時(shí)間：2023-06-15 17:11:27
序論：在您撰寫建筑設(shè)計(jì)規(guī)則時(shí)，參考他人的優(yōu)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(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)，不規(guī)則地段，突破設(shè)計(jì)制約
中圖分類號(hào)：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(xiàn)代城市建設(shè)速度的迅猛發(fā)展，各地老城區(qū)的改造項(xiàng)目也不斷增加，使我們?cè)谧鲆?guī)劃和建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到一些形狀不規(guī)則的地段：有的地段形狀狹長窄??；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(fù)雜等等，奇形怪狀五花八門。對(duì)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(duì)此經(jīng)常感到非常棘手。若客戶對(duì)建筑師在設(shè)計(jì)方面的約束較小，給予建筑師在建筑設(shè)計(jì)方面以較大的自由度，則建筑師們還能比較從容地應(yīng)對(duì)。如遇到對(duì)設(shè)計(jì)要求較嚴(yán)格的客戶，建筑師們就要拿出很大的精力和時(shí)間，并需費(fèi)非常大的周折，來進(jìn)行場(chǎng)地平面及建筑總體方面艱苦的平面和空間構(gòu)思。由于香港的特殊條件，那里的建筑師們對(duì)此類問題的應(yīng)對(duì)就有很多可借鑒的例子，例如香港關(guān)吳黃建筑師事務(wù)所設(shè)計(jì)的香港圣約翰大廈就做的比較出色，為我們?cè)谔幚磉@樣非常狹窄復(fù)雜形狀地段上的設(shè)計(jì)做出了典范（見圖）。這棟高層商業(yè)大廈位于港島中環(huán)花園道33號(hào)。它的兩側(cè)是很近而且彎曲的街道，兩條街道距離在15米左右，在場(chǎng)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(chǎng)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(gè)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(shí)它的地下層候車?yán)葘?duì)外開口位置則利用了場(chǎng)地高差，巧妙地設(shè)置在場(chǎng)地低處。使商業(yè)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(chǎng)地最低處設(shè)置的噴泉跌水（與層層的臺(tái)階交合一起），還為城市景觀和公共設(shè)施做出了貢獻(xiàn)。
底層平面
地下層平面
香港圣約翰大廈外景
在多年來的設(shè)計(jì)工作實(shí)踐中，我自己也碰到了很多形狀復(fù)雜的地段，對(duì)在設(shè)計(jì)中處理這樣的地段也積累了一些正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于在設(shè)計(jì)中碰到的各式各樣的復(fù)雜地段，在接到設(shè)計(jì)任務(wù)后首先要進(jìn)行非常細(xì)致有針對(duì)性的分析；帶著規(guī)劃部門對(duì)規(guī)劃和建筑的要求及客戶的設(shè)計(jì)要求，找出地塊中盡可能多的有利或不利因素，進(jìn)行總體地協(xié)調(diào)；把握地段中的主要矛盾，并在設(shè)計(jì)上做出適當(dāng)?shù)娜∩?；去全面地進(jìn)行發(fā)散性的思考和比較，開動(dòng)自己的四維想象空間。
其一，要考慮建設(shè)地段周邊環(huán)境對(duì)它的影響及它建成后能對(duì)地段周邊環(huán)境的影響，即相互之間的影響。這里包括周邊交通環(huán)境對(duì)它的影響及它對(duì)周邊交通環(huán)境的影響（因各地塊的劃分通常通過道路來劃分），它的出現(xiàn)有可能對(duì)其周邊產(chǎn)生交通壓力；它未來的建筑體量是否對(duì)周邊環(huán)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(xié)調(diào)，是否能相互融為一體并交相輝映；它的建設(shè)是否對(duì)周邊建筑在生態(tài)環(huán)境上產(chǎn)生不利影響（如日照、通風(fēng)、綠化、噪音等方面）；地塊上的建筑空間與現(xiàn)有城市空間如何相互交融等。如何在設(shè)計(jì)中消除負(fù)面影響并對(duì)破壞的生態(tài)環(huán)境加以補(bǔ)償（如增加綠化及水體設(shè)計(jì)、減噪隔音等小氣候方面設(shè)計(jì)）；因它增加的人流對(duì)周邊生活配套設(shè)施的壓力或它對(duì)周邊生活配套設(shè)施給予的改善等等。從總體設(shè)計(jì)上要有能解決問題的信念，在具體設(shè)計(jì)問題上要逐個(gè)認(rèn)真對(duì)待。對(duì)束縛設(shè)計(jì)手腳的外在因素，如原有相鄰建筑對(duì)其的壓迫感、周邊交通的局促感、舊建筑與新建筑的不協(xié)調(diào)感等進(jìn)行一一破解。
其二，不規(guī)則地段對(duì)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(duì)場(chǎng)地有一定的適應(yīng)性，但是一般來說，不規(guī)則地段對(duì)它的影響還是非常巨大的，特別是當(dāng)建筑對(duì)室外功能場(chǎng)地尺寸的要求較嚴(yán)格時(shí)。例如像有停車位數(shù)量要求的停車場(chǎng)地和對(duì)回車空間有要求的場(chǎng)地，各類廠區(qū)及公共建筑、各類學(xué)校建筑（內(nèi)部需設(shè)的各類標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，如籃球場(chǎng)和排球場(chǎng)）等等，有的要求場(chǎng)地方整規(guī)則（如各種貨物堆場(chǎng)、集裝箱堆場(chǎng)等）；有的有要求場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)地內(nèi)外建筑日照距離的更嚴(yán)格的考驗(yàn)。對(duì)同一個(gè)地塊，同樣的功能要求，不同閱歷的建筑師往往在設(shè)計(jì)上有不同的設(shè)計(jì)思路。地塊雖是相同的，但好的建筑構(gòu)思能產(chǎn)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(fā)揮的（當(dāng)然是在城市規(guī)劃部門的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件所控制的范圍內(nèi)）。
其三，從項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)方面考慮，往往在這樣的地段上它的商業(yè)價(jià)值較高且地價(jià)也非常貴（這在城市的老城區(qū)別突出）。這也就對(duì)我們規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)方的規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求，要求其地塊內(nèi)的建筑容積率、建筑物的高度、建筑覆蓋率等都應(yīng)有一個(gè)較高的經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)。建設(shè)方對(duì)其地塊內(nèi)建設(shè)資金的投入要求有一個(gè)較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率，這里也包括其建設(shè)方所要求的建設(shè)后所形成的建筑形象（建筑廣告效應(yīng)）等等。在這些方面的設(shè)計(jì)工作就需要與建設(shè)方進(jìn)行密切的配合，發(fā)掘出地塊中潛在的經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)中精心推敲，地盡其力，一舉數(shù)得，以使其地塊體現(xiàn)出更高的商業(yè)價(jià)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(jià)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(qū)，在這些地塊上的建筑對(duì)城市景觀有著舉足輕重的影響，新建筑的建成也往往會(huì)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(jià)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?，F(xiàn)在對(duì)在這些寸土寸金的地段，很多建設(shè)方都要求建筑師把建筑布置的很滿，占滿建筑控制線內(nèi)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(gè)誤區(qū)，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(xiàn)在街道兩側(cè)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(xiàng)考慮，在對(duì)其地塊的詳細(xì)規(guī)劃和各個(gè)單體建筑方案設(shè)計(jì)上，要提出有針對(duì)性的設(shè)計(jì)思路（因?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目的問題組合都是不同的），再進(jìn)行細(xì)致的多方案比較。
