方式才能解决。

3俄联邦国家馆塔楼定位

世博会俄联邦国家馆由中心的立方体和周边的十二个塔楼组成(图10)。十二个塔楼为非规则几何体。但是又分为两种结构类型：一种是护表皮为非规则几何体，而内部结构中柱子为上下垂直的形式，如：4号塔楼(图11)。这种形式看似复杂但是可以用传统的设计制图方式来解决；另一种类型是由内而外全部是非规则几何体结构，塔楼内柱子全部是倾斜的，每一层的平面形状都有变化，每一层的墙和柱都与轴线没有关系(图12)。本文讨论的主要是后一种类型塔楼的定位问题。

3.1定位轴线斜交与正交的选择

在平面为非规则几何形的建筑施工图绘制中，定位方式常常采用倾斜相交的纵横轴网，即1轴和A轴不是呈90度相交的形式，在本文中我们称其为斜交轴网(图13)。

接到设计任务并初步研究后，首先想到俄联邦国家馆这种非规则几何体建筑定位可能适合采用斜交轴网的形式定位。在进一步的定位设计中，我们发现用这种方法确定的定位轴线难以起到定位和多工种参照的作用，如：确定0标高墙面为参照来确定斜交轴网，但是标注中会发现只有0标高的墙面与轴线存在关系，其他标高墙面与轴线均无关，这样确定的轴线明显失去了轴线的定位意义(图14)。

因而，轴网在任何其他标高的平面图中只能用来作为标注关键点的相对位置。那么斜交轴网的优势变得并不明显了，正交轴网似乎是这种情况下的更好选择，同时正交轴网还存在着：放线准确，与关键点的相对位置容易标定的优点(图15)。

3.2非规则几何体建筑表达的几种尝试方式

另外，世博会俄联邦国家馆的建筑不仅平面为非规则几何形式，其立面和空间也是非规则几何体形式，二维的轴网难以完成空间定位的任务，需要具有一种三维的空间定位网络，以弥补二维轴网在非规则几何体定位中的不足。

首先考虑的是由X、Y轴继续向Z轴方向发展而确立一种三维的轴网。按照我们制图标准确定的×轴线方向为圆圈中的阿拉伯数字1、2、3……，Y轴方向为圆圈中的英文字母A、B、C……，那么能否采用一种沿Z轴方向的圆圈中的罗马字符I、II、III……或中文中的甲、乙、丙……来表达空间的位置(图16)。但是，从理论上可行的设想一旦落实便出现了诸多困难，主要是我们希望引入的三维概念通过二维图纸难以清晰表达，常用的正等轴测的方式在这里也存在着制图和识图的不便，因此仅适合作为示意表达而并不适合作为一种系统的空间制图表达方式。

在表达三维地形的图纸绘制中常用等高线的表达方法，这种方法近期也常用于形状复杂的建筑设计表达(图17)。但是在本项目中，由于建筑形体较为独特，不仅有凸出的部分还有凹进的部分，而且有的部分下小上大，使得等高线方式的表达会显得更加复杂，不适合此项目的设计(图18)。

经过以上多种方式的尝试和对比，发现在非规则几何体建筑的表达上，采用标注关键点三维坐标的数字形式是一种可以采用的方式，因为这种方式比任何其他形式更直观清晰。

3.3定位轴线与关键点坐标同时保留

设计中确定了建筑形体用三维坐标来表达，但是定位轴线不可能被完全取代，因为施工图设计中多工种协作以及施工中的定位均离不开定位轴线的作用，于是设计中同时保留了两套定位系统：正交轴网系统和三维坐标系统。其中三维坐标的原点设置是以轴网的1轴和A轴

交点在O平面的投影点作为起点o(O，0，0)点。以此确定两套系统的相对关系(图19)。

4三维定位表达的特点及启示

随着计算机应用越来越广泛，计算机辅助设计及计算机辅助加工制造的日趋成熟，建筑师有条件进行十分复杂的建筑形体的设计，进而推动具有表现力的异形设计作品成为时尚。然而，这却给施工及多工种配合方面带来了新的课题。本文以世博会俄联邦国家馆的工程为案例，从非规则几何体建筑空间定位的角度，提出诸多对于复杂异形建筑设计方面的思索。

对于方案创作者来说，作为一个成熟的建筑师必须明白：除了模仿前卫的造型及形式之上的哲学理念之外，还必须研究建构的方式与材料的运用。建筑并不完全等同于雕塑，那种把弯折扭曲的建筑形式作为自己的创作个性本无可厚非，但是如果缺乏对于材料、造价、工期及建构方式的考虑，这样的建筑就是违反建构客观规律的。

对于设计及施工单位多工种之间的协作工作者来说，以往已经形成的配合模式需要针对复杂的建筑造型而相应改变――这不仅包含设计院内部条件图的提交和修改等，还包含设计院与施工单位及材料供应单位应建立一种新型的关系。在以往平面为主的协作模式中，轴线的产生是由于以往墙体大多是垂直的。在墙体都不是垂直的情况下，就需要探索更加适合的表达方式。我们认为：三维形体的建筑项目需要有三维的绘制方式，以三维电子模型的方式提交条件图应该成为一种选择一在三维中进行多工种的配合可以更加直观，并能够避免诸多误解与矛盾的产生。但是，这个转换受到软件开发与推广、工作配合习惯等多方面的限制，是一项十分复杂的升级工作。

对于建筑规范的制定和编制单位来说，急需要根据当今复杂异形建筑方案的产生来制定相应的可行的制图规范。在面临世博会俄联邦国家馆的定位问题时，我们曾经力图从制图规范中寻找解决方法，但是现行的建筑制图规范依然是相对二维平面图来说的，较少涉及三维的建筑绘画方式。随着建筑形体的日益复杂，空间形体的图纸绘制颠覆了原有的三视图的表达，需要编制新的规范或对原有标准进行补充。

第2篇

【关键词】建筑结构设计；不规则设计；分析

引言

近些年来，我国建筑领域不规则建筑发展十分迅速，相对于传统结构建筑来说，不规则建筑设计相对复杂，难度也较大，但是在遵循设计原则，保障设计合理性与科学性的前提下，其结构的坚固性与稳定性是可以保障的。

一、不规则建筑结构设计的相关问题概述

1.不规则建筑结构的基本特征

1.1首先是平面不规则结构，第一是不规则：平面狭长、凹进太多、凸出太细，第二就是局部不连续设计，这种设计的特点是楼板凹进后，导致有效楼板的宽度小于本层面楼板的典型宽度的一半。

1.2然后是竖向不规则结构的设计，这种结构的设计特点是楼层侧向刚度与其相邻的上面楼层相比，低于70%，如果是高层结构，那么上部份楼层的收进部分延伸到外面地面的高度从水平方面测量就必须要比相邻下面一层的高度高于25%。

1.3其次是建筑结构整个平面作为原始的平面结构，设计的时候只是在原有平面的基础上进行搭建或者拼接的设计，这样的设计通常来说就是针对原有的设计进行一部分的调整，从而达到不规则结构的目的。

1.4最后是与原有建筑结构相比，高于其结构标准的设计，通常业内将这类建筑统称为超规范结构，总结来说这种建筑结构具有高于原有建筑结构设计，高度在一定范围内，设计以及技术难度大，材料相应变化；在其他限制数值方面也超出；结构从新设计，采用新型的材料以及技术等特点。

2.不规则建筑结构设计计算

针对不规则建筑结构的设计来说，计算是非常繁琐，计算必须要保障精准，严格按照相关规定进行，在确保外观的前提下进行优化设计，具体来说就要保障结构平面的规则性，不规则是相对而言的，它是可以有多个规则平面组合而成的，这样能够保障受力的均匀性。其次，是采用合理的计算方法，建筑结构设计中，抗震计算是一个重要的部分，那么对于地震发生后建筑结构的抗震能力预测和计算，我国现有的计算标准和公式有很多种，因为不规则建筑结构抗震能力预算具有非常突出的不可预测性，我国现阶段并没有在一种明确的计算方式对其进行计算，比较常见的就是底部剪力法；振型分解反映谱法以及弹性时程分析法。最后，就是针对抗震措施的强化方面，地震作为建筑结构所面临的最大威胁，对于不规则结构的建筑来说，这种威胁更加明显，那么强化抗震措施的设计就显得更加重要，为了能够确保不规则建筑结构的安全和稳定，要针对各个区域的受力值差异进行深入研究，不管是检测还是计算难度都很大，虽然现阶段我国能够借助计算机等设备进行很多计算，但是也不能确保计算完全不存在误差，因此，抗震措施的强化就显得更加重要，也是不规则建筑设计中一个重点、难点。

3.不规则建筑结构的电算参数设置

3.1扭转耦联。从理论分析和工程实例计算得知，非耦联计算通常用于平面结构。因此，空间分析软件SATWE取消了是否选择扭转耦联的选项，在结构计算中总考虑扭转耦联的影响，显然这对扭转不规则结构的计算分析是十分有利的。

3.2振型数量。《高规》规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。为了保证抗震计算结果准确，必须选取足够多的振型数量，使有效质量系数大于0.9。

3.3双向地震。从我国在建筑物抗震数值以及设计理念方面来看，依据相关条文和规定，如果采用不规则结构，那么在日后的抗震能力上，必须采用双向抗震措施，施工中要进行全面的监督和管理，严格依据相关规定设计进行。

3.4设置弹性楼板。弹性楼板，简单的说就是楼板具有一定的弹性，当然这个弹性的数值具有明确的范围，弹性数值过大，则建筑的整体结构不稳定，弹性数值过小，则会影响建筑结构的抗震能力，因此，在进行施工建设初期，应该对楼板的质量和楼板的各项属性都进行严格的审查，合格后的楼板才能运进施工现场。

二、建筑结构设计中不规则设计实际应用

1.工程概述

某国际中心办公楼项目，为一栋地下四层，地上38层以办公为主的综合性超高层建筑，建筑物高度为179.5米，大屋面上有约21米高的钢结构。地上部分主楼和该工程其它楼栋之间由防震缝完全隔开，地下室连为一体，通过设置施工后浇带来解决主楼与相邻地下室荷载差异引起的沉降差。

2.超限类型和程度

高度超限：主楼大楼结构高度179.5米，超过7度设防框架一核心筒A级高度限值130米；扭转及平面规则性：v向18层偏心率0.1879>0.16，扭转位移kt>1.3；竖向规则性：3O层、36层搭接柱转换。

3.抗震不规则的结构处理

高度超限：本工程高度较大，采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充汁算。进行风载、多遇地震下结构整体抗倾覆验算，同时考察主要墙、柱的拉压力状况，控制其破坏程度，并设置型钢和加强配筋提高延性；扭转不规则：部分楼层扭转位移比大于1.2，但小于1.4。对此，后续设计尽可能优化刚度分布，加强边框架对扭转刚度的贡献，改善扭转不规则；考虑双向地震作用下的扭转影响。

4.整体结构分析

4.1计算假定及模型

对本结构计算分别采用SATWE和ETABS两种软件，均按照建筑实际尺寸建模至基顶。为验证嵌固层上下侧向刚度，地下室部分取塔楼以外2～3跨并入主体模型进行整体分析。计算楼层位移角及位移比时按刚性楼板，其它按弹性板。

