時間：2023-06-15 17:11:27
序論：在您撰寫建筑設計規則時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
中圖分類號：TU2
Abstract: In this paper, I discussed architectural designing on complicated plot, saw the difficulty of it in a dialectical prospect. In addition, I discussed how these types of buildings interact with the plot, the architectures nearby and interact with the function of the building. Furthermore, the new designing’s adaption and conscious activity with the environment, and its commercial value and its contributions to urban landscape system.
由于現代城市建設速度的迅猛發展，各地老城區的改造項目也不斷增加，使我們在做規劃和建筑設計中經常會遇到一些形狀不規則的地段：有的地段形狀狹長窄小；有的地段平面形狀帶有很尖的銳角；有的地段帶有很多的弧線邊；有的凹凸變化復雜等等，奇形怪狀五花八門。對于這些形狀特殊的地段，由于受到各種各樣因素的制約，建筑師們對此經常感到非常棘手。若客戶對建筑師在設計方面的約束較小，給予建筑師在建筑設計方面以較大的自由度，則建筑師們還能比較從容地應對。如遇到對設計要求較嚴格的客戶，建筑師們就要拿出很大的精力和時間，并需費非常大的周折，來進行場地平面及建筑總體方面艱苦的平面和空間構思。由于香港的特殊條件，那里的建筑師們對此類問題的應對就有很多可借鑒的例子，例如香港關吳黃建筑師事務所設計的香港圣約翰大廈就做的比較出色，為我們在處理這樣非常狹窄復雜形狀地段上的設計做出了典范（見圖）。這棟高層商業大廈位于港島中環花園道33號。它的兩側是很近而且彎曲的街道，兩條街道距離在15米左右，在場地長向還有非常大的高差。為不使如此體量的建筑在這樣狹小的場地上太過于擁擠，而采用了底層架空的做法，用了6根粗壯的柱子及垂直交通核心筒將整個大廈托起。這樣其下部空間就變輕靈很多，底部的半開放空間與街道城市空間互相交融，同時它的地下層候車廊對外開口位置則利用了場地高差，巧妙地設置在場地低處。使商業大廈的入口空間與乘客候車的公共入口空間截然分開來，使其在人流上和功能上互不干擾。另外，在場地最低處設置的噴泉跌水（與層層的臺階交合一起），還為城市景觀和公共設施做出了貢獻。
底層平面
地下層平面
香港圣約翰大廈外景
在多年來的設計工作實踐中，我自己也碰到了很多形狀復雜的地段，對在設計中處理這樣的地段也積累了一些正反兩方面的經驗。對于在設計中碰到的各式各樣的復雜地段，在接到設計任務后首先要進行非常細致有針對性的分析；帶著規劃部門對規劃和建筑的要求及客戶的設計要求，找出地塊中盡可能多的有利或不利因素，進行總體地協調；把握地段中的主要矛盾，并在設計上做出適當的取舍；去全面地進行發散性的思考和比較，開動自己的四維想象空間。
其一，要考慮建設地段周邊環境對它的影響及它建成后能對地段周邊環境的影響，即相互之間的影響。這里包括周邊交通環境對它的影響及它對周邊交通環境的影響（因各地塊的劃分通常通過道路來劃分），它的出現有可能對其周邊產生交通壓力；它未來的建筑體量是否對周邊環境有影響，是具有親和性還是具有侵略性；在它的建筑造型和色彩上是否與周邊其它建筑相互協調，是否能相互融為一體并交相輝映；它的建設是否對周邊建筑在生態環境上產生不利影響（如日照、通風、綠化、噪音等方面）；地塊上的建筑空間與現有城市空間如何相互交融等。如何在設計中消除負面影響并對破壞的生態環境加以補償（如增加綠化及水體設計、減噪隔音等小氣候方面設計）；因它增加的人流對周邊生活配套設施的壓力或它對周邊生活配套設施給予的改善等等。從總體設計上要有能解決問題的信念，在具體設計問題上要逐個認真對待。對束縛設計手腳的外在因素，如原有相鄰建筑對其的壓迫感、周邊交通的局促感、舊建筑與新建筑的不協調感等進行一一破解。
其二，不規則地段對新建筑物本身使用功能的影響。建筑的使用功能雖然在某些的情況下對場地有一定的適應性，但是一般來說，不規則地段對它的影響還是非常巨大的，特別是當建筑對室外功能場地尺寸的要求較嚴格時。例如像有停車位數量要求的停車場地和對回車空間有要求的場地，各類廠區及公共建筑、各類學校建筑（內部需設的各類標準的運動場地，如籃球場和排球場）等等，有的要求場地方整規則（如各種貨物堆場、集裝箱堆場等）；有的有要求場地要有固定朝向和建筑物的擺放朝向要求；有的在功能上要求場地的出入口有固定的出入方位等等。在這樣的地段上，建筑的擺布往往受到建筑后退建筑紅線距離和場地內外建筑日照距離的更嚴格的考驗。對同一個地塊，同樣的功能要求，不同閱歷的建筑師往往在設計上有不同的設計思路。地塊雖是相同的，但好的建筑構思能產生事半功倍的建筑效果。地塊形狀是固有不變的，而地面上的空間是可以讓建筑師們充分發揮的（當然是在城市規劃部門的規劃設計條件所控制的范圍內）。