首先要對(duì)建筑的使用功能進(jìn)行揉合調(diào)整，在不影響建筑總的使用功能條件下，其所做的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地來適應(yīng)現(xiàn)有場(chǎng)地。在設(shè)計(jì)中要觀察發(fā)掘出所給場(chǎng)地中對(duì)擬建建筑帶有積極性的東西，并對(duì)那些不利因素進(jìn)行規(guī)避，能改造的地方盡力進(jìn)行改造，化不利因素為有利因素。在設(shè)計(jì)中還要精心計(jì)算合理地利用場(chǎng)地，不使土地產(chǎn)生浪費(fèi)。對(duì)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(yīng)場(chǎng)地的補(bǔ)充。用創(chuàng)造性的建筑形象來彌補(bǔ)困難形狀的場(chǎng)地帶來的缺憾。對(duì)于那些較狹小的場(chǎng)地，并不是一味在設(shè)計(jì)上用建筑去填滿它，而應(yīng)該留出一定的場(chǎng)地空間，在設(shè)計(jì)上使場(chǎng)地內(nèi)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(chǎng)地另外的設(shè)計(jì)途徑，平面解決不了的在空間來解決。對(duì)于這樣的比較困難的場(chǎng)地，首先要在建筑設(shè)計(jì)方案本身上做文章，不要因項(xiàng)目的場(chǎng)地原因怨天憂人，要知道這也是對(duì)建筑師自己的一個(gè)非常好地挑戰(zhàn)機(jī)會(huì)。只有你能認(rèn)認(rèn)真真地從建筑設(shè)計(jì)上解決了這方面的問題，那么你所做的項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)一定是優(yōu)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(gè)以建筑設(shè)計(jì)為職業(yè)的建筑師，要想在建筑設(shè)計(jì)工作中不斷提高自己的設(shè)計(jì)水平，并想在建筑設(shè)計(jì)上有所作為和發(fā)展，就要設(shè)計(jì)工作中認(rèn)真對(duì)待每個(gè)所面臨的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，特別是地段形狀復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。謀求在設(shè)計(jì)實(shí)踐中探索解決這類問題的方法，積累解決這類問題的經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)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(fù)雜形狀地段的實(shí)際設(shè)計(jì)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(yè)出版社
個(gè)人簡介：杜耀東男漢族1959年12月生本科學(xué)歷工學(xué)學(xué)士
高級(jí)建筑師、國家一級(jí)注冊(cè)建筑師、注冊(cè)咨詢工程師（投資）
大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院 總建筑師
關(guān)鍵詞：2010上海世博會(huì)；俄聯(lián)邦國家館；非規(guī)則
幾何體建筑；制圖定位
中圖分類號(hào)：TU242.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1008-0422(2010)11-0072-04
1背景簡介
世博會(huì)一直是各類新奇建筑的表演舞臺(tái)，在其歷史上，一個(gè)又一個(gè)建筑奇跡不斷涌現(xiàn)。在2010上海世博會(huì)上，各國場(chǎng)館建筑方案更是無奇不有。這自然給方案的施工圖設(shè)計(jì)與施工帶來了極大的難度，特別是眾多非規(guī)則幾何體建筑場(chǎng)館，幾乎就無法利用現(xiàn)有的傳統(tǒng)施工圖繪制方式表達(dá)。需要各專業(yè)設(shè)計(jì)人員與施工人員不斷創(chuàng)新與實(shí)踐新的方法。
2010上海世博會(huì)俄聯(lián)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(gè)非規(guī)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(dòng)金屬表皮，設(shè)計(jì)師希望通過這些可動(dòng)的鱗片狀金屬表皮來體現(xiàn)俄羅斯人民的個(gè)性與自由。在中心主體建筑周邊相連著12個(gè)非規(guī)則幾何體塔樓，塔樓由白、金、紅三種顏色構(gòu)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(wǎng)架體系。整體外形設(shè)計(jì)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(nèi)部的平面布局設(shè)計(jì)上，中心立方體為主要展覽空間，共分為二層。十二個(gè)塔樓則賦予入口、小展廳、辦公室、休息問、餐廳、禮品店、衛(wèi)生間、設(shè)備間等功能。
本文的思索來源于在2010上海世博會(huì)俄聯(lián)邦國家館施工圖設(shè)計(jì)咨詢工作中面臨的非規(guī)則幾何體塔樓制圖定位難題。同時(shí)，當(dāng)前非規(guī)則幾何體建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種時(shí)尚潮流，因此對(duì)這類問題的探索就有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2制圖定位軸線的傳統(tǒng)作用及在非規(guī)則幾何體建筑中的無奈
多年以來，建筑設(shè)計(jì)都是以圖紙作為表現(xiàn)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(dá)三維的建筑特征(圖6)。這些圖紙是施工的依據(jù)，同時(shí)也形成了約定俗成的多工種配合方式，比如多專業(yè)對(duì)于定位軸線的依賴等。
定位軸線是確定主要結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的位置及標(biāo)志尺寸的基線，是定位、放線的重要依據(jù)。實(shí)際上，在設(shè)計(jì)單位生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)形成的工作模式和流程對(duì)于定位軸線的依賴要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以上概念中對(duì)于定位軸線輕描淡寫的定義(圖7)。在設(shè)計(jì)圖紙中，平、立、剖面的協(xié)調(diào)，詳圖的索引，多專業(yè)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(fù)雜，都需要在基地中確定其準(zhǔn)確位置(圖9)。從基地的勘探、打樁、放線開始，定位軸線就已經(jīng)起著重要的作用，而在隨后的土建和設(shè)備安裝工作中定位軸線更是扮演著不可或缺的角色。從對(duì)于建筑的重要性方面來說，定位軸線可以被認(rèn)為是存在于建筑中的看不到的“筋脈”。
但是，隨著非規(guī)則幾何體建筑的出現(xiàn)，建筑師發(fā)現(xiàn)定位軸線很難在圖紙繪制中起到其“筋脈”的作用。從以下實(shí)例可以看出，定位軸線的使用在非規(guī)則幾何體建筑設(shè)計(jì)中面臨難題，設(shè)計(jì)中的定位問題需要結(jié)合相應(yīng)的三維方式才能解決。
3俄聯(lián)邦國家館塔樓定位