4.2周期和振型

前3个振型计算结果见表1：本结构的扭转与平动周期比满足规范≤0.85要求。

4.3地震作用下层剪力及剪重比

见表2：底部3层剪重比略小于规范要求，但通过评定结构位移、整体稳定等指标认为整体刚度合理，故仅按照规范要求调整地震剪力。

4.4刚度比

高层建筑楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。按照SATWE的“剪切刚度”和“层剪力与位移比”两种算法的最不利结果，其层问刚度比均满足该要求，无薄弱层。

4.5大震下动力弹塑性分析

采用EPDA进行计算分析，选择频谱特性较为理想的两条双向天然波和一条双向人工波，计算步长为0.02秒，持时为5～10倍自振周期，输人主方向最大加速度为220cm/s，次方向为187cm/s，计算结果如下表：

第3篇

[关键词]建筑；结构；不规则性

中图分类号：TU353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0106-01

引言

建筑工程中，由于各种原因的限制，在建造过程中，会因为不同的环境和地质条件，而导致建筑体不能完全成为规则的图形，不对称现象比较常见。以著名的央视大楼为例，它就是一个典型的不规则建造体，但却完美体现了建筑师和设计者别具匠心的设计理念，堪称建筑设计中的重要代表。建筑工程的中的不规则性主要表现以下几个方面：建筑表面的凹凸不平、局部建筑的不连续性、整体建筑的不规则性和横竖向的不连续。这就要求在具体施工过程中，务必准确地把握建筑结构的设计和不规则位置，充分论证其受力情况，只有这样才能保证不会对建筑结构的建模、设计方案和建筑物本身的抗震性等多方面造成问题造成影响，从而提高整个建筑物的承受压力、安全合理性以及经济性。

1 建筑结构中不规则建筑的发展现状

近年来，我国城市化进程的不断提高，建筑设计理念也在不断运用到城市建设中来，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，而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。随着人们观念的不断转变，许多大城市中以其独特的建筑风格，赢得了人们的普遍关注。当然，在这些光鲜的建筑背后，却是设计者和建造者们良苦用心的结果，他们经历了非常多的严峻考验。

2 建筑结构中的不规则类型

建筑结构类型一般可以分为两个大类：竖向不规则结构和平面不规则类型。竖向不规则类型的建筑结构主要包含：侧向刚度不规则、楼层承载力的突变和竖向抗侧力构件不连续性等；平面不规则结构类型主要包含：扭转的不规则、平面凹凸的不规则和各别楼板不连续等。下面主要介绍者两种常见的不规则结构的具体介绍。

2.1 竖向不规则的结构类型判断

第一，侧向刚度的不规则。判断此种类型的不规则结构的标准是确定楼层之间的侧向刚度值小于相邻上一楼层的侧向刚度值的百分之七十，或者小于该楼层连着向上三个楼层平均侧向刚度值的百分之百十，当然顶层不能按此方法计算。同时，楼层个别地方水平收缩的长度应当大于与之相邻的下一层的百分之二十五。第二，竖向抗侧力构件的不连续情况的判断标准是考察数值方向的抗侧力构件是否通过水平力的转换而不断地向下传递力；第三，楼层间的承载力突变判断标准是楼层间的受剪程度小于与之相邻的上一楼层的百分之八十；第四，楼层间质量的突变判断标准是楼层质量要大于与其相邻的下一层总质量的1.5倍。

2.2 平面不规则的结构类型判断

第一，扭转结构的不规则判断依据为：每一个楼层的自身最大限度的弹性水平位移尺寸必须大于紧邻跟楼层两个端点的弹性水平位移值的1.2倍，也或者是考察最大的层间位移值是两端层间位移平均值的1.2倍；第二，凹凸结构的不规则判断方法是判断该建筑结构的凹进去一侧的尺寸是否大于其投影上总尺度的百分之三十；第三，楼板局部结构的不连续的判断标准是考察楼板的尺寸和平面刚度发生急剧变化的程度。

3 不规则结构的建筑应当采取的主要措施

在实际建筑施工过程中，相关的技术人员对于不规则结构进行了大量的实验和研究，通过这些研究表明：那些不耐抗震的建筑物，其结构往往是那些结构不太规则的建筑体和那些建筑物质量与刚度偏离以及那些抗扭转刚度太弱的结构要素。在进一步研究中，技术人员发现，扭转结构和扭转效应对建筑物的破坏是最大的。因此在实际设计和施工过程中，必须加强对扭转效应的限制，通常的使用方法有以下几个方面。首先，要尽可能限制建筑结构的平面上的不规则设计，只有这样设计才能够在一定范围内限制产生过大的偏心力，从而导致建筑整体产生比较大的扭转效应及力度；其次，为了提高建筑结构的扭转刚度，可以在一定范围内防止其太弱，造成结构之间的错位。建筑结构的扭转效应由扭转为主的第一自振周期和平动为主的第一自振周期的比值进行大致评估。当这两种效应的扭转周期趋于接近时，鉴于振动耦连的作用，建筑体的扭转效应会相应的增大。因此必须注重减少扭转效应的值，具体采取的措施主要有以下几个方面。

（1）尽量减少建筑体的偏心距。有大量的实践证明，建筑体结构的扭转效应往往与其相对偏心距在某种程度上具有一定线性关系。倘若要进一步改变建筑结构的扭转效应，必须缩小楼层之间的位移比，因此可以通过将建筑物的平面位置进行适当调整，便可以使整个建筑结构的质心和刚心更加接近。实践过程中，通常可以采用两种方式减少建筑结构的偏心距。

（2）调整建筑结构平面的不规则性布置应该是在初步计算分析后才进行，通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心，同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布，最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。

（3）调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。由相关研究表明：建筑结构的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，所以在设计建筑物时，可以考虑适当的减小建筑结构的周期。在做剪力墙时，则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙，特别需要重视的是那些距离刚心最远处的剪力墙。

（4）提高周边抗扭构件抗剪力。要保证建筑结构在强烈震动下依然安全，那么只靠调整结构布置是不够的。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。

（5）较小地震带来的破坏，设置防震缝。在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构，由于受到条件的限制导致不能把平面结构布置成规则的结构，此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。在工程中适当的设置防震缝是十分有必要的。

结语

实际工程中，建筑结构不规则性的判断在一定程度上直接影响建筑结构的建模、建筑结构的一系列布置、薄弱楼层等，而间接的影响整体建筑结构的布置是否经济、合理、安全。结构设计师在设计不规则的建筑物时，需要尽量的减小或者避免建筑结构比较容易出现薄弱的部位，同时做到强化那些薄弱部位。现如今对于不规则高层建筑结构的分析还有很多问题需要解决。

参考文献

[1]GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

第4篇

【关键词】：不规则建筑；抗震设计；

【 abstract 】 : now many buildings because building function and elevation effects of need, often form structure by the irregular building standard (plane irregular, vertical irregular or both). * q, is in recent years, the bottom of the high-rise building several layers of large shopping center often used, and structure design of the irregular structure into take chassis form has become a trend. So. With the structure of the high-rise building irregular chassis seismic performance analysis has the very vital significance. Is in engineering design and seismic strengthening must take into account the.

【 key words 】 : irregular building construction; Seismic design;

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0.引言

在地震地面运动作用下，建筑物的损伤破坏首先会出现在结构侧向抗震系统的薄弱部位，薄弱部位的损伤破坏会进一步加剧结构抗震性能的退化，从而导致结构整体的倒塌。建筑物的薄弱部位主要来源于结构配置的缺陷或不规则，如结构或构件不规则的几何尺寸、软弱的楼层、质量过分集中以及不连续的侧向抗震系统等。建筑结构的平、立面是否规则，对结构抗震性具有最重要的影响，建筑设计应符合抗震概念设计要求，不应采用严重不规则的设计方案，应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。

1不规则结构定义

1．1平面不规则的类型

1．1．1扭转不规则

楼层的最大弹性水平位移(或层问位移)大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1．2倍。

1．1．2凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸。大于相应投影方向总尺寸的30％。

1．1．3 楼板局部不连续

楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如。有效楼板宽度小于该层楼板典裂宽度的50％，或开洞面积大于该层楼面面积的30％，或较大的楼层错层。

1．2竖向不规则

1．2．1侧向刚度不规则

该层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向剐度平均值的80％；除顶层外。局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％。

1．2．2竖向抗侧力构件不连续

竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(粱、析架等)向下传递。

1．2．3楼层承载力突变

抗侧力结构的屡间受剪小于上一层的80％。

2.结构抗震性能目标

1) 在小震作用下，要求全部构件的抗震承载力满足弹性设计要求。结构层间位移角小于1 /800，全部构件承载力及结构抗震承载力满足规范要求。

( 2) 在中震作用下采用弹性反应谱法进行屈服承载力设计。计算结果要求所有竖向构件满足中震不屈服要求，所有构件受剪截面满足VGE + VEK≤0． 15Fck bh0要求，最大弹性层间位移角不超过1 /400。

( 3) 在大震作用下采用弹性反应谱法进行屈服承载力设计。计算结果要求塔楼凸出端角柱满足大震不屈服要求，所有构件受剪截面应满足VGE + VEK≤0． 15Fck bh0要求，最大弹性层间位移角约为1 /200。

( 4) 另需采用静力弹塑性法进行大震验算，要求弹塑性层间位移角小于1 /100，构件屈服顺序需满足先耗能构件后竖向构件的要求，同一楼层不得大部分竖向构件出现塑性铰。

3.不规则结构建筑设计的要求

体型复杂、平直面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝，并分别符合下列要求：

1 当不设置防震缝时，应采用符合实际的计算模型，分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。

2 当在适当部位设置防震缝时，宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

3 当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。

4.针对不规则建筑的设计问题

4.1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，这就造成平面上刚度分布的很不对称，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。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

4.2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。

5.建筑结构不规则设计时的抗震作用计算

平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15 的增大系数，其薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：

1)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根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以1.25～2.O 的增大系数；

2)侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定；

5.结语

综上所述，对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑，结构设计人员应细心分析各种情况，从概念设计入手，找出结构的重点和薄弱点，因势利导客服不利因素，使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度，避免和减少结构可能出现的薄弱部位，同时加强薄弱部位的构造措施，是建筑物从一格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解决的。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB 50011 2010 北京中国建筑工业出版社

第5篇

关键词：规划设计，建筑设计

1 工程概况

塘栖“栖溪泽第”位于塘栖镇东南角，西接塘栖路，南临康达路，位于两路交叉口，北侧为15米规划道路，东侧临河。用地总体偏东南约35度。周边居住及商业氛围目前一般，西、南隔路分别为天府家园和水岸名筑楼盘及安置房等。本工程土地用途为住宅用地，西南侧有一处保留加油站用地。规划总用地面积为79416㎡，容积率不大于2.5，地块轮廓呈不规则有角度的四边形，规划要求退界情况见用地条件图。