其三，從項目的經濟方面考慮，往往在這樣的地段上它的商業價值較高且地價也非常貴（這在城市的老城區別突出）。這也就對我們規劃建筑設計方的規劃和建筑設計提出了更高的要求，要求其地塊內的建筑容積率、建筑物的高度、建筑覆蓋率等都應有一個較高的經濟水準。建設方對其地塊內建設資金的投入要求有一個較高的經濟回報率，這里也包括其建設方所要求的建設后所形成的建筑形象（建筑廣告效應）等等。在這些方面的設計工作就需要與建設方進行密切的配合，發掘出地塊中潛在的經濟性。在設計中精心推敲，地盡其力，一舉數得，以使其地塊體現出更高的商業價值（其中含所允許的最高的容積率、所允許的最高的建筑高度、最佳的建筑使用空間和功能、最好的建筑形象、最高的銷售價格等等）。另外，城市中這樣的地段往往處在繁華地段或主要街區，在這些地塊上的建筑對城市景觀有著舉足輕重的影響，新建筑的建成也往往會引人注目并品頭論足。這也就帶來了正反兩方面的城市景觀價值，好的新建筑能給所處地段原有的城市景觀和交通帶來新的面貌，似錦上添花。現在對在這些寸土寸金的地段，很多建設方都要求建筑師把建筑布置的很滿，占滿建筑控制線內的每一寸土地，而不考慮留出一定的建筑外部空間作為建筑與街道的過渡。這就形成了一個誤區，似乎只有這樣才把地塊充分利用好了。在城市景觀上，形成我們現在街道兩側筆直的建筑“墻體”，沒有大小變化的街道空間，走在這樣的街道上使人感到非常呆板壓抑。
綜合上述的各項考慮，在對其地塊的詳細規劃和各個單體建筑方案設計上，要提出有針對性的設計思路（因為每個項目的問題組合都是不同的），再進行細致的多方案比較。
首先要對建筑的使用功能進行揉合調整，在不影響建筑總的使用功能條件下，其所做的規劃設計應盡可能地來適應現有場地。在設計中要觀察發掘出所給場地中對擬建建筑帶有積極性的東西，并對那些不利因素進行規避，能改造的地方盡力進行改造，化不利因素為有利因素。在設計中還要精心計算合理地利用場地，不使土地產生浪費。對于建筑覆蓋以外非常零碎的部分盡量輔以綠化，以綠化的氛圍來做建筑改造適應場地的補充。用創造性的建筑形象來彌補困難形狀的場地帶來的缺憾。對于那些較狹小的場地，并不是一味在設計上用建筑去填滿它，而應該留出一定的場地空間，在設計上使場地內的建筑空間有一定的空間變化。在豎向上從建筑的空間變換來尋求解決困難形狀的場地另外的設計途徑，平面解決不了的在空間來解決。對于這樣的比較困難的場地，首先要在建筑設計方案本身上做文章，不要因項目的場地原因怨天憂人，要知道這也是對建筑師自己的一個非常好地挑戰機會。只有你能認認真真地從建筑設計上解決了這方面的問題，那么你所做的項目建筑設計一定是優秀的。而若回避這些矛盾就得不到解決這類問題的能力，就不能從困境中得到歷練而升華。
作為一個以建筑設計為職業的建筑師，要想在建筑設計工作中不斷提高自己的設計水平，并想在建筑設計上有所作為和發展，就要設計工作中認真對待每個所面臨的設計項目，特別是地段形狀復雜的設計項目。謀求在設計實踐中探索解決這類問題的方法，積累解決這類問題的經驗，這對建筑師來說是非常重要的。我相信建筑師同行們，能在不斷解決各種各樣復雜形狀地段的實際設計工作中得到更多的樂趣。
注：圖片來源自《香港建筑》---萬里書店 ∙ 中國建筑工業出版社
個人簡介：杜耀東男漢族1959年12月生本科學歷工學學士
高級建筑師、國家一級注冊建筑師、注冊咨詢工程師（投資）
大連經濟技術開發區規劃建筑設計院 總建筑師
關鍵詞：2010上海世博會；俄聯邦國家館；非規則
幾何體建筑；制圖定位
中圖分類號：TU242.5
文獻標識碼：B
文章編號：1008-0422(2010)11-0072-04
1背景簡介
世博會一直是各類新奇建筑的表演舞臺，在其歷史上，一個又一個建筑奇跡不斷涌現。在2010上海世博會上，各國場館建筑方案更是無奇不有。這自然給方案的施工圖設計與施工帶來了極大的難度，特別是眾多非規則幾何體建筑場館，幾乎就無法利用現有的傳統施工圖繪制方式表達。需要各專業設計人員與施工人員不斷創新與實踐新的方法。
2010上海世博會俄聯邦國家館建筑(圖2、3、4、5)分為兩大部分――中心主體建筑與周邊1 2個非規則幾何體塔樓。中心主體建筑為長50m、寬50m、高20m的立方體型，外立面覆以鱗片狀的可動金屬表皮，設計師希望通過這些可動的鱗片狀金屬表皮來體現俄羅斯人民的個性與自由。在中心主體建筑周邊相連著12個非規則幾何體塔樓，塔樓由白、金、紅三種顏色構成，底部為白色塔樓主體，上部的透空紋理、紅色底色形成富有俄羅斯各民族元素的圖案，頂部金色金屬網架體系。整體外形設計類似古代斯拉夫人的小村落，象征著生命之花、太陽以及世界樹(斯拉夫人枝葉繁茂的橡樹)的根。在建筑內部的平面布局設計上，中心立方體為主要展覽空間，共分為二層。十二個塔樓則賦予入口、小展廳、辦公室、休息問、餐廳、禮品店、衛生間、設備間等功能。
本文的思索來源于在2010上海世博會俄聯邦國家館施工圖設計咨詢工作中面臨的非規則幾何體塔樓制圖定位難題。同時，當前非規則幾何體建筑設計已經成為一種時尚潮流，因此對這類問題的探索就有十分重要的現實意義。
2制圖定位軸線的傳統作用及在非規則幾何體建筑中的無奈
多年以來，建筑設計都是以圖紙作為表現形式。制圖，就是基于正投影的方法，在圖紙上以二維的形式來表達三維的建筑特征(圖6)。這些圖紙是施工的依據，同時也形成了約定俗成的多工種配合方式，比如多專業對于定位軸線的依賴等。
定位軸線是確定主要結構或構件的位置及標志尺寸的基線，是定位、放線的重要依據。實際上，在設計單位生產實踐中已經形成的工作模式和流程對于定位軸線的依賴要遠遠大于以上概念中對于定位軸線輕描淡寫的定義(圖7)。在設計圖紙中，平、立、剖面的協調，詳圖的索引，多專業的配合流程都離不開定位軸線(圖8)。此外，在施工過程中，定位軸線也起到重要作用，不管建筑形式多么復雜，都需要在基地中確定其準確位置(圖9)。從基地的勘探、打樁、放線開始，定位軸線就已經起著重要的作用，而在隨后的土建和設備安裝工作中定位軸線更是扮演著不可或缺的角色。從對于建筑的重要性方面來說，定位軸線可以被認為是存在于建筑中的看不到的“筋脈”。
