建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑抗震设计中结构平面不规则内容的分析在建筑的抗震设计中，保证结构安全的最重要的一项内容就是建筑布置的合理性。

地震荷载作用下，建筑会先从抗震性能相对较差的位置开始受到破坏，并且这些位置的破坏会造成建筑结构整体抗震性能的降低，甚至造成建筑结构的整体倒塌。

建筑中存在平面不规则结构是造成建筑抗震性能薄弱的主要原因，这种不规则结构更容易在地震发生时遭受破坏。

为了提高建筑抗震设计水平，需要了解并掌握结构平面不规则的具体内容，防止出现建筑结构平面不规则的现象。

1建筑抗震设计中结构平面不规则1.1结构中平面的质量存在偏心现象在建筑结构中，如果楼层中存在截面尺寸不同的构件，就一定会出现平面质量偏心的现象。

即使是我们称之为质量对称的结构，也会因质量分布存在随机性的特点，并且建筑材料与施工质量存在一定的不确定性，同样会造成结构存在一定程度上的质量偏心。

我们将结构的自重设为一个随机变量，通过概率分析与计算，在只考虑质量分布不均匀造成的偶然偏心的情况下，可以认为将0.05倍垂直于地震作用方向边长作为偶然偏心距具有一定的保证率。

1.2结构中平面的刚度存在偏心现象在建筑结构的设计中，“名义刚度”出现在理想化模型中，是由构件弹性模量与截面尺寸通过计算而得出的刚度值。

而“实际刚度”则是在建筑施工结束后，结构在实际的约束条件与载荷分布下，载荷与位移的比值。

在建筑施工过程中建筑材料存在不稳定性，构件的尺寸也存在偏差，构件的受荷历程也有较大的差异，并且构件实际约束与理想化模型不同，受到这些因素的影响，建筑结构的实际刚度就会存在较高的不确定性。

即使是我们称之为对称的结构，其刚度也会在一定程度上存在刚度偏心的现象，造成结构的抗侧刚度的分布发生变化，而结构的扭侧刚度比与抗扭刚度等也会发生变化。

1.3结构中平面的强度存在偏心现象在建筑结构中，质量与刚度分布不对称属于直观的偏心现象，而结构中因抗侧力构件强度的差异造成的强度偏心通常不会被轻易发现，容易被忽略。

高层建筑结构的不规则性研究及优化摘要：在实际工程中理想的绝对规则、对称的建筑物几乎上是不存在的。

平面凸凹不规则、楼板局部不连续、不规则、竖向刚度不连续性、不规则属于平面不规则的建筑结构。

建筑结构的不规则，对结构设计提出了严峻的挑战。

本文简要阐述判断高层建筑结构不规则性的重要性及意义，分析了与高层建筑结构不规则性的相关问题，提出了高层建筑结构的不规则性设计中应采取的措施。

关键词：高层建筑平面不规则性优化措施1.引言在实际的工程中理想的绝对规则的、对称的建筑物几乎是不存在的。

平面凸凹不规则性、楼板局部不连续或不规则、竖向刚度不连续及不规则性等都属于平面不规则的建筑结构。

建筑结构的不规则，对结构的设计提出了严峻的挑战。

对于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，可以直接影响结构的建模、布置、薄弱楼层的判断是否准确、位移比例的控制，以及最后施工图设计。

从而影响到整个结构布置的是否合理、安全、经济等方面问题。

结构的对称性内含于建筑结构之中，它主要指建筑中抗侧力的主体结构要对称。

对称的建筑如平面对称的框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、筒体框架结构等，是一般比较容易实现的结构对称性。