2 设计依据

1.《城市居住区规划设计规范》GB 50180—93（2002年版）

2.《住宅建筑规范》GB 50368—2005

3.《建筑设计防火规范》GB50016—2006

4.《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045—95（2005年修订版）

5.《杭州市城市规划管理技术规定（试行）》（2008年版）

6.《汽车库建筑设计规范》JGJ100-98

7.关于《杭州市城市建筑工程机动车停车位配建标准实施细则（试行）》的通知【杭建设（2009）123号】

8.《杭州市建设项目日照分析技术管理规则》（杭规发（2006）423号）

9.甲方提供的设计任务书及地红线图

10. 国家、浙江省及杭州市有关规范规定

3 设计理念

3.1 营造小镇“浪漫庄园”式的闲居生活

历史悠久的古镇提供了宜居的大环境。如果说“江南佳丽地”是塘栖古镇的独特气质，“浪漫庄园”则是我们对本项目总体居住特色的定位，她体现了“亲情、邻里、休闲、雅致、浪漫”的小镇居住特色。我们不仅仅是在设计生活空间的壳子，更要营造独特魅力的生活方式。本案关注户外公共生活空间的最大化，“赠送了一座公共享受的庄园”， 是社区居民亲情、邻里交流的不可缺少的核心场所，是居住的最大附加值。

3.2 中、法古典风情“造园”的现代演绎

塘栖是中国传统的江南水乡小镇，“浪漫庄园”则带有浓郁的法式风情。采用中西合璧、体现东西方古典文化交融的现代演绎是本案的重要表现形式。本案从造园入手，以师法自然的中式园林“引水环岛，曲径筑路”，构筑了 “有自然之理、得自然之趣”的景观大背景。以轴线规则式的法式园林构筑了建筑庭院空间，突出了典雅与浪漫的情调。“中式为园、西式为庭，”两者点、线、面结合，相映成趣，独具特色，以“水”为核心纽带，既突出了塘栖的水乡文化，又体现了法式园林中最重要的水景要素。

3.3 享受精致“慢”生活的休闲岛——社区的水上沙龙（SALON）

“SALON”意为豪华会客厅，是法国社交文化代名词，社区沙龙意味着丰富的文化聚会生活。社区沙龙以“岛”为中心，注重公共生活内容，较之普通会所增设小型图书馆（书吧）、艺术画廊、画室等文化艺术交流场所，是会所功能精致化的延伸，园林式布局、室外活动场地、开放式管理，使之成为居民聚会交往或独享的公共客厅。无论琴棋书画、健身娱乐，同道者都能在此惬意“消磨”时光。这里也是社区的精神家园。

4 总平面设计

4.1 总体布局

（1）规划结构简洁明确，一心一环一轴。一心：采用景观最大化的周边大围合式布局，形成约3.5万平方米的中心景观绿地。一环：高层建筑依据地形特征，18层-26层高低错落、点板结合，形成周边一圈南低北高的变化排列：主干道塘栖路周边局部用点式楼沿着斜轴错位布置，减少对北面楼的影响。南面18层为主，局部24层以突出主景观入口。北面26层居中，24层分置两翼，形成屏风式天际线。环型围合的形势使每栋楼都能争取到与中心花园的关系，尤其是南北正对中心的楼具有很好的优势。与楼相呼应，曲折的环型路网连接了每一幢住宅。一轴：南北以景观主入口至中心庄园（会所）规划了充满法式园林风情的主景观轴线，形成南入口广场——景观灯柱大道——喷泉广场——法式景观桥——庄园广场——立体景观泳池——主会所系列空间。这条轴线也是整个楼盘的公共生活中心轴。

（2）道路交通系统：小区机动车与人行分离，机动车不进入中心景观空间内部，在周边绕行。共设两个机动车入口和一个景观入口。入口：小区出入口分工明确，南北分设专门的景观入口和机动车入口：北入口：机动车为主的出入口，利用北侧的高层退界设置地面停车带，车辆通过小区北入口广场进入地面停车场或地下车库。南入口：人行为主的景观形象入口，可根据需要控制进入的机动车辆。南机动车库入口：为了便利，南面也单独另设了地下车库次出入口，直接与城市道路相接。道路：小区道路等级分级明确，北部为主机动车道7米，沥青路面，结合布置停车带。中部小区次干道6米，景观铺装路面，平时与南入口管理配合为限制性道路。宅前路4米，景观铺装路面，满足消防道要求。景观步行道0.9～2M。在紧急状态下，小区各道路可作为消防车道与消防登高场地结合使用。

（3）景观环境设计：小区的集中绿地率高达40%以上，因此在大景观设计上层次感、韵味感极为丰富。中式生态园林为面、西式规则园林为点、为轴，中西造园元素完美结合。空间上既有自然生态的中心岛景绿化、周边大公园绿化、住宅架空层绿化，又有人工为主、浪漫精致的景观轴线绿化、沿街商业绿化，非常丰富，形成了有亲和力的各种生态环境。景观设计紧扣“栖溪泽第”楼名，突出水居特色：引水环岛、曲水绕宅，塑造了自然生态的水环境，体现的是静景。而艺术喷泉、跌水林荫道、景观泳池等动感十足的法式水法艺术则营造了法国园林的浪漫与精致，与典雅的建筑元素融合，给人浪漫情调和审美享受。大水景均不深，400-600浅水，由于采用卵石铺底的自然驳岸和绿化到边，不仅满水时能够体现生态水景的韵味，景随水走，而且在枯水时仍能保持自然的景观。

4.2 公建布局

小区设置沿街商业，均为2层，因退让保留的加油站，沿塘栖路设独立商业，配套公建和综合服务用房（中心会所）结合设置。包括社区要求的物业用房、社区用房、公厕、消控中心和其它服务性的公建。

4.3 消防设计

本工程小区建筑设计均为一、二级耐火等级。各栋住宅及公建、地下室间距，长度、面积及安全疏散均符合防火要求。本工程小区内道路兼作消防车道，消防车道可到达每幢建筑的长边。消防车道的宽度均>4.0米，消防车道上空4.2米以下范围内无障碍物。每幢高层建筑附近均设有距离高层建筑10-15米，宽度为6米的消防车道作为消防登高场地。尽端式道路设18×18米回车场地。在南入口边裙房底层设消防控制中心。高层住宅每个消防分区中有一部电梯兼作消防电梯，消防电梯前室采用正压送风或自然通风，高层楼梯间均为防烟楼梯间。本工程设有1个地下停车库，共可停放车辆1400辆。根据停车库规范，防火分类为Ⅰ类，耐火等级为一级，分为10个防火分区，设置喷淋系统。本工程内的建筑材料按其耐火等级采用相应的防火标准材料。

第6篇

关键字：智能建筑；设计原则；电源机房；

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

改革开放以来，我国的社会获得了快速发展，人民生活水平不断提高，我国城市化进程得到快速发展，使得现如今的城市人口数量不断增多。有人居住的地方就得有足够的住宅区，因此，如何在有限的城市住宅空间内，设计出能够满足越来越多的城市居民需要的房屋建筑，已经成为现今建筑行业面临的关键问题，智能建筑是适应社会发展的大势所趋，同时对智能建筑的设计提出了更高的要求，电源机房作为智能建筑的核心组成部分，对其进行科学的设计是整个智能建筑能否稳定运行的关键。本文阐述了智能建筑的概念和能建筑中电源机房的设计原则，从而为智能建筑能够获得更为广泛的推广和发展奠定了基础。

智能建筑的概念

智能建筑是近年来提出的一个新的房屋建筑概念，它改变了传统的建筑理念，目前应用于我国的一些大型的公共建筑和一些高层的建筑中，它是在建筑这个平台上，将办公自动化、通讯网络都在建筑中得以充分的利用，并将建筑结构、服务管理系统进行了最优化的结合，从而使它们达到最佳的运行状态，为提高人们的生活质量，给人们提供一个更为舒适、更为安全、高效、便利的建筑环境做出贡献。

智能建筑电源机房的概念和设计规则

2.1智能建筑电源机房的概念

智能建筑的电源机房能够为整幢建筑的提供电能，它相当于整幢智能建筑的心脏，因此足以见得它对智能建筑的重要性。一般情况下智能建筑的电源机房的组成部分包括变配电所、不间断电源机房及柴油发电机房等。通常情况下，在对电源机房进行位置的选择时会靠近电负荷中心，它可以为智能建筑提供更为安全、可靠、节能的电能。

2.2智能建筑电源机房的设计原则

电源机房是智能建筑中一个十分关键和核心的设计，它除了普通建筑中所要求的设计规则以外，还有一套智能建筑所必须遵循的规则，其主要包括：GB/T 503l4—2000智能建筑设计标准、GB/T 50311—2000 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范、GB 50174—1993 电子计算机房设技术规范等。

智能建筑的电源机房位置选择的环境要求

电源机房为整幢智能建筑提供电能，如果不能保证电源机房的环境良好，就不能保证智能建筑的有序稳定运行。智能建筑并不意味着所有的设备都实现了智能化操作，就对环境没有特殊要求，相反越是在智能建筑中它对环境的要求越高。在对智能建筑的电源机房进行环境设计时需要考虑两种环境：一是可视环境，主要包括环境中的空间及空间内的照明情况；二是不可视的环境，主要包括环境中的温湿度情况。

智能建筑的电源机房的设计规则

在智能建筑中一般是实现了办公自动化系统、通讯网络系统及建筑相关设备的优化结合，在具体电源机房设计中需要遵循以下规则：

4.1完善的办公自动化系统

在我国当前进行智能建筑建设的主要是一些大型的公共场所和一些高层的建筑，因此在智能建筑中配备完善的办公自动化系统是必须的，作为办公自动化系统能够对内外的各类信息进行综合处理，并提供决策和支持。

4.2现代化的通信网络系统

在现代的社会是一个科技、电子信息技术高度发达的社会，在智能建筑中完善的通信网络系统更是其必须具备的，只有有了现代化的通信网络系统才能够为建筑内的人们提供最快捷、最准确的信息，并也能够对信息进行及时接收和传递，提供有效的信息服务。

4.3具备配套的建筑设备

（1）电源机房设备

在智能建筑中电源机房的组成部分包括变配电所、不间断电源机房及柴油发电机房。其中所包括主要项目有：电能计量、电源的电压值显示、变压器超温报警设备等。

（2）智能建筑的其它相关设备

对智能建筑的其它相关设备主要包括对机房的热力设备、安全防范设备、柴油发电机设备等，这些设备都对电源机房的运行情况进行了实时监控，对相关数据进行测量和记录，一旦出现故障就及时发出警报，便于及时修理，防止为建筑内的人群带来不便。

热力设备：

热力设备也是针对电源机房而设立的，它能够对相关系统的运行情况进行监控、并对数据进行测量和记录。

安全防范设备

因为电源机房对周围环境的要求较高，因为其安全性对智能建筑的安全运行十分重要，因此必须建立相应的火灾自动报警系统和消防联动系统，对设备进行实时监视和联动控制，从而确保了电源机房的安全。

柴油发电机设备

柴油机发电设备是智能建筑电源机房的主要组成部分，当前使用的一般是智能型微机来控制柴油发电机组。其在电源机房的主要功能表现在当市电的供电系统出现故障不能给建筑供电时，该设备就能自动起动控制系统自主为整幢建筑供电，同时也会自动脱离电网，防止当市电电网恢复供电正常时造成倒送电。当市电电网供电恢复正常时，机组经市电检测，能够自动退出系统，负载切换到电网供电，之后机组自动启动备用状态。同时该系统也有完善的自动保护系统，当前一般采取的都是智能型的多功能保护器，从而能够有效地防止该设备受到损害。