但是，隨著非規則幾何體建筑的出現，建筑師發現定位軸線很難在圖紙繪制中起到其“筋脈”的作用。從以下實例可以看出，定位軸線的使用在非規則幾何體建筑設計中面臨難題，設計中的定位問題需要結合相應的三維方式才能解決。
3俄聯邦國家館塔樓定位
世博會俄聯邦國家館由中心的立方體和周邊的十二個塔樓組成(圖10)。十二個塔樓為非規則幾何體。但是又分為兩種結構類型：一種是護表皮為非規則幾何體，而內部結構中柱子為上下垂直的形式，如：4號塔樓(圖11)。這種形式看似復雜但是可以用傳統的設計制圖方式來解決；另一種類型是由內而外全部是非規則幾何體結構，塔樓內柱子全部是傾斜的，每一層的平面形狀都有變化，每一層的墻和柱都與軸線沒有關系(圖12)。本文討論的主要是后一種類型塔樓的定位問題。
3.1定位軸線斜交與正交的選擇
在平面為非規則幾何形的建筑施工圖繪制中，定位方式常常采用傾斜相交的縱橫軸網，即1軸和A軸不是呈90度相交的形式，在本文中我們稱其為斜交軸網(圖13)。
接到設計任務并初步研究后，首先想到俄聯邦國家館這種非規則幾何體建筑定位可能適合采用斜交軸網的形式定位。在進一步的定位設計中，我們發現用這種方法確定的定位軸線難以起到定位和多工種參照的作用，如：確定0標高墻面為參照來確定斜交軸網，但是標注中會發現只有0標高的墻面與軸線存在關系，其他標高墻面與軸線均無關，這樣確定的軸線明顯失去了軸線的定位意義(圖14)。
因而，軸網在任何其他標高的平面圖中只能用來作為標注關鍵點的相對位置。那么斜交軸網的優勢變得并不明顯了，正交軸網似乎是這種情況下的更好選擇，同時正交軸網還存在著：放線準確，與關鍵點的相對位置容易標定的優點(圖15)。
3.2非規則幾何體建筑表達的幾種嘗試方式
另外，世博會俄聯邦國家館的建筑不僅平面為非規則幾何形式，其立面和空間也是非規則幾何體形式，二維的軸網難以完成空間定位的任務，需要具有一種三維的空間定位網絡，以彌補二維軸網在非規則幾何體定位中的不足。
首先考慮的是由X、Y軸繼續向Z軸方向發展而確立一種三維的軸網。按照我們制圖標準確定的×軸線方向為圓圈中的阿拉伯數字1、2、3……，Y軸方向為圓圈中的英文字母A、B、C……，那么能否采用一種沿Z軸方向的圓圈中的羅馬字符I、II、III……或中文中的甲、乙、丙……來表達空間的位置(圖16)。但是，從理論上可行的設想一旦落實便出現了諸多困難，主要是我們希望引入的三維概念通過二維圖紙難以清晰表達，常用的正等軸測的方式在這里也存在著制圖和識圖的不便，因此僅適合作為示意表達而并不適合作為一種系統的空間制圖表達方式。
在表達三維地形的圖紙繪制中常用等高線的表達方法，這種方法近期也常用于形狀復雜的建筑設計表達(圖17)。但是在本項目中，由于建筑形體較為獨特，不僅有凸出的部分還有凹進的部分，而且有的部分下小上大，使得等高線方式的表達會顯得更加復雜，不適合此項目的設計(圖18)。
經過以上多種方式的嘗試和對比，發現在非規則幾何體建筑的表達上，采用標注關鍵點三維坐標的數字形式是一種可以采用的方式，因為這種方式比任何其他形式更直觀清晰。
3.3定位軸線與關鍵點坐標同時保留
設計中確定了建筑形體用三維坐標來表達，但是定位軸線不可能被完全取代，因為施工圖設計中多工種協作以及施工中的定位均離不開定位軸線的作用，于是設計中同時保留了兩套定位系統：正交軸網系統和三維坐標系統。其中三維坐標的原點設置是以軸網的1軸和A軸
交點在O平面的投影點作為起點o(O，0，0)點。以此確定兩套系統的相對關系(圖19)。
4三維定位表達的特點及啟示
隨著計算機應用越來越廣泛，計算機輔助設計及計算機輔助加工制造的日趨成熟，建筑師有條件進行十分復雜的建筑形體的設計，進而推動具有表現力的異形設計作品成為時尚。然而，這卻給施工及多工種配合方面帶來了新的課題。本文以世博會俄聯邦國家館的工程為案例，從非規則幾何體建筑空間定位的角度，提出諸多對于復雜異形建筑設計方面的思索。
對于方案創作者來說，作為一個成熟的建筑師必須明白：除了模仿前衛的造型及形式之上的哲學理念之外，還必須研究建構的方式與材料的運用。建筑并不完全等同于雕塑，那種把彎折扭曲的建筑形式作為自己的創作個性本無可厚非，但是如果缺乏對于材料、造價、工期及建構方式的考慮，這樣的建筑就是違反建構客觀規律的。
對于設計及施工單位多工種之間的協作工作者來說，以往已經形成的配合模式需要針對復雜的建筑造型而相應改變――這不僅包含設計院內部條件圖的提交和修改等，還包含設計院與施工單位及材料供應單位應建立一種新型的關系。在以往平面為主的協作模式中，軸線的產生是由于以往墻體大多是垂直的。在墻體都不是垂直的情況下，就需要探索更加適合的表達方式。我們認為：三維形體的建筑項目需要有三維的繪制方式，以三維電子模型的方式提交條件圖應該成為一種選擇一在三維中進行多工種的配合可以更加直觀，并能夠避免諸多誤解與矛盾的產生。但是，這個轉換受到軟件開發與推廣、工作配合習慣等多方面的限制，是一項十分復雜的升級工作。
對于建筑規范的制定和編制單位來說，急需要根據當今復雜異形建筑方案的產生來制定相應的可行的制圖規范。在面臨世博會俄聯邦國家館的定位問題時，我們曾經力圖從制圖規范中尋找解決方法，但是現行的建筑制圖規范依然是相對二維平面圖來說的，較少涉及三維的建筑繪畫方式。隨著建筑形體的日益復雜，空間形體的圖紙繪制顛覆了原有的三視圖的表達，需要編制新的規范或對原有標準進行補充。
【關鍵詞】建筑結構設計；不規則設計；分析
引言