世博會(huì)俄聯(lián)邦國家館由中心的立方體和周邊的十二個(gè)塔樓組成(圖10)。十二個(gè)塔樓為非規(guī)則幾何體。但是又分為兩種結(jié)構(gòu)類型：一種是護(hù)表皮為非規(guī)則幾何體，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)中柱子為上下垂直的形式，如：4號(hào)塔樓(圖11)。這種形式看似復(fù)雜但是可以用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制圖方式來解決；另一種類型是由內(nèi)而外全部是非規(guī)則幾何體結(jié)構(gòu)，塔樓內(nèi)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(guān)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(guī)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(wǎng)，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(wǎng)(圖13)。
接到設(shè)計(jì)任務(wù)并初步研究后，首先想到俄聯(lián)邦國家館這種非規(guī)則幾何體建筑定位可能適合采用斜交軸網(wǎng)的形式定位。在進(jìn)一步的定位設(shè)計(jì)中，我們發(fā)現(xiàn)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(biāo)高墻面為參照來確定斜交軸網(wǎng)，但是標(biāo)注中會(huì)發(fā)現(xiàn)只有0標(biāo)高的墻面與軸線存在關(guān)系，其他標(biāo)高墻面與軸線均無關(guān)，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(wǎng)在任何其他標(biāo)高的平面圖中只能用來作為標(biāo)注關(guān)鍵點(diǎn)的相對(duì)位置。那么斜交軸網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)變得并不明顯了，正交軸網(wǎng)似乎是這種情況下的更好選擇，同時(shí)正交軸網(wǎng)還存在著：放線準(zhǔn)確，與關(guān)鍵點(diǎn)的相對(duì)位置容易標(biāo)定的優(yōu)點(diǎn)(圖15)。
3.2非規(guī)則幾何體建筑表達(dá)的幾種嘗試方式
另外，世博會(huì)俄聯(lián)邦國家館的建筑不僅平面為非規(guī)則幾何形式，其立面和空間也是非規(guī)則幾何體形式，二維的軸網(wǎng)難以完成空間定位的任務(wù)，需要具有一種三維的空間定位網(wǎng)絡(luò)，以彌補(bǔ)二維軸網(wǎng)在非規(guī)則幾何體定位中的不足。
首先考慮的是由X、Y軸繼續(xù)向Z軸方向發(fā)展而確立一種三維的軸網(wǎng)。按照我們制圖標(biāo)準(zhǔn)確定的×軸線方向?yàn)閳A圈中的阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3……，Y軸方向?yàn)閳A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(dá)空間的位置(圖16)。但是，從理論上可行的設(shè)想一旦落實(shí)便出現(xiàn)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(dá)，常用的正等軸測(cè)的方式在這里也存在著制圖和識(shí)圖的不便，因此僅適合作為示意表達(dá)而并不適合作為一種系統(tǒng)的空間制圖表達(dá)方式。
在表達(dá)三維地形的圖紙繪制中常用等高線的表達(dá)方法，這種方法近期也常用于形狀復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)表達(dá)(圖17)。但是在本項(xiàng)目中，由于建筑形體較為獨(dú)特，不僅有凸出的部分還有凹進(jìn)的部分，而且有的部分下小上大，使得等高線方式的表達(dá)會(huì)顯得更加復(fù)雜，不適合此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)(圖18)。
經(jīng)過以上多種方式的嘗試和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在非規(guī)則幾何體建筑的表達(dá)上，采用標(biāo)注關(guān)鍵點(diǎn)三維坐標(biāo)的數(shù)字形式是一種可以采用的方式，因?yàn)檫@種方式比任何其他形式更直觀清晰。
3.3定位軸線與關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)同時(shí)保留
設(shè)計(jì)中確定了建筑形體用三維坐標(biāo)來表達(dá)，但是定位軸線不可能被完全取代，因?yàn)槭┕D設(shè)計(jì)中多工種協(xié)作以及施工中的定位均離不開定位軸線的作用，于是設(shè)計(jì)中同時(shí)保留了兩套定位系統(tǒng)：正交軸網(wǎng)系統(tǒng)和三維坐標(biāo)系統(tǒng)。其中三維坐標(biāo)的原點(diǎn)設(shè)置是以軸網(wǎng)的1軸和A軸
交點(diǎn)在O平面的投影點(diǎn)作為起點(diǎn)o(O，0，0)點(diǎn)。以此確定兩套系統(tǒng)的相對(duì)關(guān)系(圖19)。
4三維定位表達(dá)的特點(diǎn)及啟示
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助加工制造的日趨成熟，建筑師有條件進(jìn)行十分復(fù)雜的建筑形體的設(shè)計(jì)，進(jìn)而推動(dòng)具有表現(xiàn)力的異形設(shè)計(jì)作品成為時(shí)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(huì)俄聯(lián)邦國家館的工程為案例，從非規(guī)則幾何體建筑空間定位的角度，提出諸多對(duì)于復(fù)雜異形建筑設(shè)計(jì)方面的思索。
對(duì)于方案創(chuàng)作者來說，作為一個(gè)成熟的建筑師必須明白：除了模仿前衛(wèi)的造型及形式之上的哲學(xué)理念之外，還必須研究建構(gòu)的方式與材料的運(yùn)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(chuàng)作個(gè)性本無可厚非，但是如果缺乏對(duì)于材料、造價(jià)、工期及建構(gòu)方式的考慮，這樣的建筑就是違反建構(gòu)客觀規(guī)律的。
對(duì)于設(shè)計(jì)及施工單位多工種之間的協(xié)作工作者來說，以往已經(jīng)形成的配合模式需要針對(duì)復(fù)雜的建筑造型而相應(yīng)改變――這不僅包含設(shè)計(jì)院內(nèi)部條件圖的提交和修改等，還包含設(shè)計(jì)院與施工單位及材料供應(yīng)單位應(yīng)建立一種新型的關(guān)系。在以往平面為主的協(xié)作模式中，軸線的產(chǎn)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(dá)方式。我們認(rèn)為：三維形體的建筑項(xiàng)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(yīng)該成為一種選擇一在三維中進(jìn)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(chǎn)生。但是，這個(gè)轉(zhuǎn)換受到軟件開發(fā)與推廣、工作配合習(xí)慣等多方面的限制，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的升級(jí)工作。
對(duì)于建筑規(guī)范的制定和編制單位來說，急需要根據(jù)當(dāng)今復(fù)雜異形建筑方案的產(chǎn)生來制定相應(yīng)的可行的制圖規(guī)范。在面臨世博會(huì)俄聯(lián)邦國家館的定位問題時(shí)，我們?cè)?jīng)力圖從制圖規(guī)范中尋找解決方法，但是現(xiàn)行的建筑制圖規(guī)范依然是相對(duì)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(fù)雜，空間形體的圖紙繪制顛覆了原有的三視圖的表達(dá)，需要編制新的規(guī)范或?qū)υ袠?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；不規(guī)則設(shè)計(jì)；分析
引言
近些年來，我國建筑領(lǐng)域不規(guī)則建筑發(fā)展十分迅速，相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑來說，不規(guī)則建筑設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，難度也較大，但是在遵循設(shè)計(jì)原則，保障設(shè)計(jì)合理性與科學(xué)性的前提下，其結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性與穩(wěn)定性是可以保障的。
一、不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題概述
1.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的基本特征