不对称的建筑如平面形状复杂的L 型、T 型、ㄅ型等建筑，以及楼梯间、电梯间偏于平面的一侧或一角的建筑等，但内含结构的基本对称仍是可以实现的。

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，同时要招致结构耗材、成本的较大增加。

所以建筑物的主体对称性十分重要，要注意在尽可能条件下尽量予以满足，这点在建筑平面布置中尤需特别加以注意。

2.高层建筑结构不规则性有关的问题2.1 高层建筑结构的对称性及均匀性的体现（1）高层建筑主体抗侧力结构沿两个主轴方向的刚度是比较接近的、变形特性也比较相似。

建筑结构设计的不规则性问题研究建筑结构的规则性将会对整个工程项目产生直接影响。

在建筑结构的设计过程中，比较常见的问题就是结构的不规则性，不规则性问题将会对工程质量产生严重的影响。

因此，本文主要对在建筑结构设计过程中出现的不规则性因素进行探讨，希望能够给相关设计人员提供一些思考和借鉴。

标签：建筑结构设计;不规则性;偏心距近年来，传统的建筑形式将不再能够满足人们的审美需求，不规则的建筑形状大量出现在人们的视野之中。

建筑形状的另类化，将会在很大程度上使城市更具有风采，但是不规则建筑在结构设计上也是有难度的，要有效地确保建筑多样化的发展，需要相关人员进行切实地探索。

1 不规则性定义1.1 平面不规则性平面不规则性主要指建筑平面的凹凸尺寸较大、弹性层间位移比值较大和楼板局部不连续。

其中，弹性层间位移比指的是楼层两端抗侧力构件弹性水平位移的最大值与平均值的比值，楼板局部不连续指的是有效楼板宽度较小或楼层大面积开洞等[1]。

1.2 竖向不规则性竖向不规则性是指建筑的竖向上结构所具有的不规则性，包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续以及楼层承载力突变。

侧向刚度不规则性主要指该层的侧向刚度产生突变或局部收进尺寸较大。

竖向抗侧力构件不连续指柱、墙的内力通过水平转换构件向下传递。

楼层承载力突变是指通过计算分析整个建筑的受力情况抗侧力结构的层间受剪承载力与上下楼层比较明显减小。

2 不规则性问题分析2.1 偏心距的问题偏心距是指建筑平面质心与形心之间的距离。

在建筑结构设计中，偏心距大小与建筑平面形状的规则程度有着直接联系。

建筑平面形状的不规则会在很大程度上导致建筑平面质心与形心远离，进而导致结构扭转的出现。

因此，设计师在解决结构平面不规则性问题时，可以通过对扭转的控制来进行。

要想使结构扭转得到良好的控制，本质上要解决建筑结构偏心距过大的问题。

这就需要设计师要对于偏心距问题的高度重视。

在方案设计阶段，要充分比较分析整个建筑结构的平面布局，通过计算使得偏心距尽可能的减小，进而将位移比等控制在规范允许的范围以内，从而很大程度上降低整个建筑结构自身发生扭转的不利作用。

建筑结构设计不规则性的若干研究及分析建筑项目施工时，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。

建筑结构设计不规则性问题分析导言建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响，从而导致建筑结构不规则，这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响，因此在今后的建筑结构设计过程中，必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究，从而为建筑企业创造更高的经济效益，推动我国建筑行业稳固发展。

建筑结构设计不规则性分类在进行建筑结构设计时，所表现出的不规则性主要分为两种，即平面结构不规则与竖向结构不规则，首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现，具体而言主要体现在以下三个方面：（1）不规则扭转，在对不规则扭转进行判断时，设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。

（2）不规则凹凸，在进行建筑结构设计时，设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断，并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30％，这样可以防止建筑出现变形。

（3）局部楼板不连续性，关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。

其次是竖向结构不规则，体现在以下四个方面：（1）不规则倾向刚度，在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70％，并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80％以内。

（2）竖向抗侧力构建不连续性，建筑物的竖向结构，抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。

（3）楼层承载能力不均匀，这要求设计人员楼层受力程度应该低于80％。

（4）楼层质量不均匀性，也就是和下一层相比，应该高出上一层的1.5倍。

解决建筑结构设计不规则性问题措施1.减少偏心距有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系，并且两种之间呈线性函数关系，因此在进行建筑结构设计时，为了防止出现扭转现象，提升建筑物结构设计规则性，在进行建筑结构设计时，就必须要不断的减少偏心距，这样才能通过线性函数调节，从而使整体的建筑结构更加的平均分布，而减少偏心距的方法有很多种，如通过详细的数据计算，从而对主体结构以及平面空间分布进行调整，并且在设计图纸之中，将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注，除此之外，在进行偏心距调节时，还可以采用数据分析的方式，从而对建筑结构刚度进行重新分布，这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。

对建筑结构设计不规则性问题的分析摘要：到建筑环境、施工条件和经费等多种因素的影响，设计师在设计建筑结构时，不得不改变建筑结构的设计，进而使建筑结构出现了不规则的现象。

为了保证建筑施工的安全性，设计者需要记录结构的不规则位置，并修改建筑设计方案，以保证设计的合理性。

所以，对于建筑的设计者来说，只有了解建筑结构设计不规则性的种类，进而注意设计相关问题，才能更好地完成高层建筑结构设计工作。

关键词：建筑结构；结构设计；不规则性一、现阶段建筑结构设计不规则性的特点1、平面不规则（1）扭转不规则：扭转不规则建筑结构指的是建筑每一层自身的最大弹性水平位移均大于楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍。