近些年來，我國建筑領域不規則建筑發展十分迅速，相對于傳統結構建筑來說，不規則建筑設計相對復雜，難度也較大，但是在遵循設計原則，保障設計合理性與科學性的前提下，其結構的堅固性與穩定性是可以保障的。
一、不規則建筑結構設計的相關問題概述
1.不規則建筑結構的基本特征
1.1首先是平面不規則結構，第一是不規則：平面狹長、凹進太多、凸出太細，第二就是局部不連續設計，這種設計的特點是樓板凹進后，導致有效樓板的寬度小于本層面樓板的典型寬度的一半。
1.2然后是豎向不規則結構的設計，這種結構的設計特點是樓層側向剛度與其相鄰的上面樓層相比，低于70%，如果是高層結構，那么上部份樓層的收進部分延伸到外面地面的高度從水平方面測量就必須要比相鄰下面一層的高度高于25%。
1.3其次是建筑結構整個平面作為原始的平面結構，設計的時候只是在原有平面的基礎上進行搭建或者拼接的設計，這樣的設計通常來說就是針對原有的設計進行一部分的調整，從而達到不規則結構的目的。
1.4最后是與原有建筑結構相比，高于其結構標準的設計，通常業內將這類建筑統稱為超規范結構，總結來說這種建筑結構具有高于原有建筑結構設計，高度在一定范圍內，設計以及技術難度大，材料相應變化；在其他限制數值方面也超出；結構從新設計，采用新型的材料以及技術等特點。
2.不規則建筑結構設計計算
針對不規則建筑結構的設計來說，計算是非常繁瑣，計算必須要保障精準，嚴格按照相關規定進行，在確保外觀的前提下進行優化設計，具體來說就要保障結構平面的規則性，不規則是相對而言的，它是可以有多個規則平面組合而成的，這樣能夠保障受力的均勻性。其次，是采用合理的計算方法，建筑結構設計中，抗震計算是一個重要的部分，那么對于地震發生后建筑結構的抗震能力預測和計算，我國現有的計算標準和公式有很多種，因為不規則建筑結構抗震能力預算具有非常突出的不可預測性，我國現階段并沒有在一種明確的計算方式對其進行計算，比較常見的就是底部剪力法；振型分解反映譜法以及彈性時程分析法。最后，就是針對抗震措施的強化方面，地震作為建筑結構所面臨的最大威脅，對于不規則結構的建筑來說，這種威脅更加明顯，那么強化抗震措施的設計就顯得更加重要，為了能夠確保不規則建筑結構的安全和穩定，要針對各個區域的受力值差異進行深入研究，不管是檢測還是計算難度都很大，雖然現階段我國能夠借助計算機等設備進行很多計算，但是也不能確保計算完全不存在誤差，因此，抗震措施的強化就顯得更加重要，也是不規則建筑設計中一個重點、難點。
3.不規則建筑結構的電算參數設置
3.1扭轉耦聯。從理論分析和工程實例計算得知，非耦聯計算通常用于平面結構。因此，空間分析軟件SATWE取消了是否選擇扭轉耦聯的選項，在結構計算中總考慮扭轉耦聯的影響，顯然這對扭轉不規則結構的計算分析是十分有利的。
3.2振型數量。《高規》規定，抗震計算時，宜考慮平扭耦聯計算結構的扭轉效應，振型數不應小于15，且計算振型數應使振型參與質量不小于總質量的90%。為了保證抗震計算結果準確，必須選取足夠多的振型數量，使有效質量系數大于0.9。
3.3雙向地震。從我國在建筑物抗震數值以及設計理念方面來看，依據相關條文和規定，如果采用不規則結構，那么在日后的抗震能力上，必須采用雙向抗震措施，施工中要進行全面的監督和管理，嚴格依據相關規定設計進行。
3.4設置彈性樓板。彈性樓板，簡單的說就是樓板具有一定的彈性，當然這個彈性的數值具有明確的范圍，彈性數值過大，則建筑的整體結構不穩定，彈性數值過小，則會影響建筑結構的抗震能力，因此，在進行施工建設初期，應該對樓板的質量和樓板的各項屬性都進行嚴格的審查，合格后的樓板才能運進施工現場。
二、建筑結構設計中不規則設計實際應用
1.工程概述
某國際中心辦公樓項目，為一棟地下四層，地上38層以辦公為主的綜合性超高層建筑，建筑物高度為179.5米，大屋面上有約21米高的鋼結構。地上部分主樓和該工程其它樓棟之間由防震縫完全隔開，地下室連為一體，通過設置施工后澆帶來解決主樓與相鄰地下室荷載差異引起的沉降差。
2.超限類型和程度
高度超限：主樓大樓結構高度179.5米，超過7度設防框架一核心筒A級高度限值130米；扭轉及平面規則性：v向18層偏心率0.1879>0.16，扭轉位移kt>1.3；豎向規則性：3O層、36層搭接柱轉換。
3.抗震不規則的結構處理
高度超限：本工程高度較大，采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充汁算。進行風載、多遇地震下結構整體抗傾覆驗算，同時考察主要墻、柱的拉壓力狀況，控制其破壞程度，并設置型鋼和加強配筋提高延性；扭轉不規則：部分樓層扭轉位移比大于1.2，但小于1.4。對此，后續設計盡可能優化剛度分布，加強邊框架對扭轉剛度的貢獻，改善扭轉不規則；考慮雙向地震作用下的扭轉影響。
4.整體結構分析
4.1計算假定及模型
對本結構計算分別采用SATWE和ETABS兩種軟件，均按照建筑實際尺寸建模至基頂。為驗證嵌固層上下側向剛度，地下室部分取塔樓以外2～3跨并入主體模型進行整體分析。計算樓層位移角及位移比時按剛性樓板，其它按彈性板。
4.2周期和振型
前3個振型計算結果見表1：本結構的扭轉與平動周期比滿足規范≤0.85要求。
4.3地震作用下層剪力及剪重比
見表2：底部3層剪重比略小于規范要求，但通過評定結構位移、整體穩定等指標認為整體剛度合理，故僅按照規范要求調整地震剪力。
4.4剛度比
高層建筑樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。按照SATWE的“剪切剛度”和“層剪力與位移比”兩種算法的最不利結果，其層問剛度比均滿足該要求，無薄弱層。
4.5大震下動力彈塑性分析
