高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則性的研究與應(yīng)用

陳華新

（景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)設(shè)計研究院 江西景德鎮(zhèn) 333000）

近些年，隨著人們生活水平的提高，人們對于生活的舒適性，以及審美觀點也在不斷的加強。這樣的大環(huán)境的影響下，不規(guī)則的建筑物走進了我們的視野。這樣的建筑物，打破了原來的建筑形狀，不但為社會帶來了美觀性，還為建筑的防水，防震等帶來了可能。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則性的表現(xiàn)

1.1 建筑的結(jié)構(gòu)不對稱

在進行高層建筑物的建設(shè)的時候，經(jīng)常會因為高層建筑物的選址地點，選址環(huán)境以及當?shù)氐拇髿獾沫h(huán)境等進行合理的調(diào)整。不僅是在高層建筑的施工過程中進行相關(guān)的進度上的調(diào)整，更重要的是要在建筑物的構(gòu)造上進行相關(guān)的調(diào)整。

為了滿足高層建筑物安全使用的目的，以及滿足高層建筑物各種功能方面的要求，目前應(yīng)用較為普遍調(diào)整是實現(xiàn)高層建筑物結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，在整個高層建筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整中包括對建筑物的平面形狀的調(diào)整，內(nèi)部構(gòu)造的調(diào)整。這種調(diào)整都是不規(guī)則的。通過這種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變整個建筑物的受力情況，以及整體的作用力的情況，最終實現(xiàn)最安全的建筑結(jié)構(gòu)。并且，建筑的結(jié)構(gòu)上的不規(guī)則性還體現(xiàn)在了建筑外觀上的不規(guī)則，傳統(tǒng)的建筑講究的是和諧對稱，這種和諧對稱的建筑，在社會上普遍存在，早已經(jīng)形成了審美疲勞。但是現(xiàn)代的建筑卻改變了傳統(tǒng)的和諧對稱的方式，將美觀，大膽作為建筑的主線，使建筑成為社會上的一道風(fēng)景線。

1.2 建筑中平面的質(zhì)量不對稱

建筑的質(zhì)量對稱不是代表的是絕對的對稱，而是建筑物中的各個結(jié)構(gòu)中的小的質(zhì)量方面相對的結(jié)構(gòu)對稱。為了滿足建筑物的地質(zhì)環(huán)境等的問題，國家規(guī)定可以進行相應(yīng)的質(zhì)量上的偏移。這樣的偏離能夠減少一個位置一個點的作用力。

高層建筑的利用質(zhì)量上的不對稱的方法，來解決地面不平，地質(zhì)松動等環(huán)境的缺陷，也可以通過對建筑物進行質(zhì)量不對稱建筑來增加整個建筑的抗震的能力。將質(zhì)量的重心盡可能的垂直于地震的作用力的方向，就能夠很大聲程度的給地震的強度帶來一個緩沖的能力，從而減少了地震對于高層建筑的作用力，因此，就起到了抗震的作用。

1.3 建筑中平面的剛度不對稱

高層建筑物當中的平面剛度主要就是指整個建筑物所承受的重力的壓力。這種壓力分為外壓力和內(nèi)壓力兩種。外部的壓力主要就表現(xiàn)為和建筑物付負載的重量相垂直的壓力，而內(nèi)部的壓力則是表現(xiàn)為和建筑物所負載的壓力方向一致。

建筑物的剛度上的不對稱，主要是由于要在建筑施工的過程中考慮到實際面臨的問題，并且采用最經(jīng)濟的手段進行改良，因此就需要在建筑的剛度的問題上進行相關(guān)的改變，對建筑物的剛度進行相應(yīng)的不對稱建筑，可以促進高層建筑的穩(wěn)定性。

1.4 建筑中平面的強度不對稱

建筑中的強度的問題，主要是通過在建設(shè)施工過程中對鋼筋水泥、混凝土等建筑材料進行使用。但是由于在建筑過程中，對鋼筋、水泥、混凝土等建筑材料的使用配比不可能實現(xiàn)完全的平均，因此，就出現(xiàn)了建筑平面上強度不對稱的問題。

在平面的強度不對稱和平面的質(zhì)量不對稱的情況下，好多人都認為這兩種的不對稱是相同的，但是兩種平面的不規(guī)則卻是有本質(zhì)上的不同。強度的不對稱是不可以避免的，在工程的施工過程中難免會因為相應(yīng)的不確定性導(dǎo)致在建筑平面上的剛不對稱，最終導(dǎo)致整個建筑物的不規(guī)則。雖然平面上的強度不對稱可能會影響到相應(yīng)的建筑的抵抗能力，但是通過對實際的情況進行分析，合理的進行建筑中的強度上的不對稱，又能夠很好的促進建筑物的建成。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則性的應(yīng)用