结语：

现今社会的各类房屋建筑越来越追求功能的丰富和造型的新颖，特别是近年来逐渐在建筑行业升温的智能建筑，它给建筑行业带来了新的革命，致使对智能建筑的设计要求越来越复杂。电源机房是智能建筑中的一个核心部分，它为整幢智能建筑提供电能，因此它设计的好坏将直接影响着智能建筑能够稳定运行。本文阐述了智能建筑及其电源机房的概念，并对智能建筑的电源机房设计规则进行了相关探讨，从而为智能建筑能够得到更广泛稳定的发展奠定了基础。

参考文献：

[1]林翰.智能建筑的电源机房设计[J].工程设计CAD与智能建筑，2001（08）

[2]李洪祥.浅析智能建筑中电气施工存在的问题及解决对策[J].黑龙江科技信息，2013（02）

第7篇

关键词：高层建筑 结构设计 不规则性 研究分析 应用措施

一般来说，在一项工程之中，因为会涉及到各种不同的环境和出现一些突发的情况，这就会导致建筑物不可能完全的绝对规则和对称。建筑物的不规则性主要表现在几个方面：建筑水平面的凹凸不平不规则、局部的连接的楼板不是完全的连续、规则，还有就是建筑本身在他的竖向刚度上会出现不连续、不规则等现象。在实际的施工过程中，必须要十分准确的判断出来建筑物不规则的位置，只有这样才能不影响到对建筑物结构的建模、确定建筑物的结构等一系列的布置方案，还有就是要确定建筑物自身的缺点，找出它的薄弱地方，然后在最大程度上提高整体建筑物的合理性、安全性和经济性。很多情况下，不规则的建筑物结构会引起结构上水平方向上的偏心侧力，这样也会造成进一步的扭转变形，对于结构的抗侧力是十分不利的，它还会导致建筑物在成本上有不必要的浪费。因而设计者在设计的时候一定要尽量的将建筑物设计为对称、规则的，这样也方便了提高建筑物本身的一些结构性能。

1 高层建筑中不规则的发展现状

如今，我国的经济和科学技术都是处在不断的发展和提升之中的，我国的建筑行业也没有落后，也是在不断的前进中。随着我国城市的不断完善扩建，设计者们为了可以更好的迎合城市建设的发展需要，他们已经在渐渐的更新了一些自己以往必须要面对的比如对称、规则等问题，他们正在努力试着创造一些比较新颖别致、与众不同、标新立异的建筑，这其中就包括了非对称、不规则的建筑物结构。如今人们的观念也在一点点的转变中，现在很多城市中都出现了很多不同的复杂体型和不规则的结构，这种建筑趋势就在某个程度上代表了我国以后建筑的发展方向。

2 高层建筑结构对称、均匀性的主要体现

高层建筑主体抗侧力结构沿两个主轴方向的刚度比较接近、变形特性比较相似。这个主要就是因为高层建筑一般都是三维空间的结构，实际的地震荷载、风荷载等等都均有比较任意的方向性；高层主建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较的均匀，这样就能够具有比较优异的抗震抗风的特性。

高层建筑的主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀、不要突变。这个主要说的就是主体结构的剪切刚度不能够有突变。这种均匀的高层建筑可以很好的避免因为薄弱层的破坏而引起的结构上的整体破坏，尤其是以强震区的高层建筑特别要注意这一点。

高层建筑主体抗侧力的平面布置，往往应该注意同一个主体方向各个分片的抗侧力结构刚度要尽量的平均，应该尽力避免在主体结构布置中出现某一、两片的刚度因为各种原因而存在的比较大的差异的结构。

高层建筑主体抗侧力的水平布置还要注意中央核心与周围结构刚度的协调统一，保证主体结构具有良好的抗扭刚度，以便避免高层建筑在地震荷载以及风荷载的扭矩作用下产生过大的扭曲变形而导致他的结构在一定程度上存在着被破坏的危险。

3 高层建筑结构存在的不规则性的种类

高层建筑结构存在的不规则性的种类主要可以分为两类：第一种，平面不规则结构类型，这其中还包含了扭转不规则、凹凸面不规则、楼板局部不连续等等。第二种，竖向不规则结构类型，这其中又包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力结构不连续、楼层承载力突变、楼层间质量突变等等。下面，就介绍一些比较常见的可以判断两种不规则类型标准的具体办法。

3.1 竖向不规则的类型

一般来说，竖向不规则的类型，首先是指侧向刚度的不规则，检测的办法一般就是此楼层的侧向刚度值不能超过临近上层的十分之七；其次是在竖直方向上，它的结构抗侧力分布不连续，检测的方法一般是结构受力，他主要是依托水平设施来传导的；再次就是楼层的承载力出现了比较大的波动，它的测量方法就是层间抗侧力结构承载程度能高于它上一层的五分之四；最后就是楼层之间出现的重力大幅度存在变化，它的测量方法就是某一楼层的重量高出下层重量的百分之一百五。

3.2 平面不规则的类型

平面不规则的类型一般分为三种：一是扭转程度的不规则，它的测量方法就是每层楼之中最大的层间位移值要高出平均位移值的百分之一百二十；二是平面凹凸的不规则，测量办法就是整体结构凹陷一侧的长度与总长度的比例不能超过零点三；三是楼板局部的不连续，他的测量方法就是楼板的长度和平面刚度不能出现较大幅度的变化。

4 不规则高层建筑结构设计中应该注意和采取的一些措施

4.1 提高建筑物周边抗扭能力

如果想要保证一个建筑物在很强烈的震动下依然保存完好，那么仅仅是单靠调整他的结构布置是远远不够的。相关的技术人员通过各种不同的实验，才得出了以下这些结论，就是说当建筑物处在一个非弹性的时期的时候，对称的建筑物结构往往会受到双向水平地震作用的影响，会产生建筑物物体变形。如果提前考虑到建筑物结构的抗震性能，就应该强化那些抗扭效应等等，这样才能使得建筑物在强震的情况下依然可以保证一个很好的整体弹性状况。

4.2 较小地震带来的破坏，可以设置防震缝

在一些实际的工程中时常会遇到一些平面形状比较复杂的建筑结构，因为一些外在条件的限制会导致不能把平面结构弄成完全规则的设计，这个时候就可以通过设计一些抗震缝将结构分成比较简单的结构单元。在一项建筑工程之中，设置抗震缝是十分必要的。比如说：需要设置抗震缝两侧的机构体系迥异或者是地震反应效应显著不同时时，抗震缝的宽度就要考虑不利一侧的结构；当相邻建筑结构的基础沉降量比较大的时候，可以设置兼做沉降缝的抗震缝。

4.3 调整建筑结构的抗侧刚度和抗扭刚度比值

根据一些相关的资料表明，建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是呈线性的关系，因而在设计建筑物的时候，可以考虑适当的减少一些建筑结构的周期。在做剪力墙的时候，则需要在合理的范围内尽量的加长或者是增厚周边的剪力墙，尤其是要重视那些离刚心最远的一些剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法就是在建筑结构边缘上设置拉梁，同时也要缩小建筑结构的扭转周期，也可以通过增加周边连梁的刚度来实现。

言而总之，在实际的建筑工程中，建筑结构的不规则性的判断会在一定程度上直接影响到建筑结构的建模、建筑结构的一些列布置、薄弱楼层等等，从而还能够间接的影响到建筑结构的布置是不是经济合理以及安全。结构设计师一般在设计不规则建筑物的时候，必须要尽量减少或者尽最大努力避免建筑结构出现薄弱的部位，如果实在避免不了的话，也要想出对策，对薄弱部位作出强化。直到现在，对于不规则的高层建筑结构的分析和研究还存在很多没有解决好的问题，但是随着计算机科学的不断发展，一定可以发现更多更好的方法来设计出不规则建筑结构的模型来，然后真正实现更加真实的模拟实际情况的工况。

参考文献：

[1] 赵丽清.浅谈高层建筑结构分析与设计[J].山西建筑 ，2013，33（14）.

第8篇

关键词：建筑；不规则性；结构设计；

中图分类号：TU318 文献标识码： A

设计者为了迎合城市建设的发展需求，逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们观念的转变，现如今大城市中出现了许许多多的复杂体型和不规则结构，这种趋势在某种程度上代表了我国以后建筑的发展方向。不规则建筑的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。

建筑物的不规则性主要表现在几个方面：建筑水平面的凹凸不平不规则、局部的连接的楼板不是完全的连续、规则，还有就是建筑本身在他的竖向刚度上会出现不连续、不规则等现象。在实际的施工过程中，必须要十分准确的判断出来建筑物不规则的位置，只有这样才能不影响到对建筑物结构的建模、确定建筑物的结构等一系列的布置方案，还有就是要确定建筑物自身的缺点，找出它的薄弱地方，然后在最大程度上提高整体建筑物的合理性、安全性和经济性。很多情况下，不规则的建筑物结构会引起结构上水平方向上的偏心侧力，这样也会造成进一步的扭转变形，对于结构的抗侧力是十分不利的，它还会导致建筑物在成本上有不必要的浪费。因而设计者在设计的时候一定要尽量的将建筑物设计为对称、规则的，这样也方便了提高建筑物本身的一些结构性能。

1建筑结构不规则性类型

1.1复杂高层结构和超出规范结构：1）典型的有带有转换层、加强层、错层、连体、多塔楼等的结构。2）超高超限的结构，其高度超过了规范规定的最大高，或其超过了规范规定的其最大最小限值；3）新型结构，我们在这里特指采用最新材料、新工艺技术建造的建筑并且规范没有涉及到的新的建筑结构类型。

1.2竖向不规则结构

1）侧向刚度不规则的结构：①侧向刚度小于相邻上部楼层的70%或相邻三层楼层平均值的80%；②建筑上部楼层的收进部位与室外地面高度差大于房屋高度的 20%时，上部楼层收进后的水平尺寸大于大于其下一层的 0.75倍 ；③建筑下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%并且水平尺寸大于 4m；④结构顶部因为取消墙柱而形成的空旷建筑。2）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。3）楼层承载力突变：A 级建筑的层间受承载力比小于80%；B 级高层小于75%。

1.3平面不规则结构

（1）扭转不规则：判断标准是每一楼层自身最大的弹性水平位移大于该楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍，或者是最大的层间位移大该楼层两端层间位移平均值的1.2倍。 （2）凹凸不规则：判断标准是建筑结构平面凹进一侧的尺寸大于其投影方向上总尺寸的30%。（3）楼板局部的不连续：判断的标准是楼板的尺寸以及平面刚度发生急剧的变化。

2 高层建筑结构对称、均匀性的主要体现

高层建筑主体抗侧力结构沿两个主轴方向的刚度比较接近、变形特性比较相似。这个主要就是因为高层建筑一般都是三维空间的结构，实际的地震荷载、风荷载等等都均有比较任意的方向性；高层主建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较的均匀，这样就能够具有比较优异的抗震抗风的特性。