采用EPDA進行計算分析，選擇頻譜特性較為理想的兩條雙向天然波和一條雙向人工波，計算步長為0.02秒，持時為5～10倍自振周期，輸人主方向最大加速度為220cm/s，次方向為187cm/s，計算結果如下表：
[關鍵詞]建筑；結構；不規則性
中圖分類號：TU353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0106-01
引言
建筑工程中，由于各種原因的限制，在建造過程中，會因為不同的環境和地質條件，而導致建筑體不能完全成為規則的圖形，不對稱現象比較常見。以著名的央視大樓為例，它就是一個典型的不規則建造體，但卻完美體現了建筑師和設計者別具匠心的設計理念，堪稱建筑設計中的重要代表。建筑工程的中的不規則性主要表現以下幾個方面：建筑表面的凹凸不平、局部建筑的不連續性、整體建筑的不規則性和橫豎向的不連續。這就要求在具體施工過程中，務必準確地把握建筑結構的設計和不規則位置，充分論證其受力情況，只有這樣才能保證不會對建筑結構的建模、設計方案和建筑物本身的抗震性等多方面造成問題造成影響，從而提高整個建筑物的承受壓力、安全合理性以及經濟性。
1 建筑結構中不規則建筑的發展現狀
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、規則、對稱的建筑風格和建筑結構，追求著不斷創新和獨樹一幟的建筑設計風格，而非對稱性和不規則結構已經成為當前城市建筑物的主流和發展方向。隨著人們觀念的不斷轉變，許多大城市中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，他們經歷了非常多的嚴峻考驗。
2 建筑結構中的不規則類型
建筑結構類型一般可以分為兩個大類：豎向不規則結構和平面不規則類型。豎向不規則類型的建筑結構主要包含：側向剛度不規則、樓層承載力的突變和豎向抗側力構件不連續性等；平面不規則結構類型主要包含：扭轉的不規則、平面凹凸的不規則和各別樓板不連續等。下面主要介紹者兩種常見的不規則結構的具體介紹。
2.1 豎向不規則的結構類型判斷
第一，側向剛度的不規則。判斷此種類型的不規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情況的判斷標準是考察數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。
2.2 平面不規則的結構類型判斷
第一，扭轉結構的不規則判斷依據為：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的判斷標準是考察樓板的尺寸和平面剛度發生急劇變化的程度。
3 不規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，技術人員發現，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據以及實踐經驗比較準確的判斷建筑結構的剛度分布，最后在適當的增減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，可以考慮適當的減小建筑結構的周期。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。在工程中適當的設置防震縫是十分有必要的。
結語
實際工程中，建筑結構不規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濟、合理、安全。結構設計師在設計不規則的建筑物時，需要盡量的減小或者避免建筑結構比較容易出現薄弱的部位，同時做到強化那些薄弱部位。現如今對于不規則高層建筑結構的分析還有很多問題需要解決。
參考文獻
[1]GB50011-2010.建筑抗震設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.
關鍵詞：高層建筑；結構設計；不規則性；研究；應用
現在的建筑設計風格日益凸顯其多樣化趨勢，所以對于它結構設計的不規則性也同樣出現了多樣化傾向。其中平面布局、水平受力、豎直受力以及剛度等是其中比較突出的幾個方面。在具體的建筑結構設計的實施中，設計人員需要準確的找到結構的不規則點，進而認真的設定建筑結構設計方案。由于不規則性的結構會使整體結構的作用力降低，同時使建筑的安全性和可靠性也隨之下降，所以需要設計人員和施工人員不斷的加強對建筑不規則結構的重視。
1高層建筑結構中不規則性的現狀分析
最近幾年，我國經濟的發展非常之快，隨之我國老百姓的生活水平也不斷的提高，加上城市化進程的不斷加快，對建筑的類別和建筑高度等方面都提出了更高的要求，這就使建筑行業得到了不斷的發展和革新。建筑工程設計為了更好的適應當前城市的發展，進一步迎合現今市場的需求，首先從設計的理念方面打破了高層建筑設計上要求建筑結構規則、對稱的傳統。建筑設計師為了自己設計的建筑更加的新穎別致、獨樹一幟，使之成為城市里的一道靚麗風景，通常都會在高層建筑的方案中增加不規則性的設計，這實際上給建筑結構的設計帶來了極大的難度和全新的挑戰。
2高層建筑結構設計不規則的特點和形勢
不斷提升的城市化水平和不斷發展的建筑行業，使人們對建筑結構的要求也隨之提升，大部分人都希望建筑在確保安全性的前提下，還能夠確保其外觀的美觀性，同時現代的建筑設計行業也在不斷地發展和完善之中，因此建筑設計人員在將建筑設計落實到實際當中的同時，也在不斷豐富和更新自己的設計理念和設計知識，只有這樣才能夠更好地滿足人們對建筑設計的需求。當今時代是一個個性張揚的新時代，人們希望自己居住的建筑環境獨具特色，因此建筑結構的不規則性也更加的突出，雖然這些風格迥異的建筑從某種程度上提升了整個城市的風貌，但同時也是對建筑設計和建設的更高要求，建筑的設計人員和施工人員需要在技術上投入更多的精力，同時也需要建筑建設的成本不斷的增加。