1.1首先是平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，第一是不規(guī)則：平面狹長、凹進(jìn)太多、凸出太細(xì)，第二就是局部不連續(xù)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是樓板凹進(jìn)后，導(dǎo)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(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是樓層側(cè)向剛度與其相鄰的上面樓層相比，低于70%，如果是高層結(jié)構(gòu)，那么上部份樓層的收進(jìn)部分延伸到外面地面的高度從水平方面測(cè)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(jié)構(gòu)整個(gè)平面作為原始的平面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的時(shí)候只是在原有平面的基礎(chǔ)上進(jìn)行搭建或者拼接的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)通常來說就是針對(duì)原有的設(shè)計(jì)進(jìn)行一部分的調(diào)整，從而達(dá)到不規(guī)則結(jié)構(gòu)的目的。
1.4最后是與原有建筑結(jié)構(gòu)相比，高于其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，通常業(yè)內(nèi)將這類建筑統(tǒng)稱為超規(guī)范結(jié)構(gòu)，總結(jié)來說這種建筑結(jié)構(gòu)具有高于原有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高度在一定范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)以及技術(shù)難度大，材料相應(yīng)變化；在其他限制數(shù)值方面也超出；結(jié)構(gòu)從新設(shè)計(jì)，采用新型的材料以及技術(shù)等特點(diǎn)。
2.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
針對(duì)不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來說，計(jì)算是非常繁瑣，計(jì)算必須要保障精準(zhǔn)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，在確保外觀的前提下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體來說就要保障結(jié)構(gòu)平面的規(guī)則性，不規(guī)則是相對(duì)而言的，它是可以有多個(gè)規(guī)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(jì)算方法，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震計(jì)算是一個(gè)重要的部分，那么對(duì)于地震發(fā)生后建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力預(yù)測(cè)和計(jì)算，我國現(xiàn)有的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和公式有很多種，因?yàn)椴灰?guī)則建筑結(jié)構(gòu)抗震能力預(yù)算具有非常突出的不可預(yù)測(cè)性，我國現(xiàn)階段并沒有在一種明確的計(jì)算方式對(duì)其進(jìn)行計(jì)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(shí)程分析法。最后，就是針對(duì)抗震措施的強(qiáng)化方面，地震作為建筑結(jié)構(gòu)所面臨的最大威脅，對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)的建筑來說，這種威脅更加明顯，那么強(qiáng)化抗震措施的設(shè)計(jì)就顯得更加重要，為了能夠確保不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，要針對(duì)各個(gè)區(qū)域的受力值差異進(jìn)行深入研究，不管是檢測(cè)還是計(jì)算難度都很大，雖然現(xiàn)階段我國能夠借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行很多計(jì)算，但是也不能確保計(jì)算完全不存在誤差，因此，抗震措施的強(qiáng)化就顯得更加重要，也是不規(guī)則建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)。
3.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的電算參數(shù)設(shè)置
3.1扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。從理論分析和工程實(shí)例計(jì)算得知，非耦聯(lián)計(jì)算通常用于平面結(jié)構(gòu)。因此，空間分析軟件SATWE取消了是否選擇扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的選項(xiàng)，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中總考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)的影響，顯然這對(duì)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析是十分有利的。
3.2振型數(shù)量。《高規(guī)》規(guī)定，抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。為了保證抗震計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，必須選取足夠多的振型數(shù)量，使有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9。
3.3雙向地震。從我國在建筑物抗震數(shù)值以及設(shè)計(jì)理念方面來看，依據(jù)相關(guān)條文和規(guī)定，如果采用不規(guī)則結(jié)構(gòu)，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(jìn)行全面的監(jiān)督和管理，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)進(jìn)行。
3.4設(shè)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(dāng)然這個(gè)彈性的數(shù)值具有明確的范圍，彈性數(shù)值過大，則建筑的整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，彈性數(shù)值過小，則會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，因此，在進(jìn)行施工建設(shè)初期，應(yīng)該對(duì)樓板的質(zhì)量和樓板的各項(xiàng)屬性都進(jìn)行嚴(yán)格的審查，合格后的樓板才能運(yùn)進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不規(guī)則設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用
1.工程概述
某國際中心辦公樓項(xiàng)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(jié)構(gòu)。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(shè)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(jié)構(gòu)高度179.5米，超過7度設(shè)防框架一核心筒A級(jí)高度限值130米；扭轉(zhuǎn)及平面規(guī)則性：v向18層偏心率0.1879>0.16，扭轉(zhuǎn)位移kt>1.3；豎向規(guī)則性：3O層、36層搭接柱轉(zhuǎn)換。
3.抗震不規(guī)則的結(jié)構(gòu)處理
高度超限：本工程高度較大，采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充汁算。進(jìn)行風(fēng)載、多遇地震下結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗(yàn)算，同時(shí)考察主要墻、柱的拉壓力狀況，控制其破壞程度，并設(shè)置型鋼和加強(qiáng)配筋提高延性；扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：部分樓層扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2，但小于1.4。對(duì)此，后續(xù)設(shè)計(jì)盡可能優(yōu)化剛度分布，加強(qiáng)邊框架對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻(xiàn)，改善扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。