高层建筑的主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀、不要突变。这个主要说的就是主体结构的剪切刚度不能够有突变。这种均匀的高层建筑可以很好的避免因为薄弱层的破坏而引起的结构上的整体破坏，尤其是以强震区的高层建筑特别要注意这一点。

高层建筑主体抗侧力的平面布置，往往应该注意同一个主体方向各个分片的抗侧力结构刚度要尽量的平均，应该尽力避免在主体结构布置中出现某一、两片的刚度因为各种原因而存在的比较大的差异的结构。

高层建筑主体抗侧力的水平布置还要注意中央核心与周围结构刚度的协调统一，保证主体结构具有良好的抗扭刚度，以便避免高层建筑在地震荷载以及风荷载的扭矩作用下产生过大的扭曲变形而导致他的结构在一定程度上存在着被破坏的危险。

3不规则性在高层建筑结构设计中应用要点的有效把握

不规则性的分析、判断及应用会对建筑工程结构设计工作产生非常深远的影响，结构设计中的布置、建模、位移比、薄弱楼层都是可能受到影响的对象，同时不规则的合理使用也决定着建筑工程整体结构设计的科学、经济及安全性。在设计过程中需要把握的几个要点如下：

3.1 降低相对偏心距的数值，变换不规则平面的设计

相对偏心距与扭转效应之间存在线性联系，可以选择变换平面设计及布置拉近刚心和质心之间的差距，通过降低楼层之间位移比值来纠正扭转效应。结构设计者应该在初始计算判断的前提条件下，变换不规则平面的设计及布置，经由计算结果获得结构的刚心、质心，分析其刚度分布，结合实际要求适当增加或减少与质心存在较远距离的剪力墙。

3.2 将防震缝纳入考虑范围，持续优化抗震设计

如果建筑工程的平面类型非常繁杂，而且无法满足规则性结构要求的时候，应该考虑使用防震缝，将平面结构划分成为若干个简单的单元。假设与抗震缝相连的两个结构之间存在非常显著的差异性，就可以将其结构机制因素排除在外，以较低一侧的结构高度来获得防震缝的宽度。若防震缝两侧结构出现较大基础沉降现象，则应该提高拓宽抗震缝的宽度数值。

3.3调整建筑结构的抗侧刚度和抗扭刚度比值

根据一些相关的资料表明，建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是呈线性的关系，因而在设计建筑物的时候，可以考虑适当的减少一些建筑结构的周期。在做剪力墙的时候，则需要在合理的范围内尽量的加长或者是增厚周边的剪力墙，尤其是要重视那些离刚心最远的一些剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法就是在建筑结构边缘上设置拉梁，同时也要缩小建筑结构的扭转周期，也可以通过增加周边连梁的刚度来实现。

3.4 提升周围抗扭构件的抗剪性能，确保满足弹性要求

如果不规则性高层建筑结构设计已经获得理想的位移及周期比，单单通过变换结构设计仍然无法在强烈震动条件下获得满意的结构安全效果。结构在非弹性状态时期会使已经对称的结构在水平双向震动影响下出现偏心，这种现象是伴随着形态的不同而发生改变。在抗震能力的基础上来说，设计者应该注重周围抗扭构件抗剪性能的提升，确保能够在强烈震动情况下具有良好的弹性，只有这样才能持续提升我国高层建筑结构设计的整体效果，为广大人民群众提供更为优质的服务。

结语：结合现状，不规则的建筑结构型式更适应市场需求，但却较难满足规范要求。不规则建筑的不规则性，对其结构设计提出了更高的难度和要求。要达到既适应市场需求，又满足规范要求，并且结构构件安全，使用功能适用，结构造价适宜的设计目标，但只要抓住解决建筑不规则的核心问题，把握住工程的实际情况，抓住优化设计方案，合理选择计算方法和计算参数，认真分析薄弱部位和地震力调整，强化抗震构造措施等环节，就能使遇到的问题迎刃而解。

参考文献：

[1建筑混凝土结构设计规范（GB 50010-2010） [S].北京：中国建筑工业出版社.

[2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.

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

第9篇

关键词：建筑结构设计；不规则设计；探讨

中图分类号：TU2文献标识码： A

随着我国经济实力和科学技术水平的大幅提升，人们思想观念的不断更新，严格意义的规则建筑已经很难见到，代之而起的是大批新颖别致、标新立异、张显个性的建筑物。各地大量涌现的现代新型建筑物几乎都是不规则或很不规则的，它们的出现既给城镇建设带来了崭新的面貌，又给工程设计人员提出了严峻的挑战，如何按照规范精神，进行不规则建筑结构的抗震设计与计算分析，成为工程设计中必须解决的重要课题。

一、关于不规则程度的分类

1.规则的建筑结构应满足两个条件

（1）位移比、周期比、刚度比、承载力比等参数均满足规范“不宜”的要求；

（2）不具备以下4类不规则结构的特征。即：平面不规则结构、竖向不规则结构、复杂高层结构、超规范结构。

2.三类不规则结构

（1）一般不规则结构，第一、位移比>1.2，且A级高层建筑

（2）特别不规则结构，第一、位移比>1.3，且A级高层建筑0.85；第三、承载力比A级高层建筑

（3）严重不规则结构，第一、位移比、周期比、刚度比、承载力比等多项参数不满足规范要求或无法计算；第二、体形复杂，平面、立面极不规则，多项指标超限，或一项指标大大超限；第三、同时具有3 种以上的复杂高层结构类型，（如带转换层、带加强层、错层、连体、多塔）；第四、属于某种超规范结构（超高、超限、新型）。

应当指出，以上不规则建筑结构的分类不是严格意义上的，而是大致的划分。设计人员应当根据工程的实际情况，实事求是，区别对待。例如，通常比较规则的建筑结构对抗震有利，但也不能一概而论，如没有剪力墙的高层框架结构、单跨框架结构、板柱- 框架结构，虽然其平面立面布置可能是很规则的，但仍属于抗震不利结构，在设计时应尽量避免采用这类结构，或采取特殊的抗震措施。

二、关于控制参数分析

为了对建筑结构的不规则性进行评测、分析、控制，规范提出了一些重要的控制参数。下面以设计单位广泛应用的通用限元分析软件SATWE为例，介绍这些参数的含义、限值及调整要求。

1.位移比(层间位移比)，是指按刚性楼板假定计算楼层的最大水平位移（或层间位移）与该楼层两端平均水平位移（或层间位移）的比值。位移比是控制结构平面不规则性的重要指标。规则结构的位移比不宜大于1.2，不规则结构的位移比A级高层建筑不应大于1.5，B级高层建筑不应大于1.4。SATWE 软件可以分别输出考虑单向地震、双向地震、偶然偏心影响的位移比，供设计人员选用。位移比的计算及调整应结合工程实际进行，例如，当楼层最大层间位移角的绝对值很小时，考虑偏心影响的位移比限值可以适当放松。

2.周期比，是结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比。周期比是控制结构扭转效应的重要指标。控制周期比的目的是控制结构扭转变形要小于结构平动变形，控制地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振动效应，避免结构扭转破坏。结构的周期比A级高层建筑不应大于0.9，B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85。SATWE 软件不能自动计算输出周期比，需要设计人员根据计算结果及各振型特征自行判断计算。周期比不满足要求，主要通过改进结构设计方案，加强周边主体结构，弱化内部主体结构，提高结构抗扭刚度来解决。

3.侧向刚度比，是相邻楼层间侧向刚度的比值，它是控制结构竖向不规则的重要指标。结构某楼层的侧向刚度不应小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。刚度比不满足要求，说明该竖向不规则结构出现薄弱层，该层地震剪力应乘以1.15的增大系数。SATWE 软件可以自动计算各楼层的刚度比，并对刚度比不满足要求的薄弱层放大地震剪力。

三、关于不规则高层建筑结构设计中采取的措施

1.目前，在工程设计中应用的多数计算分析方法和计算方法，都假定楼板在平面内下变形，平面内刚度无限大，这对于大多数工程来说是可接受的。

（1）当楼板有大的开洞时，楼板在平面内消弱过大，楼板产生显著的变形，这时刚性楼板的假定不再适用，要采用考虑楼板变形影响的计算方法和相应的计算程序。考虑楼板的实际刚度可以采用将楼板等效为受弯水平梁的简化方法，也可将楼板划分为单元后采用有限元法进行计算。中国建筑科学研究院PKPM工程部研制的SATWE软件(2000年12月版)可以考虑柔性楼板的假定。当楼板平面过于狭长、有较大的凹人和开洞而使楼板有过大消弱时，应在设计中考虑楼板变形产生的不利影响。楼板凹和开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半，楼板开洞总面积不宜超过楼面面积30%，在扣除凹和开洞后，楼板在任一方向的最小静宽度不宜小于5m ,且开洞后每一边的楼板静宽度不应小于2m。

（2）角部重选和细腰的平面图形，在中央部位形成狭窄部分．在地震中容易产生震害，尤其在口角部位．因为应力集中易使楼板开裂、破坏这些部位应采用加大楼板厚度，增加楼板配筋，设置集中配筋的边梁，配筋45度斜向钢筋等加强措施。

2.高层住宅建筑常采用井字形平面，以利于通风采光，而将楼梯间、电梯间集中布置于中央部位。当中央部位楼电梯间使楼板过分消弱时．此时应将楼电梯间周边的剩采楼板加厚，并加强配筋。外伸部分形成的口槽宜设置连接梁或连接板，连接粱宜宽扁放置并增多配筋，连接梁和连接板最好每层设置。

（1）抗震设计时，当建筑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。这一点在结构的方案设计时有非常重要的指导意义。抗震缝两恻结构体系不同时，抗程缝宽度按不利的体系考虑，并按较低一侧的高度计算确定缝宽。抗震缝应沿房屋全高设置，基础及地下室可不设置抗震缝，但抗震缝处应加强构造和连接，当相邻结构的基础存在较大沉降时，宜加大抗震张家缝的宽度。8、9度框架房屋抗震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于抗震缝的抗震墙，每一侧抗震墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢的长度可不大于一个柱距，框架和抗震墙的内力应按考虑和不考虑抗震墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。

（2）抗震墙在抗震墙端的边柱箍筋应沿房屋全高加密。历次震害表明，结构刚度沿竖向突变、外形外挑内收等，都告产生变形在某些楼层的过分集中，出现严重震害甚至倒塌，所以设计中应力要求自下而上刚度逐渐、均匀减少、提型均匀不突变。1995年日本阪神地震中，大阪和神户市不少建筑物产生中部楼层严重破坏的现象，其中一个原因就是结构刚度在中部楼层产生突变有些是柱截面尺寸和混凝土强度在中部楼层突然减小。有些是由于使用要求而剪力墙在中部突然取消，这些都引发楼层刚度的突变而产生严重震害。由此可见，结构的不规则拥有非常广泛的内容，像斜向抗侧力结构、不对称结构等均属于不规则结构。而抗震设计规范中所规定的只是主要的几种类型，这里需特别指出的是质量不规则类型，希望能够引起广大设计人员的注意。