3高層建筑結構存在不規則性的種類
3.1平面設計不規則的類型
平面不規則的類型同城表現為三種形式：第一是樓層的彈性水平位移比它兩端的彈性水平位移的平均值要高出1.1～1.2倍。這樣的情況為“扭轉不規則”，導致這種現象的原因是水平作用力的結果。第二是設計平面凹凸度不規則。第三是樓板開都面積比樓板面積大出1/3，有時還會造成錯層現象。表現為樓板局部不連續，致使樓板尺寸和平面剛度急劇變化。這三種情況都能使建筑結構不規則。
3.2豎向不規則的類型
造成高層建筑不規則性的另一方面是“豎向不規則”。據有些資料記載：“在一是側向剛度的不規則性，該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層或出屋面小建筑外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%；二是豎向抗側力構件不連續，豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等）向下傳遞；三是樓層的承載力出現了較大幅度的變化，衡量措施就是層間抗側力結構的受剪承載力不超過其相鄰上一層的4/5。”這時就會顯現出建筑的不規則現象。這種不規則現象的存在無疑會在發生地震的時候，建筑結構在平面分布不規則的位置，損毀是最為嚴重的，同時如果“整體結構的核心與剛度作用偏離較大情況下或者是在扭轉剛度過小的結構中。”對建筑的損毀程度也是較為顯著的。由此而言，我們的建筑結構工程師再設計高層建筑時一定要提高自己的設計技巧和審美觀點。對高層建筑結構設計的過程考慮其抗震性能和安全性能，同時對建筑的主體結構的實際扭轉效應必須進行嚴格的控制。目前國內已經有了解決這方面問題的方法，一是最大程度地確保結構在空間和平面上的對稱性，使其具備一定的分布規則，盡量避免出現比較大的偏心作用，進而科學地降低主體結構的扭轉效應；二是在建筑結構規定的有效范圍之內，最大程度地使建筑的扭轉剛度值得到增加，以加大對扭轉作用的抵抗能力。”這些方法目前都是行之有效的。
4高層建筑結構設計不規則性的應用
對于不規則結構在實際的應用中，體現出一定的弊端，尤其是在地震的作用下，建筑結構中不規則的部位容易受到損壞，而且剛度作用較大的結構受到的損害尤為劇烈。為了改善這一問題，需要建筑設計工作人員在進行高層建筑不規則結構設計的過程中，加強對這些部分的控制，同時也要對主體結構加強重視。通常情況下，采取的具體措施主要有：保證平面結構的對稱性，使得結構的分布具有一定的規則性，這樣才能保證空間的穩定性，進而減少整個建筑結構的扭轉性。要根據設計方案來對建筑結構的扭轉剛度值控制在相應的范圍內，最大限度地保證建筑結構的抗扭剛度。具體來說可以從以下幾個方面來進行具體的分析：
4.1盡量減少高層建筑結構相對偏心距
在多數的建筑結構中，高層建筑的扭轉程度和偏心距之間存在著明顯的聯系性。因此，為了減少建筑結構扭轉效應的發生，就應該從偏心距的角度入手，改變其參數值。這種做法不僅有效地改善了平面分布的不合理狀況，同時也減少了高層主體結構的相對偏心距，進而可以分析出結構中心和剛度中心的相對位置。
4.2改善高層建筑結構抗側與抗扭剛度
我們在實際的高層建筑施工過程中發現，很多小高層的主體結構出現了扭轉效應和結構自我震動周期的平方值保持著線性函數的關系這表明，我們在進行高層主體結構設計的時候,，應該通過合理地降低建筑結構自我診斷的周期長短的方式來降低高層主體結構的扭轉效應。對于關剪力墻的有關設計,需要在有效的區域范圍之內進行墻體的長度或者厚度的科學性調節，使高層建筑的主體結構的抗扭剛度在實際應用中得到改變。一般情況下，我們采用在主體結構的邊緣處對柱梁進行布置，進而使高層建筑主體結構的自我震動周期降低,使高層主體抗扭剛度得到改善。
4.3增強高層主體結構邊緣件抗剪強度
在高層建筑的的主體結構邊緣構件的抗剪強度設計中，最重要的一點就是要保證其合理性。一旦設計不合理，就會在施工中出現,較大的額外力作用,使建筑主體結構的邊緣構件發生嚴重的的破壞。據建筑行業的權威人士們的相關研究表明,“假如高層建筑長期處于非彈性階段,本來具有規則性的建筑在受到多重地震作用的影響下就會因為變形而出現偏心的情況。”因此，要想讓高層主體結構的抗震性能增強，能抵抗自然災害的破壞，,它的邊緣構件的抗剪強度必須增強,這樣即使受到了較為明顯的額外力作用，整體的建筑結構也能夠通過自身的彈性作用而恢復正常。
4.4防震縫建立的科學性
對于科學的防震縫問題，我們的建筑設計者和工程技術人員，都經歷了苦苦的研究，并在實踐中進行了檢測。我們發現空間和平面形體復雜的高層建筑由于受多種原因的影響,很難將某些復雜的結構，設計成有規則性的整體,這時，就需要建立一套防震縫的手段來確保工程項目的整體質量不受到損壞。這種方式就是根據建筑物的主體的客觀性來進行。尊重客觀也是我們建筑行業進行建筑設計的科學管理的一項主要內容。
5結束語
在整個工程建設的過程中，高層建筑的不規則性會直接對樓體結構的平面分布構成明顯的影響，這就需要及時的改進設計中薄弱的環節，確保其安全性。在建筑設計中，設計人員保證設計的合理性，適時的采用新技術和新理念，盡量減少因為結構的不規則性而給建筑帶來的負面影響，盡量在確保建筑美觀的同時保證建筑的質量。
參考文獻：
[1]安志宏.高層建筑結構設計不規則性的研究與應用[D].吉林大學,2004.
