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摘要：近年来，城市中的高层建筑数量及规模正在与日俱增，而随着一栋栋“摩天大楼”的拔地而起，对它们的结构设计也提出了更高的要求。就现实情况来看，我国正有越来越多的高层建筑采用不规则结构设计，这昭示着建筑结构设计水平的进一步提升。不规则结构的高层建筑优势有二：一是提高建筑外形的美观性与个性化，二是解决自然条件、建筑空间、工程造价等相关因素的矛盾。不过，高层建筑不规则结构设计比普通结构设计的难度要大很多，以下就详细谈谈高层建筑不规则结构设计的相关问题。
关键词：高层建筑；不规则；结构设计
引言：对高层建筑结构进行标准化设计，设计人员需要秉持质量为先、发展为重的设计理念，要进一步将提高建筑稳定性当作设计的出发点。针对高层建筑常见的不规则结构形式，设计人员更要理性分析，认真对待，并结合实际的设计经验，丰富设计方法，重视设计细节，形成完整、精准的不规则结构设计方案。
1高层建筑不规则结构的具体形式
1.1竖向不规则结构
竖向不规则在高层建筑不规则结构中较为常见，具体包括侧向刚度不规则结构、层间质量剧变结构和楼层承载力突变结构三种。侧向刚度不规则结构又可细分为两种情况，第一是结构楼层侧向刚度小于相邻上一层的侧向刚度，且减少的范围约为70%。第二种情况为除顶层之外的其他楼层的局部收进水平与相邻下一层之间存在差值，且一般上一层超出相邻下一层25%；层间质量剧变结构是指高层建筑的某个建筑构造中的相邻楼层之间的质量差值，一般下一层楼比相邻楼层质量小1.5倍左右；楼层承载力突变结构则强调的是不同楼层之间的承载力差值，且楼层承载力从上至下依次递减。
1.2平面不规则结构
平面不规则结构主要包括楼板不连续、凹凸不规则和扭转不规则三类。楼板不连续主要体现在开洞后每一边的净宽长度的变化值，一般以2m为界，且小于临界值；而凹凸不规则具体指的是楼层平面结构形状的不规则；最后是扭转不规则，该类不规则形式也较为常见，且与层间位移密切相关，因而也会直接影响建筑的稳固程度。
1.3垂直方向的不规则结构
垂直方向的不规则结构主要分两种，首先会普遍看到的是侧向刚度不规则建筑结构，是指除建筑顶层，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进行比较，小于70%。与楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值的大小进行比较，小于80%。楼层局部收进的水平向尺寸和相邻下一层进行比较，大于25%。还有竖向抗侧力构件不连续建筑结构，通常指竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4m，或上下墙、柱、支撑不连续，含加强层和连体类等。进行判断的标准是竖直方向上的抗侧力构件内力能够通过水平转换成竖向构件向下传递。
1.4建筑体本身的不规则
建筑体本身的不规则现象也较为普遍，这类建筑体通常都存在建筑楼层质心分离的状况，这会让建筑体整体的刚度受到影响，并且直接影响到建筑体的抗震性能。这类问题的产生有很多导致原因，比如前期结构设计的不合理，或者是建筑材料和施工工艺的不合规等，都会让建筑体发生质心分离，并且导致刚度中心产生偏移现象，严重时会直接造成建筑体结构的扭转，使其呈现不规则状态。
2高层建筑不规则结构设计的策略
当前，随着高层建筑的迅速发展，国内外诸多业内学者纷纷开展了对高层建筑的深层次研究，其中也包括对高层建筑不规则结构设计的研究。经分析发现，当地震发生之后，高层建筑初选结构破坏的问题，很多时候都是由于建筑结构本身的不规则性所造成的。进一步研究还发现，扭转效应是导致建筑结构遭受损坏的最主要因素。由此可见，在高层建筑不规则结构设计过程中，必须要重点控制好不规则结构的扭转效应。以下就介绍几种控制不规则结构的扭转效应的策略。