建筑设计规范明确要求，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，建筑结构不规则性的判断，在建筑结构设计中占有非常重要的地位。因为对建筑结构不规则性的判断，能直接影响到结构的建模、结构布置、薄弱楼层的判断、位移比的控制，以及最后的施工图设计，从而影响到整个的结构布置是否台理、安生、经济等。

参考文献：

[1]王丽丽．试论不规则高层建筑结构设计的问题及对策[J]．科技创新导报．2009

[2]王唯赜，杨淑梅. 不规则高层建筑结构设计中应采取的措施研究[J]. 科技资讯.2006

第10篇

【关键词】平面不规则；高层建筑；结构设计

1、平面不规则高层建筑的发展现状

随着我国经济与科技的飞速发展，我国建筑行业也在不断的发展。城市在不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变，现如今大城市中出现了大量复杂体型和不规则的结构，这种趋势在某种程度上代表了我国经济的快速发展，也是未来建筑的发展方向。

2、某工程平面不规则构件设计及其设计措施

工程概况

某建筑工程，总建筑面积135780.2m2，地下2层，地上21层，建筑总高度66.24m，地下2层为车库，地下层1～地上层3为商业，层高3.6m～3.9m，层4～21为住宅，层高3.5m。地下2层至地上2层近似为矩形平面，4层以上楼层平面局部收进成“凸”形平面。

工程中存在平面上不规则、扭转的不规则、竖向构件的不规则、楼板由于开洞不连续等抗震不利因素，为不规则高层建筑，须进行抗震设防专项审查。设计过程中采用合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度，缓解竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度，对薄弱部分进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造措施，提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。

2.1 结构和构件设计

2.1.1 结构形式

本工程采用框架-剪力墙结构，较好地满足下部商场和上部住宅建筑功能的同时，保证了结构竖向抗侧力构件的连续，具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。

2.1.2 结构平、立面布置

核心筒剪力墙布置时为保证筒体角部墙肢的完整性，纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙，这样提高核心筒的抗震性能。通过优化调整建筑物剪力墙墙肢长度和厚度，实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合，减小结构的扭转效应。

2.1.3上部结构主要构件设计

（1）剪力墙的设计

核心筒周边和结构剪力墙厚度从下往上分别为400，300，250，对应的剪力墙端柱及框架柱的截面尺寸分别为1000，800，600mm，混凝土强度等级分别为C50，C40，C35。

（2）暗梁的设计

核心筒区域剪力墙设暗梁，宽度为墙宽，高度为墙宽的两倍，该暗梁按抗震构造配筋。

（3）楼板设计

竖向构件由于分布的部位及上下1层的楼板厚度分别为150，均采用双层双向配筋，配筋率取计算值并适当加强，最小为0.25%，本工程配筋Φ10@160（三级钢）。

振型数与周期比简单计算：结构计算振型数取18个，X向的有效质量系数97.52%，Y向的有效质量系数98.94%，满足高规第5.1.13规定。结构第1振型为X向平动，第2振型为Y向平动，第3振型为扭转，T3/T1=0.8761，满足高规第3.4.5规定。

2.2 结构的不规则情况和设计措施

2.2.1 楼板不连续

为提高楼板削弱区域抗震性能，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由计算需要增加了30mm，并且该区域楼板钢筋采用双层双向设置，配筋率控制不小于0.30%。

2.2.2 凸凹不规则

本工程层4～21平面凸出长度为11.3m，大于平面突出方向结构总长度（22m）的51.4%，按照高规判别为凸凹不规则。结构设计时对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋进行加强。

2.2.3 竖向不规则

（1）竖向不规则的判别

因建筑使用功能变化，本工程层4以上结构平面部分收进，本工程为结构竖向不规则。

（2）竖向体型收进建筑的抗震加强措施

结构薄弱层在多遇地震作用下的剪力设计值乘以1.25的增大系数。在结构设计时上部收进楼层和相邻下部楼层对应位置剪力墙和框架柱的截面尺寸不变，混凝土强度等级不变，以减小两个楼层的抗侧移刚度和承载力的差异。在结构设计时竖向体型收进楼层及地上层4设置约束边缘构件，提高墙肢的抗震性能。对竖向体型突变部位及其上、下一层楼板的厚度和配筋采取加强措施。

3、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施

从以上的工程实例中我们也得出来以下的一些能有效控制建筑不规则的设计心得和大家探讨：

3.1 减小建筑结构的相对偏心距。

相关研究表明建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的，如果想要控制建筑结构的扭转效应，以及进一步缩小楼层的位移比，则可以通过调整结构的平面布置，进而使得结构的质心和刚心比较接近。实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有：调整结构平面的不规则性布置应该是在初步计算分析后进行，通过初步计算结果寻找建筑结构的质心、刚心，在适当的调整和质心较远的抗侧力构件。

3.2 调整结构抗侧构件刚度和抗扭刚度的比值。

由相关研究得出：建筑结构的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，所以在设计建筑物时，可以考虑适当减小结构的周期。在设计剪力墙时，则需要在合理的范围内尽量的增长或者增厚四周的剪力墙，特别需要重视的是那些离刚心较远处的剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构四周边上设拉梁，这样可以缩小建筑结构的扭转周期，当然也可以采用增加周边连梁的刚度的方法。

3.3 提高结构四周抗扭构件抗剪力。

要保证建筑结构在强烈震动下依然安全，仅仅靠调整结构布置还是不够的。在一系列实验中得到了如下的结论：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到的双向水平地震作用便会随形态变化的而产生偏心。如果想加强建筑结构的抗震性能，则应该强化那些受抗扭效应制约的构件的抗剪性能，这样使得建筑结构可在强震作用下依然保持整体弹性状态。

结束语：

目前全球的地震灾害不停在发生，但是配合建筑功能确产生了很多不规则建筑，这对目前我们的高层建筑结构设计人员提出了更高的要求。建筑结构之所以分为规则结构和不规则结构，主要是因为在不同的结构下，地震的作用受力特点和震害特点不同。引起不规则的因素比较复杂，对不规则的准确界定及具体指标仍然存在不足，不能完全依赖结构的规则性规范下的定量指标。设计人员要结合高层建筑设计采取针对性的措施，加强不规则的应用，提高高层建筑结构设计的安全有效性，为整个高层建筑工程质量奠定坚实的基础。

参考文献

第11篇

修订后的3.4.1条w为：“建筑设计应依据抗震概念设计的要求选择建筑方案，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施：特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，并采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的建筑方案”。该条为强制性条文，必须严格执行，但目前不少工程设计对不规则建筑方案的定性和定量，以及如何采取加强措施偏差较大。为较好地执行该条文。对如下几个问题与同行们共同探讨。

一、不规则建筑方案判定

什么叫“不规则的建筑方案”?根据《抗规》3.4.2条，可以概括为以下三类：

1)建筑的平面布置不规则，如平面复杂、不对称、细腰形或角部重叠形、凹凸尺寸过大等。

2)建筑的竖向布置不规则，如尺寸突变、缩进或外挑过大、多塔、连体等。

3)结构抗侧力构件不规则，如结构平面布置不规则、楼板不连续、不对称，平面整体刚度差，竖向构件的截面尺寸和材料强度突变等。

《抗规》第3.4.1条，对建筑方案的不规则程度分为了三个层次：即一般不规则、特别不规则和严重不规则。

怎样判别不规则建筑的不规则程度呢?

2006年，国家建设部以[2006]220号文件颁布了关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知，在《技术要点》的附录一“超限高层建筑工程主要范围的参照简表”中对建筑不规则性进行了明确的归纳和分类，如表1和表2。

在《建筑工程抗震设防分类和抗震设计2008年修订统一培训教材》中引用了表1、表2的不规则项，对不规则程度进行了划分：

1)一般不规则的建筑：建筑结构(包括某个楼层)布置上出现表1中一项不规则，即为一般不规则建筑。

2)特别不规则的建筑：主要有三类，其一、同时具有表1所列九个方面的基本不规则项的三个或三个以上：其二、具有表2所列的一个不规则项：其三、具有表1所列两个基本不规则项且其中有一项接近表2的不规则指标。

3)严重不规则：指体型复杂，多项实质性的突变指标或界限超过抗震规范3.4.3条规定的上限值或某一项大大超过规定，具有严重的抗震薄弱环节，可能导致地震破坏的严重后果者，意味着该建筑方案在现有经济技术条件下，存在明显的地震安全隐患。

对于多层砌体房屋建筑的不规则性，应参照上述要求和《抗规》有关规定进行判断。

二、判断不规则建筑的几个计算参数

从表1、表2中可以看出，判断建筑的不规则性，除了外观体型要求的相关参数(如平面凹凸尺寸不大于相应边长30％，楼板有效宽度不小于50％，开洞面积不大于30％，竖向尺寸缩进不大于25％，外挑大于10％和4m)外，还有五个参数指标用来判断建筑的不规则性(即扭转位移比、扭转周期比、层刚度比、受剪承载力比、塔楼偏置比)。它们是描述抗侧力构件不规则性的定量指标。这些参数指标的基本概念和作用可简单归纳如下：

1.扭转位移比

扭转位移比是楼层平面不规则性的一个判断指标，目的是限制平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。它的表达形式：U=Umax/u，其中Umax为楼层竖向构件的最大水平位移，u为单向地震作用下，在楼层角点处竖向构件的水平位移或层间位移的最大值和平均值。

参照表1和表2，扭转位移比大于1，2为一般不规则，扭转位移比大于1.4为特别不规则。《混凝土高规》4.3.5条，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍：B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规范第10章所指复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。楼层扭转位移比计算，不同的计算假定和计算原则会得出不同的计算结果，因此设计人员必须把握下列基本假定和计算原则：a)采用刚性楼板假定，而不应采用弹性楼板假定：《抗规》第3.4.2条的条文说明中明确规定，楼层的扭转位移取结构的端部位移，目的是考虑结构受到整体扭转的效应，因此采用pkpm软件计算时应采用刚性楼板假定。弹性楼板的假定只用于结构或构件的内力设计计算。b)对一般结构可只考虑结构的偶然偏心；c)对复杂高层建筑及超限建筑工程，应考虑双向地震作用下的扭转影响和偶然偏心下的扭转影响，并取偶然偏心和双向地震作用的不利值判别结构规则性：关于双向地震作用，《抗规》和《混凝土高规》明确规定，质量和刚度明显不规则的结构，应计入双向水平地震作用的扭转影响。但对上述规定又未作出量化标准或指导性建议。中国建筑科学研究院朱炳寅在建筑结构杂志文章中认为，在计算中存在两个问题：“一是对双向地震作用的把握问题，双向地震的作用是仅考虑内力还是考虑全部效应。我国规范未明确说明双向地震作用是否只用于承载能力计算，因此可以理解为适用于全部效应计算中，双向地震作用于内力计算和扭转位移计算。二是对质量和刚度明显不规则的把握，该问题比较复杂。对复杂高层及超限结构，当不考虑偶然偏心时楼层扭转位移比u≥1.2时，可判定为结构的质量和刚度分布已处于明显不对称状态，此时应计入双向地震作用的影响，在对结构的规则性进行判定时，可取偶然偏心和双向地震的不利值。而对于一般结构的规则性进行判定时，只考虑偶然偏心而无需考虑双向地震作用”。