4.整體結(jié)構(gòu)分析
4.1計(jì)算假定及模型
對(duì)本結(jié)構(gòu)計(jì)算分別采用SATWE和ETABS兩種軟件，均按照建筑實(shí)際尺寸建模至基頂。為驗(yàn)證嵌固層上下側(cè)向剛度，地下室部分取塔樓以外2～3跨并入主體模型進(jìn)行整體分析。計(jì)算樓層位移角及位移比時(shí)按剛性樓板，其它按彈性板。
4.2周期和振型
前3個(gè)振型計(jì)算結(jié)果見表1：本結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)與平動(dòng)周期比滿足規(guī)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(guī)范要求，但通過評(píng)定結(jié)構(gòu)位移、整體穩(wěn)定等指標(biāo)認(rèn)為整體剛度合理，故僅按照規(guī)范要求調(diào)整地震剪力。
4.4剛度比
高層建筑樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)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(jié)果，其層問剛度比均滿足該要求，無薄弱層。
4.5大震下動(dòng)力彈塑性分析
采用EPDA進(jìn)行計(jì)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(jì)算步長為0.02秒，持時(shí)為5～10倍自振周期，輸人主方向最大加速度為220cm/s，次方向?yàn)?87cm/s，計(jì)算結(jié)果如下表：
[關(guān)鍵詞]建筑；結(jié)構(gòu)；不規(guī)則性
中圖分類號(hào)：TU353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(huì)因?yàn)椴煌沫h(huán)境和地質(zhì)條件，而導(dǎo)致建筑體不能完全成為規(guī)則的圖形，不對(duì)稱現(xiàn)象比較常見。以著名的央視大樓為例，它就是一個(gè)典型的不規(guī)則建造體，但卻完美體現(xiàn)了建筑師和設(shè)計(jì)者別具匠心的設(shè)計(jì)理念，堪稱建筑設(shè)計(jì)中的重要代表。建筑工程的中的不規(guī)則性主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：建筑表面的凹凸不平、局部建筑的不連續(xù)性、整體建筑的不規(guī)則性和橫豎向的不連續(xù)。這就要求在具體施工過程中，務(wù)必準(zhǔn)確地把握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和不規(guī)則位置，充分論證其受力情況，只有這樣才能保證不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的建模、設(shè)計(jì)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(gè)建筑物的承受壓力、安全合理性以及經(jīng)濟(jì)性。
1 建筑結(jié)構(gòu)中不規(guī)則建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，我國城市化進(jìn)程的不斷提高，建筑設(shè)計(jì)理念也在不斷運(yùn)用到城市建設(shè)中來，越來越多的建筑物一改單調(diào)、規(guī)則、對(duì)稱的建筑風(fēng)格和建筑結(jié)構(gòu)，追求著不斷創(chuàng)新和獨(dú)樹一幟的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格，而非對(duì)稱性和不規(guī)則結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)前城市建筑物的主流和發(fā)展方向。隨著人們觀念的不斷轉(zhuǎn)變，許多大城市中以其獨(dú)特的建筑風(fēng)格，贏得了人們的普遍關(guān)注。當(dāng)然，在這些光鮮的建筑背后，卻是設(shè)計(jì)者和建造者們良苦用心的結(jié)果，他們經(jīng)歷了非常多的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
2 建筑結(jié)構(gòu)中的不規(guī)則類型
建筑結(jié)構(gòu)類型一般可以分為兩個(gè)大類：豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)和平面不規(guī)則類型。豎向不規(guī)則類型的建筑結(jié)構(gòu)主要包含：側(cè)向剛度不規(guī)則、樓層承載力的突變和豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)性等；平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型主要包含：扭轉(zhuǎn)的不規(guī)則、平面凹凸的不規(guī)則和各別樓板不連續(xù)等。下面主要介紹者兩種常見的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的具體介紹。
2.1 豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型判斷
第一，側(cè)向剛度的不規(guī)則。判斷此種類型的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)是確定樓層之間的側(cè)向剛度值小于相鄰上一樓層的側(cè)向剛度值的百分之七十，或者小于該樓層連著向上三個(gè)樓層平均側(cè)向剛度值的百分之百十，當(dāng)然頂層不能按此方法計(jì)算。同時(shí)，樓層個(gè)別地方水平收縮的長度應(yīng)當(dāng)大于與之相鄰的下一層的百分之二十五。第二，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的不連續(xù)情況的判斷標(biāo)準(zhǔn)是考察數(shù)值方向的抗側(cè)力構(gòu)件是否通過水平力的轉(zhuǎn)換而不斷地向下傳遞力；第三，樓層間的承載力突變判斷標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量的突變判斷標(biāo)準(zhǔn)是樓層質(zhì)量要大于與其相鄰的下一層總質(zhì)量的1.5倍。
2.2 平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型判斷
第一，扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的不規(guī)則判斷依據(jù)為：每一個(gè)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(gè)端點(diǎn)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(jié)構(gòu)的不規(guī)則判斷方法是判斷該建筑結(jié)構(gòu)的凹進(jìn)去一側(cè)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(jié)構(gòu)的不連續(xù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是考察樓板的尺寸和平面剛度發(fā)生急劇變化的程度。
3 不規(guī)則結(jié)構(gòu)的建筑應(yīng)當(dāng)采取的主要措施