2.1提高抗扭刚度与抗侧刚度
为了有效控制好不规则结构的扭转效应，在设计过程中可以根据实际情况提高建筑结构的抗扭刚度与抗侧刚度。通过对高层建筑不规则结构进行深入分析不难发现，高层建筑主体结构出现自我振动周期的扭转情况与平方值应当要具备线性函数关系。因此，在高层建筑不规则结构设计中，应当要尽可能地减少建筑自我振动时间，从而降低高层建筑主体结构的扭转效应。在分析高层建筑的剪力墙结构之时，可以通过改变墙体大小以及在实际操作过程中根据主体结构边缘处柱梁的实际情况进行适当调整，从而减少高层建筑主体结构的自我振动周期、控制其扭转效应。另外，通过适当提高边缘梁高，也可以起到调整抗扭刚度与抗侧刚度的作用。
2.2降低相对偏心距
通过降低相对偏心距，可以比较有效地控制不规则结构的扭转效应，其主要原理在于高层建筑结构的相对偏心距及其扭转效应可呈线性函数关系。也就是说，通过减小楼体间的位移，便可以降低由主体结构扭转效应所造成的不良影响。基于此，应当要在高层建筑不规则结构设计中适当减小结构的相对偏心距，从而改善高层建筑结构的平面、空间整体分布情况及提高结构间的稳定性与安全性。与此同时，在实际建筑施工过程中，也可以采取一些有效的措施来减小高层建筑结构的相对偏心距。为此，应当要对高层建筑的相关数据进行准确测量，然后以此为根据来制定出一套科学的相对偏心距调整方案，并在设计图纸上明确标记相对偏心距的位置，对相关数据信息进行准确分析，这样才能够切实保障高层建筑不规则结构设计的科学性与合理性。
2.3增强抗剪强度
增强抗剪强度是控制不规则结构的扭转效应的常用方法。只通过协调主体结构分布，并不能真正有效控制不规则结构的扭转效应，一旦受到较大的外力作用，则主体结构很容易会遭到破坏。据相关研究发现，如果高层建筑长期处于非弹性阶段的话，即使其结构最初是规则性的，但一旦遭受地震作用的影响，其结构也会产生偏心缺陷而转变为不规则。因此，为了确保高层建筑主体结构的抗震性能，必须要提高主体结构边缘构件的抗剪强度，这样即使高层建筑整体结构遭受了巨大外力作用，也可以受到自身弹性作用而回到正常状态。
2.4设置防震缝
在高层建筑不规则结构设计中，通过设置防震缝，可以发挥出良好的控制扭转效应的作用。一般来说，高层建筑不规则结构设计中常会应用到一些结构比较复杂的平面形状，而由于受到现实因素限制，往往无法合理设置规则的平面结构，对此，只有采取设置防震缝的方法，才能够有效将建筑结构转变为简单结构单元。需注意，对于不同体系结构的两侧、不同作用的地震效应，应当要根据实际情况来合理确定防震缝的宽度。另外，若相邻结构的沉降较大的话，也可以利用防震缝来发挥沉降缝的作用。
3高层建筑不规则结构发展趋势
在目前的很多大中城市中，我们可以看到越来越多的高层和超高层建筑体，不仅如此，这些建筑体在结构和构造上也在逐渐趋于不规则形态，这类高层不规则建筑已经越来越普遍。这样的建筑体在满足人们视觉需求及对于个性化的追求的同时，在结构设计和实施上也提出了更高要求。结构设计师要从项目的实际情况出发，结合一些关键问题利用技术手段寻求突破，让高层不规则建筑的性能得到发挥，同时，让其稳定性和抗震性也得到有效保障。
结束语
高层建筑已经成为当前主要的建筑形式，高层建筑的设计工作较为复杂，需要设计人员具有较高的结构意识和质量意识，尤其针对不规则结构，在进行设计时，更要精准掌握设计细节，把握设计要点。在具体设计时，应针对实际的工程案例进行不规则结构的分析，找出需要进行不规则设计的部位，有针对性的开展设计工作，确保高层建筑不规则结构的竖向、横向结构稳固，同时也要彰显出良好的抗震性能，不断提升高层建筑整体效益。
参考文献
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[2]王华梅.高层建筑不规则结构设计的应用研究[J].绿色环保建材，2019（06）：55+58.