2.1 在防震上的應(yīng)用

高層建筑物在設(shè)計的過程中，最害怕的就是地震的影響，因此在進行高層建筑物的建設(shè)設(shè)計上要充分的考慮整個高層建筑物的抗震的能力，因此就需要對高層的建筑進行具體問題具體分析。現(xiàn)階段增加高層建筑的主要的方式就是采用建筑設(shè)計的不規(guī)則性的應(yīng)用。

在對建筑進行防震的設(shè)計的時候，主要應(yīng)該考慮的就是當?shù)卣饋砼R的時候如何的進行地震力度的分散，也就是對地震進行垂直荷載能力的分散。這就需要對整個樓面的支撐系統(tǒng)進行相應(yīng)的分散，盡可量在抗震布置上為地震力尋求一個最短的路徑，將建筑的負載量傳到建筑的墻或者是地面上，以防止地震給建筑帶來損害。另外，在進行防震上，豎向的進行建筑的布置也是相當?shù)闹匾摹Ｔ诓贾玫倪^程中，要盡量的將水平負載的壓力與平均值進行接近。在建筑過程中，單獨的考慮這些是不可行的，不能夠在建筑物形態(tài)規(guī)則的狀態(tài)下實現(xiàn)整個建筑防震的可能性，者就需要在建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)上進行協(xié)調(diào)，因此，就產(chǎn)生了建筑的不規(guī)則性。

2.2 在建筑強度上的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑物都是以強烈的線條和對稱的形態(tài)進行建筑的，這樣的建筑形狀，有時會因為整個建筑的地勢，環(huán)境等問題嚴重的影響到建筑的未來發(fā)展，因此，就需要在建筑的形態(tài)上進行合理的創(chuàng)新和應(yīng)用，減少整個建筑物的強度的偏心距離。在實際的應(yīng)用上，可以將傳統(tǒng)的強度過強的高層建筑進行改進，充分的利用柔的特點，將高層建筑物的強度較硬的線條用柔和的線條進行代替，不僅能夠改變整個建筑的外觀，給人一種親切的感覺，還行能在實際的應(yīng)用上增減整個建筑的功能，例如線條較緩的建筑物在較線條較硬的建筑物更容易排水。

另外在建筑強度上進行不規(guī)則性的應(yīng)用，還能夠增加整個建筑的扭轉(zhuǎn)的強度。扭轉(zhuǎn)的強度問題，是防止高層建筑出現(xiàn)裂縫，并且不足以抵制外來的力量的問題。一旦整個建筑的扭轉(zhuǎn)強度不夠，那將會嚴重的影響到整個建筑的之后的實際應(yīng)用，為建筑帶來安全隱患。但是因此，在扭轉(zhuǎn)強度上進行不規(guī)則性的應(yīng)用是相當?shù)谋匾模ㄟ^格結(jié)構(gòu)強度的不規(guī)則減少一個點的作用力，提高了建筑的扭轉(zhuǎn)能力。

2.3 在建筑偏心距上的應(yīng)用

高層建筑的設(shè)計問題上，對偏心距的實際使非常的重要的。偏心距一旦擴大，將嚴重的影響到整個高層建筑的穩(wěn)定程度，但是傳統(tǒng)的建筑方法，不能夠有效的減小偏心距，只亞歐利用不規(guī)則性的設(shè)計才能有效的減小偏心距。一般在不規(guī)則性的指導(dǎo)下減少建筑的偏心距有以下幾種辦法。①盡可能的減少整個建筑物的位移的程度，爭取在進行建筑的設(shè)計的初期，就將整個的建筑的位置進行有效的控制。②要對建筑物的結(jié)構(gòu)上進行良好的布局。這樣的布局呈現(xiàn)，不但可以增加建筑物的審美效果，并且一旦建筑物在建筑的過程中偏心距過大，還能夠通過結(jié)構(gòu)、平面上的不規(guī)則設(shè)計及時的減小相應(yīng)的偏心距，促進建筑的正常的施工。

3 總結(jié)

綜上所述，在高層建筑的結(jié)構(gòu)上實行不規(guī)則性的創(chuàng)新，不僅能夠在建筑的外觀上給人耳目一新的感覺，還能夠充分的滿足建筑本身的功能方面的需要。這就說明，在高層的建筑上，要積極的進行創(chuàng)新，大力的加強創(chuàng)新的能力，不僅能夠在建筑的施工上減少成本的投入，還能一定程度的促進社會的發(fā)展，而且還有利于美化環(huán)境，創(chuàng)造良好的社會氛圍。

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[3]魏永智.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則性的研究與應(yīng)用[J].民營科技，2014，08：203.