在實(shí)際建筑施工過程中，相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和研究，通過這些研究表明：那些不耐抗震的建筑物，其結(jié)構(gòu)往往是那些結(jié)構(gòu)不太規(guī)則的建筑體和那些建筑物質(zhì)量與剛度偏離以及那些抗扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)要素。在進(jìn)一步研究中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)建筑物的破壞是最大的。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中，必須加強(qiáng)對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的限制，通常的使用方法有以下幾個(gè)方面。首先，要盡可能限制建筑結(jié)構(gòu)的平面上的不規(guī)則設(shè)計(jì)，只有這樣設(shè)計(jì)才能夠在一定范圍內(nèi)限制產(chǎn)生過大的偏心力，從而導(dǎo)致建筑整體產(chǎn)生比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及力度；其次，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度，可以在一定范圍內(nèi)防止其太弱，造成結(jié)構(gòu)之間的錯(cuò)位。建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)由扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期和平動(dòng)為主的第一自振周期的比值進(jìn)行大致評(píng)估。當(dāng)這兩種效應(yīng)的扭轉(zhuǎn)周期趨于接近時(shí)，鑒于振動(dòng)耦連的作用，建筑體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)相應(yīng)的增大。因此必須注重減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的值，具體采取的措施主要有以下幾個(gè)方面。
（1）盡量減少建筑體的偏心距。有大量的實(shí)踐證明，建筑體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)往往與其相對(duì)偏心距在某種程度上具有一定線性關(guān)系。倘若要進(jìn)一步改變建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，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(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，便可以使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心更加接近。實(shí)踐過程中，通?？梢圆捎脙煞N方式減少建筑結(jié)構(gòu)的偏心距。
（2）調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性布置應(yīng)該是在初步計(jì)算分析后才進(jìn)行，通過初步計(jì)算的結(jié)果找到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心，同時(shí)需要做的便是通過相關(guān)數(shù)據(jù)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較準(zhǔn)確的判斷建筑結(jié)構(gòu)的剛度分布，最后在適當(dāng)?shù)脑鰷p距質(zhì)心較遠(yuǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件。
（3）調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和抗扭剛度比。由相關(guān)研究表明：建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)周期比的平方的關(guān)系基本上是線性的關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，可以考慮適當(dāng)?shù)臏p小建筑結(jié)構(gòu)的周期。在做剪力墻時(shí)，則需要在合理的范圍內(nèi)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(yuǎn)處的剪力墻。
（4）提高周邊抗扭構(gòu)件抗剪力。要保證建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈震動(dòng)下依然安全，那么只靠調(diào)整結(jié)構(gòu)布置是不夠的。相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)得到了如下的結(jié)論，即：當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于非彈性時(shí)期時(shí)，對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)受到雙向水平地震作用便會(huì)隨形態(tài)變化的而偏心。
（5）較小地震帶來的破壞，設(shè)置防震縫。在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)遇到平面形狀比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，由于受到條件的限制導(dǎo)致不能把平面結(jié)構(gòu)布置成規(guī)則的結(jié)構(gòu)，此時(shí)便可以通過設(shè)置一定的防震縫將結(jié)構(gòu)分成比較簡單的結(jié)構(gòu)單元。在工程中適當(dāng)?shù)脑O(shè)置防震縫是十分有必要的。
結(jié)語
實(shí)際工程中，建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的判斷在一定程度上直接影響建筑結(jié)構(gòu)的建模、建筑結(jié)構(gòu)的一系列布置、薄弱樓層等，而間接的影響整體建筑結(jié)構(gòu)的布置是否經(jīng)濟(jì)、合理、安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)不規(guī)則的建筑物時(shí)，需要盡量的減小或者避免建筑結(jié)構(gòu)比較容易出現(xiàn)薄弱的部位，同時(shí)做到強(qiáng)化那些薄弱部位?，F(xiàn)如今對(duì)于不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的分析還有很多問題需要解決。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50011-2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；不規(guī)則性；研究；應(yīng)用
現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格日益凸顯其多樣化趨勢(shì)，所以對(duì)于它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不規(guī)則性也同樣出現(xiàn)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(gè)方面。在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)施中，設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確的找到結(jié)構(gòu)的不規(guī)則點(diǎn)，進(jìn)而認(rèn)真的設(shè)定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。由于不規(guī)則性的結(jié)構(gòu)會(huì)使整體結(jié)構(gòu)的作用力降低，同時(shí)使建筑的安全性和可靠性也隨之下降，所以需要設(shè)計(jì)人員和施工人員不斷的加強(qiáng)對(duì)建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)的重視。
1高層建筑結(jié)構(gòu)中不規(guī)則性的現(xiàn)狀分析
最近幾年，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(jìn)程的不斷加快，對(duì)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(yè)得到了不斷的發(fā)展和革新。建筑工程設(shè)計(jì)為了更好的適應(yīng)當(dāng)前城市的發(fā)展，進(jìn)一步迎合現(xiàn)今市場(chǎng)的需求，首先從設(shè)計(jì)的理念方面打破了高層建筑設(shè)計(jì)上要求建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則、對(duì)稱的傳統(tǒng)。建筑設(shè)計(jì)師為了自己設(shè)計(jì)的建筑更加的新穎別致、獨(dú)樹一幟，使之成為城市里的一道靚麗風(fēng)景，通常都會(huì)在高層建筑的方案中增加不規(guī)則性的設(shè)計(jì)，這實(shí)際上給建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶來了極大的難度和全新的挑戰(zhàn)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則的特點(diǎn)和形勢(shì)