關鍵詞：建筑結構設計；不規則；研究；應用
在進行建筑的建造過程中往往會由于相關環境以及地質條件的限制而導致建筑體呈現出不規則的形狀，一些不對稱的建筑結構也比較常見。比如說著名的中央電視臺大樓就是一個典型的不規則建造體，盡管如此，但是它卻真實的體現設計者獨具一格的設計理念。同時，不規則建筑在受力上能夠影響建筑設計工作的開展，會造成建筑結構在水平方向上的偏心側力，會產生一定強度的變形力以及扭轉力，造成建筑結構抗側力的降低，增加建筑的建造成本。所以說在進行具體的實踐時還是應該注意盡最大可能的保持建筑結構的對稱，因為這樣是提高建筑抗側力的重要基礎條件，有效的提高建筑物的安全系數和使用壽命[1]。
1不規則建筑的發展現狀
隨著科學技術的進步以及在建筑領域設計理念的更新，近些年來，我國的建筑行業也有了巨大的發展。我國的城市化進程很大程度上促進了建筑行業的快速發展，各種不同的建筑設計新理念也廣泛的應用在城市建筑中。現在城市建筑已經一改往日的單調與規則，開始追求符合新時代審美的建筑設計風格，其中不規則建筑以及非對稱建筑都得到了極大的發展。現在，許多大城市中的一些建筑因其獨特的建筑風格贏得人們的普遍關注，比如說比較出名的“東方之門”等。當然在這些建筑的背后是建筑師和相關的設計人員們辛勤努力的結果。但是，雖然不規則結構設計能夠很大程度上提高建筑的美感，但是，這也會在很大程度上提高建筑設計的難度，如何設計獨具一格而又能夠保證建筑安全的不規則建筑已經成為了建筑行業未來發展的重要研究課題。
2建筑結構中的不規則類型分類
對于建筑結構來講，一般能夠分為以下的兩類，包括平面不規則結構和豎向不規則結構。平面不規則結構類型主要包括以下的幾類：平面凹凸的不規則性、扭轉的不規則性以及個別樓板的不連續等幾類；豎向的不規則主要包括樓層承載力的突變、側向剛度的不規則性以及豎向抗側力的結構構件不連續等。本文主要是選擇兩種設計工作中比較常用的不規則結構進行分析介紹。
2.1對平面不規則結構類型的判斷
首先，對于扭轉結構來講對其不規則的判斷根據主要是在每一樓層的最大限度彈性水平唯一尺寸必須是超過緊鄰樓層兩個端點之間彈性水平位移的1.2倍，也可以對最大層間位移進行考察，必須保證超過層間平均位移值的1.2倍。其次，對于凹凸結構的不規則形判定指標為凹進去一側的數量是否超過其投影尺寸的總長度的30%。再次是對于樓板局部結構的不連續性的判定標準主要是根據相關樓層平面剛度以及樓板尺寸所發生的急劇變化程度。
2.2對于豎向不規則結構類型的判斷
首先，應該對建筑結構側向剛度的不規則形進行判斷，對于此種類型建筑進行判定的標準為樓層之間的側向剛度低于相鄰上一樓層側向剛度的70%，如果該樓層的剛度值小于以上三個樓層側向剛度平均值的80%也可以做出這種判定。同時，樓層個別區域水平收縮的長度應該超過與之相鄰樓層的25%。其次，對于樓層之間承載力的突變標準為樓層之間的受剪力強度低于與緊鄰上一樓層剪力強度的80%。再次是對于建筑結構豎向抗側力結構不連續的判定指標為在豎直方向上抗側力構件能否通過水平力的轉變而不斷向下部樓層傳遞。最后對于樓層之間質量的突變標準為樓層質量應該超過相鄰下一層質量的1.5倍[2]。
3對于不規則建筑結構設計的主要方法
在實際的建筑結構施工過程中，根據有關人員的研究以及實驗可以發現，那些抗震能力不強的建筑結構主要是一些結構不規則的建筑物，還包括一些建筑物質量與剛度發生偏離的建筑，根據相關的研究還可以看出，對建筑結構產生穩定性最大影響的是扭轉效應以及扭轉結構。所說在具體進行建筑結構的設計與施工工作時應該盡量的對結構的扭轉效應進行限制，建筑工程中最普遍用來限制建筑結構扭轉效應的辦法主要包括以下的幾類：第一，如果建筑結構的某一部分比較弱就很有可能會導致建筑結構之間的錯位，所以說，提高建筑結構的扭轉剛度可以從這一方面入手；第二，要想提高建筑結構的抗扭轉效應應該盡可能的降低建筑結構在平面上的不規則性，這樣進行設計能夠在一定范圍內對可能產生的過大偏心力進行限制，提高建筑物的扭轉效應力度。在進行建筑結構的設計時如果兩種效應扭轉周期逐漸接近，由于震動耦連的作用，建筑物的扭轉效應會在一定程度上增大，所以對于建筑結構而言，降低扭轉效應是保證建筑穩定性的重要方面，主要包括以下幾個方面：對于建筑結構平面不規則性的設計應該是在一定計算分析的基礎上做出，根據相關的計算確定建筑結構的剛心以及質心，并且同時還應該注意根據相關的數據以及相關的工作經驗來對建筑結構的剛度分布進行分析，然后適當的對距離質心比較遠的抗側力構件進行調整。在進行建筑設計時應該注意降低建筑體的偏心距，根據有關的數據可以得知，建筑體結構的扭轉效應與其相對偏心距之間存在一定的關系。可以通過降低樓層之間的位移比來改變建筑結構的扭轉效應，所以在進行設計時應該對建筑物的平面位置進行適當的調整，這樣能夠有效的減少建筑結構質心與剛心之間的距離，使兩者盡可能的重合。對周邊抗扭構件的抗剪切力進行提高，如果想要保證建筑結構在強烈震動下的安全，如果僅僅對建筑物的結構作出調整還是不夠的。根據有關技術人員的研究可以發現，處于非彈性時期的建筑結構，如果受到雙向水平震動的作用很有可能造成建筑結構的偏心現象[3]。對于建筑結構抗扭剛度比以及抗側剛度進行調整，根據有關的研究成果可以發現，對于建筑結構來講，其扭轉效應與結構周期之間比值的平方是具有線形關系，所以說在進行建筑結構的設計時應該注意合理的降低建筑結構施工周期。比如說在進行剪力墻的施工時，應該在保證建筑工程穩定、安全的前提下適當的增加周邊相關剪力墻的厚度，尤其是對于那些距離剛心最遠的剪力墻。合理的設置防震縫，在進行工程施工時可能會遇到一些平面形狀比較復雜的建筑工程，由于在進行這一類建筑結構的設計時會受到相關地形條件的限制，所設計的平面結構往往是不規則的，通過合理的設置防震縫不僅能夠有效的將相關的建筑結構分割成一些比較簡單的單元，同時還能有效的提高建筑結構的穩定性。
4結語
不規則建筑結構在現代城市建筑中越來越普遍，不規則結構對于建筑工程質量建設也具有越來越重要的地位。但是現階段的不規則建筑結構應用中依然是存在一定的問題。所以，相關的研究人員應該加強對于不規則結構的研究，在滿足現代人多樣化需求的同時盡量的降低不規則結構的負面影響。
作者:陳樹 單位:廣東藝林綠化工程有限公司
參考文獻:
[1]龔俊.建筑結構設計不規則性問題的分析[J].建材與裝飾，2015(45)：123-124.