2.扭转周期比(Tt/Tl)

扭转周期比，是指结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比，简称周期比，是衡量结构扭转刚度的一个指标。

周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，周期比控制不是在要求竖向抗侧力构件足够结实，而是在要求抗侧力构件布局的合理性，其目的是限制结构的扭转刚度不能太弱。若结构的扭转周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，一般只能通过调整平面布置来改善。《混凝土高规》4.3.5条规定：结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比，对于A级高度高层建筑不应大于0.9，对于B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85，在超限高层审查中将这一规定划为特别不规则平面。

3.层刚度比

层刚度比是控制高层结构的竖向规则性的重要指标，主要为了控制高层结构的竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，因此层刚度比是判定结构薄弱层的指标之一。《抗规》3.4.2条楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70％或小于上相邻三层平均值的80％，为侧向刚度不规则，表2中楼层侧向刚度小于相邻上层的50％，为特别不规则。一般情况

采用地震剪力与地震层间位移的比值(Ki=Qi/ui)，来衡量结构的薄弱层。在《抗规》与《混凝土高规》中，计算层刚度的方法有三种，即剪切刚度、剪弯刚度、地震剪力与地震层间位移的比值。a)“剪切刚度”(Ki=GiAi，hi)带转换层高层底部大空间为一层及砖混结构：b)“剪弯刚度”(Ki：Vi/i)，适用于带转换层高层底部大空间为多层。c)“地震剪力与地震层间位移的比值”

(Ki=Qi/ui)，适用于一般情况。一般情况下，在采用pkpm软件进行结构分析计算时，考虑地震作用，多采用地震剪力与地震层间位移的比值：若不计算地雕作用，对于多层结构可以选择剪切层刚度算法，高层结构和有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法。

我国现有规范中对刚度比除了以上要求外，对于结构特殊部位还应满足下列要求：

a)《抗规》附录E2.1规定，简体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2：b)《混凝土高规》第5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍；c)《混凝土高规》第10.2.3条第2款对带转换层高层建筑结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比有明确的规定，必须按照《混凝土高规》中的附录E进行验算，并应满足其上下刚度比的要求。

底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，附录E.01规定采用剪切刚度比，即转换层上、下层结构等效刚度比Y，非抗震设计时Y不应大于

3.抗震设计时不应大干2。

底部大空间层数大于一层时，附录E.02规定采用剪弯刚度比，即等效侧向刚度比ye，一般情况宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。

4.受剪承载力比

受剪承载力比与层刚度比一样，都是对结构薄弱层判断的依据，只要受剪承载力比或层刚度比两者之一不满足，即可判定该楼层为薄弱层。它用来控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变。

《抗规》3.4.3-2-2条的规定：楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65％。

《高规》4.4.3条：A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80％，不应小于其上一层受剪承载力的65％：B级高度高层建筑的楼层层闻抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75％。

当一般不规则或超出限值不大时，在设计计算中应引起关注。一般在SATWE“调整信息”的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号，将该楼层强制定义为薄弱层，软件计算时会按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。

5.塔楼偏置比

在《混凝土高规》的复杂高层建筑结构设计篇，第10.1.6条：

“多塔楼建筑结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近；塔楼对底盘宜对称布置。塔楼结构与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20％”。而在超限高层审查限值中，增加了单塔楼，将“单塔或多塔(含双塔)与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20％”均判定为特别不规则建筑。

在设计中值得关注是：当采用结构计算软件时，应正确填写裙房层数，程序可以较准确地计算塔楼结构质心与底盘(裙房)结构质心的距离，然后利用计算结果判断该质心距离是否大于底盘相应边长的20％。当单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20％，首先应该采取相应措施进行调整，例如：调整建筑设计方案、调整结构单元的分布或调整抗侧力构件的布置等，若无法对建筑方案进行调整时，应进行超限高层建筑抗震设防专项审查。

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。

1.)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1.25～1.5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。

2.)抗震构造加强措施

a)艹字形、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凹槽处设置连接梁或连接板。(《高规》4.3.7)

b)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。

c)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，7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

1) 建筑抗震设防依据；

2) 场地勘察成果：

3) 场地和基础的设计方案：

4) 建筑结构的抗震概念设计和性能目标：

5) 总体计算和关键部位计算的工程判断：

6) 薄弱部位的抗震措施：

7) 可能存在的其它问题，包括政府投资项目的经济合理性。

第12篇

一、荷载的传力直接

荷载的传力直接是结构设计的基本要素之一。它的含义是使建筑物所受到的荷载能够通过最简捷明快的方式和途径从荷载的作用点传递到最终持力点。

（一）垂直荷载的传力直接；

垂直荷载是建筑物的自身和其楼、屋面的使用活荷载，北方地区包括屋面的雪荷载。它是建筑结构所承受的最基本荷载，长期作用在建筑物上。垂直荷思的传力通常是指由楼屋盖梁板垂直荷载的受力点通过楼屋面板、梁将垂直荷载传递到竖向构件墙、柱、而后由墙柱逐层传递到基础。这里要注意的是：

1楼面盖梁系的布置，应尽量使垂直荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去。必须清醒的是，在正常工作条件下，垂直荷载并不以人为的计算假定来传递转移，而是根据实际结构布置中，构件的竖向刚度来传递和转移，既刚度大的构件将比刚度小的构件接受更多的荷载，这是在结构设计中尤需注意的，以免失误。

2竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移，这点同样可以应用于基础设计中。要注意使基础反力水平接近、刚度均匀。

3转化结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直荷载通过转换层一次至多二次转换即能传递到下部结构的竖向构件上去。这就要求在进行带转换层建筑结构设计时，建筑师、结构工程师要密切配合，上部、下部建筑结构要贯穿一体整体考虑设计，不能顾此失彼、互补相干。一个好的建筑设计必然也是一个好的结构设计，它们之间的完美统一才是最终目标。那种将上下两部分建筑结构截然分开，依赖于“厚板”的转换设计概念即不经济也不合理，给结构也带来了隐患。

（二）水平荷载的传力直接；

风荷载是高层建筑结构经常承受的重要水平荷载。从整体上来说，高层建筑结构在风荷载作用下要满足结构顶点水平位移、层间水平位移的一定的限值要求，避免因整体结构过大的侧向变形对结构产生不利的附加效应和引起非结构构件填充墙、幕墙、电梯的破坏，从而影响建筑的正常使用。同时高层建筑结构通常还要满足风震加速度的一定限值要求，避免因振动过大，使建筑物中的人们生活、工作不舒适，影响建筑物的使用。风荷载常是首先作用在建筑物表面的墙体、门窗等建筑配件上，再传递到楼屋盖及周边竖向构件，而后通过整体结构逐层下传递到基础，因此，直接受风荷载的建筑垢配件首当其冲，它们要计及局部风压增大的效应，要具有足够的强度、刚度来承受直接的风荷载作用。

地震荷载是高层建筑结构必须要考虑所发生的另一个重要水平荷载。地震荷载是由于地面运动（地震）而引起地面以上建筑结构受迫振动产生的动力荷载。地震作用实际上是一种惯性力。由于地震波引起房屋基础下的土体的晃动，继而致使房屋的上部结构发生摇晃和颠簸，使结构自身受到了力的作用。这种力的作用，就称为地震作用。

鉴于地震波在土体中的传播特性，地震作用有水平方向和竖向方向两种，而对高层建筑结构影响大的，是水平方向的地震作用或称为水平地震作用。所以在设计中要考虑水平地震作用，只有在9度设防的高裂度区，才同时又考虑竖向地震作用。事实上，地震是个动力作用施于结构的过程，故在理论上，以时程分析法来反映地震作用对结构的影响，是比较合适的，但应用繁琐。水平方向的地震作用虽然以水平荷载的形式出现，但它与风荷载多有区别而不可替代。这是因为：

l）风荷载是直接施加于建筑屋表面上的压力，而地震作用却是由于质量受震动而引发的惯性力。因此，风荷载只和建筑物的体型、高度、环境（地面粗糙度、地貌、周围的群楼），受风面积大小等有关；而地震作用与建筑物的质量、结构自身的性能、地震烈度、场地土特性有关；减轻重量与减少刚度，均2）风荷载的作用时间长，有时甚至可达数小时，发生的机遇、频率也多，因而要求结构在风荷载作用下，不能出现较大的变形、结构自身和装修、非承重构件等不容许出现裂缝，结构应处于弹性工作状态；相反，发生地震的机遇少，万一发生地震，它的持续时间也很短，一般为几秒或几十秒，但作用剧烈。

地震荷载和风荷载一般都主要表征为水平荷载。高层建筑结构抵抗水平荷载主要依靠其空间整体抗侧力结构。水平荷载的传力直接的含义是：

1）整体抗侧力结构必须体系明确、传力直接，抗侧力结构一般由框架、剪力墙、筒体、支撑等组成，它们宜尽量贯通连续，若它们沿竖向要有变化，则变化要缓慢均匀。

2）作为一个实际的高层建筑结构，其抗侧力结构通常是一个三维空间结构，为要使此空间结构中各部分抗侧力结构都能有效参加抗侧力工作发挥作用，最基本的要求是楼屋盖要具有一定的刚度和强度，以能可靠有效传递水平力，协调空间结构中各部分抗侧力结构工作。

二、结构的合理刚度。

1楼屋盖结构的刚度合理，主要是指楼屋盖梁板断面尺寸选择合理、布置适当。楼屋盖结构刚度过小，梁板变形过大，影响美观，也容易造成地面装修、填充墙、门窗损坏，且容易在人行、设备运行时引起振动，影响设备正常运行和人们正常工作生活；楼屋盖结构的刚度过大，梁板断面大，结构自重增加，结构占据的空间过大，也影响建筑使用，同时将增加建筑物的成本。

2主体抗侧力结构的刚度合理是高层建筑结构设计的重要指标之可以使地震作用降低。

首先主体抗侧力结构的刚度要满足规范规定的水平位移、整体刚度、强度延性的要求，保证高层建筑结构能正常工作，这是高层建筑结构主体抗侧力结构的刚度的下限值，必须满足。但是，特别要指出的是，高层建筑结构抗侧力结构的刚度不宜过大，应该合理。

三、建筑空间的利用

结构尤其是高层建筑在一个建筑中必定占据一定的空间。结构如何和建筑巧妙的结合，为建筑创造尽量更多的有效的使用空间，也是高层建筑结构设计的重要指标之一。扁梁框架、宽扁梁框架在高层建筑结构中的合理利用，有效地提高了建筑空间和使用空间，降低了建筑层高，改变了结构的延性，具有明显的综合技术经济效益，是高层建筑空间利用的一个好典型。近年来在筒体和整体结构高宽比很大的高层、超高层建筑结构中，利用避难层、设备层设置刚性加强层，在筒体和面广量大的楼面框架梁尺寸并没有过多增大的情况下，有效提