不斷提升的城市化水平和不斷發(fā)展的建筑行業(yè)，使人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)代的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)也在不斷地發(fā)展和完善之中，因此建筑設(shè)計(jì)人員在將建筑設(shè)計(jì)落實(shí)到實(shí)際當(dāng)中的同時(shí)，也在不斷豐富和更新自己的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)知識(shí)，只有這樣才能夠更好地滿足人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的需求。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)個(gè)性張揚(yáng)的新時(shí)代，人們希望自己居住的建筑環(huán)境獨(dú)具特色，因此建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性也更加的突出，雖然這些風(fēng)格迥異的建筑從某種程度上提升了整個(gè)城市的風(fēng)貌，但同時(shí)也是對(duì)建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)的更高要求，建筑的設(shè)計(jì)人員和施工人員需要在技術(shù)上投入更多的精力，同時(shí)也需要建筑建設(shè)的成本不斷的增加。
3高層建筑結(jié)構(gòu)存在不規(guī)則性的種類
3.1平面設(shè)計(jì)不規(guī)則的類型
平面不規(guī)則的類型同城表現(xiàn)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(zhuǎn)不規(guī)則”，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是水平作用力的結(jié)果。第二是設(shè)計(jì)平面凹凸度不規(guī)則。第三是樓板開都面積比樓板面積大出1/3，有時(shí)還會(huì)造成錯(cuò)層現(xiàn)象。表現(xiàn)為樓板局部不連續(xù)，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(jié)構(gòu)不規(guī)則。
3.2豎向不規(guī)則的類型
造成高層建筑不規(guī)則性的另一方面是“豎向不規(guī)則”。據(jù)有些資料記載：“在一是側(cè)向剛度的不規(guī)則性，該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層或出屋面小建筑外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%；二是豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞；三是樓層的承載力出現(xiàn)了較大幅度的變化，衡量措施就是層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不超過其相鄰上一層的4/5。”這時(shí)就會(huì)顯現(xiàn)出建筑的不規(guī)則現(xiàn)象。這種不規(guī)則現(xiàn)象的存在無疑會(huì)在發(fā)生地震的時(shí)候，建筑結(jié)構(gòu)在平面分布不規(guī)則的位置，損毀是最為嚴(yán)重的，同時(shí)如果“整體結(jié)構(gòu)的核心與剛度作用偏離較大情況下或者是在扭轉(zhuǎn)剛度過小的結(jié)構(gòu)中?！睂?duì)建筑的損毀程度也是較為顯著的。由此而言，我們的建筑結(jié)構(gòu)工程師再設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)一定要提高自己的設(shè)計(jì)技巧和審美觀點(diǎn)。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程考慮其抗震性能和安全性能，同時(shí)對(duì)建筑的主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際扭轉(zhuǎn)效應(yīng)必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前國內(nèi)已經(jīng)有了解決這方面問題的方法，一是最大程度地確保結(jié)構(gòu)在空間和平面上的對(duì)稱性，使其具備一定的分布規(guī)則，盡量避免出現(xiàn)比較大的偏心作用，進(jìn)而科學(xué)地降低主體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；二是在建筑結(jié)構(gòu)規(guī)定的有效范圍之內(nèi)，最大程度地使建筑的扭轉(zhuǎn)剛度值得到增加，以加大對(duì)扭轉(zhuǎn)作用的抵抗能力?！边@些方法目前都是行之有效的。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的應(yīng)用
對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)在實(shí)際的應(yīng)用中，體現(xiàn)出一定的弊端，尤其是在地震的作用下，建筑結(jié)構(gòu)中不規(guī)則的部位容易受到損壞，而且剛度作用較大的結(jié)構(gòu)受到的損害尤為劇烈。為了改善這一問題，需要建筑設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，加強(qiáng)對(duì)這些部分的控制，同時(shí)也要對(duì)主體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)重視。通常情況下，采取的具體措施主要有：保證平面結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，使得結(jié)構(gòu)的分布具有一定的規(guī)則性，這樣才能保證空間的穩(wěn)定性，進(jìn)而減少整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)性。要根據(jù)設(shè)計(jì)方案來對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度值控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)，最大限度地保證建筑結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。具體來說可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行具體的分析：
4.1盡量減少高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)偏心距
在多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)中，高層建筑的扭轉(zhuǎn)程度和偏心距之間存在著明顯的聯(lián)系性。因此，為了減少建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的發(fā)生，就應(yīng)該從偏心距的角度入手，改變其參數(shù)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(shí)也減少了高層主體結(jié)構(gòu)的相對(duì)偏心距，進(jìn)而可以分析出結(jié)構(gòu)中心和剛度中心的相對(duì)位置。
4.2改善高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)與抗扭剛度
我們?cè)趯?shí)際的高層建筑施工過程中發(fā)現(xiàn)，很多小高層的主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)自我震動(dòng)周期的平方值保持著線性函數(shù)的關(guān)系這表明，我們?cè)谶M(jìn)行高層主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,，應(yīng)該通過合理地降低建筑結(jié)構(gòu)自我診斷的周期長短的方式來降低高層主體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。對(duì)于關(guān)剪力墻的有關(guān)設(shè)計(jì),需要在有效的區(qū)域范圍之內(nèi)進(jìn)行墻體的長度或者厚度的科學(xué)性調(diào)節(jié)，使高層建筑的主體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度在實(shí)際應(yīng)用中得到改變。一般情況下，我們采用在主體結(jié)構(gòu)的邊緣處對(duì)柱梁進(jìn)行布置，進(jìn)而使高層建筑主體結(jié)構(gòu)的自我震動(dòng)周期降低,使高層主體抗扭剛度得到改善。
4.3增強(qiáng)高層主體結(jié)構(gòu)邊緣件抗剪強(qiáng)度