關鍵詞語：抗震設計 建筑結構規則性
在地震地面運動作用下，建筑物的損傷破壞首先會出現在結構側向抗震系統的薄弱部位，薄弱部位的損傷破壞會進一步加劇結構抗震性能的退化，從而導致結構整體的倒塌。建筑物的薄弱部位主要來源于結構配置的缺陷或不規則，如結構或構件不規則的幾何尺寸、軟弱的樓層、質量過分集中以及不連續的側向抗震系統等。 建筑結構的平、立面是否規則，對結構抗震性具有最重要的影響，建筑設計應符合抗震概念設計要求，不應采用嚴重不規則的設計方案，應重視其平面、立面和豎向剖面的規則性對抗震性能及經濟合理性的影響，宜擇優選用規則的形體，其抗側力構件的平面布置宜規則對稱、側向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小、避免側向剛度和承載力突變。
一、建筑形體及其構件布置的平面、豎向不規則性，按不同要求可劃分為：
1 、 混凝土房屋、鋼結構房屋和鋼-混凝土混合結構房屋存在表1-1所列舉的某項平面不規則類型，或者表1-2所列舉的某項堅向不規則類型以及類似的不規則類型，應屬于不規則的建筑。
2 、 砌體房屋、單層工業廠房、單層空曠房屋、大跨屋蓋建筑和地下建筑的平面和豎向不規則性的劃分，應符合有關規范的規定。
3 、 當存在多項不規則或某項不規則超過規定的參考指標較多時，應屬于特別不規則的建筑。
平面不規則的主要類型
不規則類型 定義和參考指標
扭轉不規則 在規定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或（層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍
凹凸不規則 平面凹進的尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%
樓板局部不連續 樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層
表1-1
豎向不規則的主要類型
不規則類型 定義和參考指標
側向剛度不規則 該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層或出屋面小建筑外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%
豎向抗側力構件不連續 豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等）向下傳遞
樓層承載力突變 抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%
表1-2
二、不規則結構建筑設計的要求
體型復雜、平直面不規則的建筑，應根據不規則程度、地基基礎條件和技術經濟等因素的比較分析，確定是否設置防震縫，并分別符合下列要求：
1當不設置防震縫時，應采用符合實際的計算模型，分析判明其應力集中、變形集中或地震扭轉效應等導致的易損部位，采取相應的加強措施。
2當在適當部位設置防震縫時，宜形成多個較規則的抗側力結構單元。防震縫應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差以及可能的地震扭轉效應的情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。
3當設置伸縮縫和沉降縫時，其寬度應符合防震縫的要求。
三、針對不規則建筑的設計問題
1、建筑體型設計問題建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。2、建筑平面布置設計問題 建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內隔墻、有相應強度和剛度的非承重內隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協調，使建筑物在地震時產生扭轉地震作用，對抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側，結果在地震中造成靠電梯一側建筑物的嚴重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側的墻體很多，而另一側的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質量分布也偏心，使結構的受力和變形不協調，導致扭轉地震作用效應，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側往往不設墻體，而其另一側則有剛度很大的墻體封閉，兩側在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經常出現內隔墻不對齊或中斷，使剛度發生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻，對稱協調，避免突變，防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件，使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體，充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。 3、建筑豎向布置設計問題建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設計中必須高度重視的問題。在實際設計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少，盡量避免產生地震時的鈕轉效應
四、建筑結構不規則設計時的抗震作用計算
建筑形體及其構件布置不規則設計時，應按下列要求進行地震作用計算和內力調整，并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施：
1平面不規則而豎向規則的建筑，應采用空間結構計算模型．并應符合下列要求：
1)扭轉不規則時，應計入扭轉影響，且樓層豎向構件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.5倍，當最大層間位移遠小于規范限值時，可適當放寬；如圖4-1所示。
2)凹凸不規則或樓板局部不連續時，應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型；高烈度或不規則程度較大時，宜計入樓板局部變形的影響；
3)平面不對稱且凹凸不規則或局部不連續，可根據實際情況分塊計算扭轉位移比，對扭轉較大的部位應采用局部的內力增大系數。
圖4-1 建筑結構平面的扭轉不規則示例
2平面規則而豎向不規則的建筑，應采用空間結構計算模型，剛度小的樓層的地震剪力應乘以不小于1.15的增大系數，其薄弱層應按本規范有關規定進行彈塑性變形分析，并應符合下列要求：
1)豎向抗側力構件不連續時，該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應根據烈度高低和水平轉換構件的類型、受力情況、幾何尺寸等，乘以1.25～2.O的增大系數；如圖4-2所示。
2)側向剛度不規則時，相鄰層的側向剛度比應依據其結構類型符合本規范相關章節的規定；
3)樓層承載力突變時，薄弱層抗側力結構的受剪承載力不應小于相鄰上一樓層的65%。圖4-3所示。
圖4-2 延豎向的側向剛度不規則示例
圖4-3 豎向抗測力結構屈服抗剪強度非均勻化示例
3平面不規則且豎向不規則的建筑，應根據不規則類型的數量和程度，有針對性地采取不低于相關規定要求的各項抗震措施。特別不規則的建筑，應經專門研究，采取更有效的加強措施或對薄弱部位采用相應的抗震性能化設計方法。
五、總結
綜上所述，對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的不規則建筑，結構設計人員應細心分析各種情況，從概念設計入手，找出結構的重點和薄弱點，因勢利導客服不利因素，使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度，避免和減少結構可能出現的薄弱部位，同時加強薄弱部位的構造措施，是建筑物從一格貌似不規則的建筑調整成一個結構上的規則建筑，只要結構工程師認真分析，抓住重點、強化構造，不規則結構設計中的抗震設計問題是很容易解決的。
參考文獻：
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