高了结构抗侧刚度，满足了建筑、结构的使用要求，保证了建筑平面使用系数和建筑使用空间，是建筑空间利用的又一个好典型。

1唐兴荣《高层建筑转换层结构设计与施工》。北京：中国建筑工业出版社，2002

2赵兵陈首《如何进行地下室刚度的正确计算.》上海：PKPM新天地，2004.2

第13篇

关键词：高层建筑；平面规则性超限；抗震设计

1 引言

在高层建筑设计的过程中，抗震设计一直是一个非常重要的环节，其设计的水平直接影响到了建筑工程自身的安全性，当前随着相关技术的发展，平面规则性超限技术在不断的发展和应用，这种技术的应用使得高层建筑抗震的质量和水平得到了非常显著的提升，所以对其进行全面的研究也有着十分积极的现实意义。

2 基于性能的结构抗震设计基本原理

基于性能的抗震设计在当前的建筑抗震设计当中发挥着十分重要的作用，同时其在很多国家都得到了非常广泛的应用，它是一种相对比较先进的设计思想，这种设计方法是上个世纪末由美国的专家学者提出的，但是这个概念本身并不是一个创新，在20世纪70年代的时候，波兰的学者就提出了和这种概念十分类似的观点，在很多地区和国家发生了地震之后，当地建筑物的损伤现象并不是十分的严重，这样也在很大程度上保证了人们的生命和财产安全，但是在经济方面却造成了非常严重的损失，所以为了可以更好的对这种现象予以控制，在实际的工作中，很多学者也逐渐的意识到建筑结构抗震性能设计的重要性和必要性，在研究的过程中所树立的目标就是借助抗震设计使得整个建筑结构的安全性和稳定性都得到较好的保证，对建筑物自身的破坏程度也要进行有效的控制，将生命和财产损失控制在一个相对较为合理的水平，只有通过结构自身的抗震设计，才能更好的保证以上目标的顺利实现。

目前，很多国内外的专家和学者对于基于性能的抗震设计工作的关注程度越来越高，在实际的工作中也对其进行了非常积极的研究，取得了非常好的成果，对于这种设计方法的研究不断的加深，但是在对其定义进行描述的过程中，很多学者都有自己的看法，因此还没有形成统一的定义，虽然他们之间存在着一定的差异，但是这些描述当中的基本思想是相同的，在设计的过程中必须要考虑到建筑结构在使用期限之内，如果遇到了不同程度的地震作用的时候，其要按照事先设定好的抗震标准、结构发生的变化和损坏程度对其进行设计，这样就使其在安全性、可靠性和经济性上能够达到一种相对较为平衡的状态。在开展性能设计的过程中，业主可以根据其实际的经济状况提出一个比较科学合理的性能指标，同时设计人员也可以按照工程的实际情况对其进行设定处理，这样也就给设计人员对各个因素全面深入的分析提供了非常好的条件，此外在这一过程中也要针对不同形式的建筑采取不同的措施，制定一个更加贴合实际的目标。综上所述，基于性能的抗震方法在我国的高层建筑抗震设计工作中还是存在着非常强的科学性和合理性的。

3 钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计方法

3.1 基于性能抗震设计的基本步骤

基于性能的抗震设计在实际实行的过程中，必须要按照工程实际的情况对其进行处理，比如设防烈度、建筑的高度和建筑立面的形式等等。此外在这一过程中还要充分的考虑到业主对建筑抗震性能的实际需要，以及自身的经济水平，之后才能设定一个相对比较科学合理的目标，并按照其设计的基本步骤逐步操作。基于性能抗震设计的基本步骤流程图如图1所示。

3.2 超限高层结构抗震性能目标的设定和选用

建筑物的抗震性能目标通常就是指在设定了地震作用等级的条件下，结构自身的预期性能水平。不同标准下抗震性能目标和性能水准示意图如图2所示。

实际工程中的超限高层建筑可根据具体建筑的场地条件、设防烈度、建筑高度及建筑不规则及建筑超限程度，综合业主对建筑的建造成本、建筑重要性及震后损失、修复等方面的考虑，参考图2选择合适该超限工程的性能目标。

需要注意的是：建筑的超限程度对结构的延性变形能力会产生直接的影响，而结构的延性变形能力与其承载力要求成反比关系，即：结构及构件的承载力较高，对其延性变形能力要求则较低；结构及构件的承载力较低，对其延性变形能力的要求则较高。超限高层建筑结构抗震设计应根据建筑高度的超高情况及结构不规则程度，在考虑提高结构承载力和延性变形能力时，应注意两者的协调从而选择既合理又能保证结构安全抗震性能手段。

4 建立在我国设计规范上的基于性能设计方法

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》3.11条规定，结构抗震性能设计有两项主要工作：首先，对结构工程进行分析判别，确定其采用抗震性能设计方法的必要性。结构分析与判别主要包括对建筑方案的高度、结构类型、结构规则性、场地条件及抗震设防标准等方面进行分析，并以此作为抗震性能目标选用的主要依据。其次，综合考虑建筑物的设防烈度、场地条件、重要性、造价、震后损坏和修复难易程度等各项因素，作为选定合适的抗震性能目标的主要依据。对结构进行抗震性能设计时，对抗震性能目标的选用需十分谨慎，同时应作深入的分析论证。由于地震地面运动难以预测，对结构在强烈地震作用下的非线性分析计算的模型及参数选用等方面也存在经验因素，实际工程也缺少实际震害的验证，因此对结构抗震性能作出准确判断难度很大，对超高层建筑由于其自振周期较长及结构自身的复杂性和不规则性，对其抗震性能作出准确判断就更困难了。因此在性能目标选用时，考虑到地震作用的不确定性，性能目标选择时适宜偏于安全、保守。

结束语

基于性能的抗震设计是一个相对比较新颖的设计思想，当前，对这种方法的研究在不断的深入，而且很多研究已经有了非常好的成果，但是要想在工程中应用这些研究成果，还需要一定的时间，必须要保证这种技术处于非常成熟的状态之后，才能对其予以应用。

参考文献

[1]方虎生.某超限高层结构分析设计[J].广东建材，2007（5）.

第14篇

【关键词】不规则性；结构设计；高层建筑

前言

在工程中，由于会考虑各种不同的环境、条件等，导致建筑物不可能绝对的规则和对称。建筑物的不规则性一般表现在：平面凸凹的不规则、局部楼板的不连续、不规则以及建筑物自身在竖向刚度上的不连续性、不规则等。实际工程中必须比较准确地判断建筑结构的不规则位置，只有这样才不会影响到对建筑结构的建模、确定建筑结构的一系列布置方案、以及确定建筑物本身比较薄弱的地方，进而在一定程度上提高整个建筑结构的合理性、安全性以及经济性。不规则的建筑结构会引起结构在水平方向上的偏心侧力，而进一步产生一定的扭转变形，不利于结构的抗侧力，同时也会导致成本的较大增加。所以设计者需要尽可能的将建筑结构物设计为对称、规则的以便提高建筑物本身的一些结构性能。

1、高层建筑中不规则建筑的发展现状

随着我国科技技术水平的逐步提升，我国建筑行业也在不断的发展。随着城市的不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变，现如今大城市中出现了许许多多复杂体型和不规则的结构，这种趋势在某种程度上代表了我国建筑的发展方向。

虽然这些不对称、不规则的建筑结构给城市增添不少亮丽的风景，但是它们的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。

2、建筑业中不规则的结构类型

结构类型可以大体的分为两类：（1）平面不规则结构类型，其包含的有扭转不

规则、凸凹不规则、楼板局部不连续等；（2）竖向不规则结构类型，其包含的有侧

向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变、楼层间质量突变等。以下是常见判断两种不规则类型标准的具体介绍。

2. 1 平面不规则的类型

（1）扭转不规则：判断标准是每一楼层自身最大的弹性水平位移大于该楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍，或者是最大的层间位移大该楼层两端层间位移平均值的1.2倍。（2）凹凸不规则：判断标准是建筑结构平面凹进一侧的尺寸大于其投影方向上总尺寸的30%。（3）楼板局部的不连续：判断的标准是楼板的尺寸以及平面刚度发生急剧的变化。

2.2 竖向不规则的类型

（1）侧向刚度不规则：判断的标准是该楼层的侧向刚度值大小小于与其相邻上一楼层的70%，或者小于该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，排除顶层不算，楼层局部收进的水平向尺寸大于其相邻下一层的25%。（2）竖向抗侧力构件不连续：判断标准是竖直方向上的抗侧力构件的内力通过水平转换构件而向下传递。（3）楼层承载力突变：判断标准是层间的抗侧力结构的受剪程度小于其上一层的80%。（4）楼层间质量突变：判断标准是楼层质量大于相邻下一楼层质量的1.5倍。

3、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施

由相关技术人员的一系列研究表明：在地震中容易受到破坏的建筑结构往往是那些平面存在不规则性，并且建筑物的质量与刚度偏心以及抗扭转刚度太弱的结构。经过技术人员的进一步研究表明：扭转效应对建筑结构的破坏应该是特别严重的。所以在实际工程中需要对建筑结构的扭转效应加以限制，常用的限制方法可以归为如下：（1）尽可能地限制建筑结构的平面不规则布置，只有这样才可以在一定程度上避免产生过大的偏心，而导致建筑结构物产生比较大的扭转效应。（2）在一定范围内尽可能地提高建筑结构物的扭转刚度。结构的扭转效应可以由以扭转为主的第一自振周期Tc与平动为主的第一自振周期T1之比来大致的判定，当上述两种周期比较接近时，由于振动耦连的影响，建筑结构的扭转效应会明显增大。

减少建筑结构扭转效应具体的一些方法如下。

（1）减小建筑结构的相对偏心距。

相关研究表明建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的，如果想要改善建筑结构的扭转效应，以及进一步的缩小楼层的位移比，则可以通过调整建筑结构的平面布置，进而使得建筑结构的质心和刚心可以更加的接近。实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有：① 调整建筑结构平面的不规则性布置应该是在初步计算分析后才进行，通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心，同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布，最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。

（2）调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。

由相关研究表明：建筑结构的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，所以在设计建筑物时，可以考虑适当的减小建筑结构的周期。在做剪力墙时，则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙，特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。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。

（3）提高周边抗扭构件抗剪力。

要保证建筑结构在强烈震动下依然安全，只靠调整结构布置是不够的。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能，以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。

（4）较小地震带来的破坏，设置防震缝。

在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构，由于受到条件的限制导致不能把平面结构布置成规则的结构，此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。在工程中适当的设置防震缝是十分有必要的，如：①需要设置抗震缝两侧的结构体系迥异或地震反应效应显著不同时时，抗震缝的宽度便需要考虑不利一侧的结构；② 当相邻建筑结构的基础沉降量较大时，可以设置兼做沉降缝的的抗震缝。

4、结语

实际工程中，建筑结构不规则性的判断会在一定程度上直接影响建筑结构的建模、建筑结构的一系列布置、薄弱楼层等，从而间接地影响整体建筑结构的布置是否经济、合理、安全。结构设计师在设计不规则的建筑物时，需要尽量地减小或者避免建筑结构中比较容易出现薄弱的部位，同时做到强化那些薄弱部位。现如今对于不规则高层建筑结构的分析还有很多问题需要解决，但是随着计算机科学的不断发展，会出现更多更好的方法来确定不规则建筑结构的计算模型，进而更加真实地模拟出实际工况。

参考文献：

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

第15篇

【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础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。