判断标准为单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.2倍，甚至超过1.5倍。

（2）凹凸不规则：凹凸不规则建筑结构主要表现为平面太狭长（L/B＞6）、凹进太多（I/Bmax＞0.35）、凸出太细（I/b＞2.0）等。

凹凸不规则建筑结构判断标准为：阳光下，建筑结构平面凹进一侧的尺寸均大于其投影方向总尺寸的30%。

（3）楼板局部的不连续：楼板局部的不连续建筑结构指的是每一块楼板的尺寸及平面刚度变化较大。

一般表现为：有效宽度Be大于典型宽度的50%，开洞面积At大于楼面面积A的30%。

有些楼板局部特别不规则的，有效净宽度Be甚至会大于5米，或者一侧楼板最小有效宽度小于2米。

平面不规则会导致建筑平面质量偏心、平面刚度偏心、平面强度偏心，从而给整个建筑的施工及稳固性带来一定的问题。

2、竖向不规则（1）侧向刚度不规则：侧向刚度不规则建筑结构指的是除了建筑顶层，整个建筑楼层的侧向刚度值大小和相邻上一楼层的侧向刚度值大小相比较，小于70%；和该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值相比较，小于其80%；楼层局部收进的水平向尺寸和相邻下一层相比较大于其25%。

（2）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件不连续建筑结构指的是竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4m，或者上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类等。

2021年第10期（总第406期）现代城市发展的过程中，涌现出了一系列造型别致的不规则性建筑结构，但是在建筑强调美观的同时更重要的还是其安全性以及实用性，这种不规则的建筑结构在发展的过程中也因此遇到了一些问题，需要相关设计人员细心的分析各种因素并且找出相关结构的薄弱点，对整体结构的刚度进行合理的布置，以满足建筑的实际需求。

1现代高层建筑中不规则结构设计的相关特点1.1竖向的不规则性在建筑设计中常见的不规则结构是竖向不规则类型，关于竖向不规则的建筑结构具体包括以下之中类型：第一种情况是竖直方向向上的抗侧力以及竖向侧压力的不规则性产生的内力，通过水平方向的转换构建向下传递；第二种，楼层之间的相关质量突变，相邻两个楼层之间的质量大于下一个楼层质量的1.5倍，作为相应的判断标准[1]；第三种，侧向刚度不规则的情况以该楼层的侧向刚度值小于该楼层以上相邻三个楼层的侧向刚度平均值的80%，除掉顶层的相关楼层布局所收进的水平向尺度应该大于相邻下一楼层的25%，或者小于与其相邻的上一楼层侧向刚度的70%作为相应的判断依据。

1.2平面的不规则性在现代的高层不规则建筑结构的设计中除了具有竖向不规则性之外，还有常见的平面不规则性的建筑结构。

其中，凹凸不规则这一类型是根据建筑结构面凹进去的一侧尺寸，大于实际投影方向上总尺寸的百分之三十作为实际的判断标准。

楼板局部的不规则也是平面不规则的一种类型，主要是根据楼板的尺寸大小以及平面刚度所发生的急剧变化作为相应的评判标准。

而扭转不规则这一类型，主要是表现在每一层楼所产生的最大弹性水平移位是整栋楼层的两端层间移位平均值的1.2倍。

2不规则结构设计中存在的问题不规则建筑结构会产生较大的扭转力，这本身就对建筑的整体结构存在着一定程度上的影响[2]。

例如，对于房屋的高宽比方面，因为一些建筑的功能需求，下部分的通常会设计成大空间的结构，而上部分的隔墙等结构较多，使得上下两部分的刚度有着较大的差距，为了保证建筑的质量安全，需要相关设计人员结合实际情况，对其进行调整，设计出合适的房屋宽度以及高度比。

试论高层建筑结构设计中的不规则性研究摘要:本文主要对高层建筑结构设计的不规则性研究及其应用进行了相关阐述，结合自身工作经验，重点分析了不规则高层建筑结构设计应当采取的措施，希望可以通过本文可以给广大同行提供借鉴参考。

关键词:不规则性；抗扭刚度比；偏心距随着社会经济的飞速发展，人们对生活质量的要求也越来越高，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的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。

一、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。

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。

二、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。