在高層建筑的的主體結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，最重要的一點(diǎn)就是要保證其合理性。一旦設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)在施工中出現(xiàn),較大的額外力作用,使建筑主體結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件發(fā)生嚴(yán)重的的破壞。據(jù)建筑行業(yè)的權(quán)威人士們的相關(guān)研究表明,“假如高層建筑長期處于非彈性階段,本來具有規(guī)則性的建筑在受到多重地震作用的影響下就會(huì)因?yàn)樽冃味霈F(xiàn)偏心的情況?！币虼?，要想讓高層主體結(jié)構(gòu)的抗震性能增強(qiáng)，能抵抗自然災(zāi)害的破壞，,它的邊緣構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度必須增強(qiáng),這樣即使受到了較為明顯的額外力作用，整體的建筑結(jié)構(gòu)也能夠通過自身的彈性作用而恢復(fù)正常。
4.4防震縫建立的科學(xué)性
對(duì)于科學(xué)的防震縫問題，我們的建筑設(shè)計(jì)者和工程技術(shù)人員，都經(jīng)歷了苦苦的研究，并在實(shí)踐中進(jìn)行了檢測(cè)。我們發(fā)現(xiàn)空間和平面形體復(fù)雜的高層建筑由于受多種原因的影響,很難將某些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成有規(guī)則性的整體,這時(shí)，就需要建立一套防震縫的手段來確保工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量不受到損壞。這種方式就是根據(jù)建筑物的主體的客觀性來進(jìn)行。尊重客觀也是我們建筑行業(yè)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)管理的一項(xiàng)主要內(nèi)容。
5結(jié)束語
在整個(gè)工程建設(shè)的過程中，高層建筑的不規(guī)則性會(huì)直接對(duì)樓體結(jié)構(gòu)的平面分布構(gòu)成明顯的影響，這就需要及時(shí)的改進(jìn)設(shè)計(jì)中薄弱的環(huán)節(jié)，確保其安全性。在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員保證設(shè)計(jì)的合理性，適時(shí)的采用新技術(shù)和新理念，盡量減少因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不規(guī)則性而給建筑帶來的負(fù)面影響，盡量在確保建筑美觀的同時(shí)保證建筑的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]安志宏.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究與應(yīng)用[D].吉林大學(xué),2004.
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；不規(guī)則；研究；應(yīng)用
在進(jìn)行建筑的建造過程中往往會(huì)由于相關(guān)環(huán)境以及地質(zhì)條件的限制而導(dǎo)致建筑體呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀，一些不對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)也比較常見。比如說著名的中央電視臺(tái)大樓就是一個(gè)典型的不規(guī)則建造體，盡管如此，但是它卻真實(shí)的體現(xiàn)設(shè)計(jì)者獨(dú)具一格的設(shè)計(jì)理念。同時(shí)，不規(guī)則建筑在受力上能夠影響建筑設(shè)計(jì)工作的開展，會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)在水平方向上的偏心側(cè)力，會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的變形力以及扭轉(zhuǎn)力，造成建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的降低，增加建筑的建造成本。所以說在進(jìn)行具體的實(shí)踐時(shí)還是應(yīng)該注意盡最大可能的保持建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱，因?yàn)檫@樣是提高建筑抗側(cè)力的重要基礎(chǔ)條件，有效的提高建筑物的安全系數(shù)和使用壽命[1]。
1不規(guī)則建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及在建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)理念的更新，近些年來，我國的建筑行業(yè)也有了巨大的發(fā)展。我國的城市化進(jìn)程很大程度上促進(jìn)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，各種不同的建筑設(shè)計(jì)新理念也廣泛的應(yīng)用在城市建筑中?，F(xiàn)在城市建筑已經(jīng)一改往日的單調(diào)與規(guī)則，開始追求符合新時(shí)代審美的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格，其中不規(guī)則建筑以及非對(duì)稱建筑都得到了極大的發(fā)展?，F(xiàn)在，許多大城市中的一些建筑因其獨(dú)特的建筑風(fēng)格贏得人們的普遍關(guān)注，比如說比較出名的“東方之門”等。當(dāng)然在這些建筑的背后是建筑師和相關(guān)的設(shè)計(jì)人員們辛勤努力的結(jié)果。但是，雖然不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠很大程度上提高建筑的美感，但是，這也會(huì)在很大程度上提高建筑設(shè)計(jì)的難度，如何設(shè)計(jì)獨(dú)具一格而又能夠保證建筑安全的不規(guī)則建筑已經(jīng)成為了建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要研究課題。
2建筑結(jié)構(gòu)中的不規(guī)則類型分類
對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來講，一般能夠分為以下的兩類，包括平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)和豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)。平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型主要包括以下的幾類：平面凹凸的不規(guī)則性、扭轉(zhuǎn)的不規(guī)則性以及個(gè)別樓板的不連續(xù)等幾類；豎向的不規(guī)則主要包括樓層承載力的突變、側(cè)向剛度的不規(guī)則性以及豎向抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不連續(xù)等。本文主要是選擇兩種設(shè)計(jì)工作中比較常用的不規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析介紹。
2.1對(duì)平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型的判斷
首先，對(duì)于扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)來講對(duì)其不規(guī)則的判斷根據(jù)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(gè)端點(diǎn)之間彈性水平位移的1.2倍，也可以對(duì)最大層間位移進(jìn)行考察，必須保證超過層間平均位移值的1.2倍。其次，對(duì)于凹凸結(jié)構(gòu)的不規(guī)則形判定指標(biāo)為凹進(jìn)去一側(cè)的數(shù)量是否超過其投影尺寸的總長度的30%。再次是對(duì)于樓板局部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性的判定標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)相關(guān)樓層平面剛度以及樓板尺寸所發(fā)生的急劇變化程度。
2.2對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型的判斷
首先，應(yīng)該對(duì)建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的不規(guī)則形進(jìn)行判斷，對(duì)于此種類型建筑進(jìn)行判定的標(biāo)準(zhǔn)為樓層之間的側(cè)向剛度低于相鄰上一樓層側(cè)向剛度的70%，如果該樓層的剛度值小于以上三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%也可以做出這種判定。同時(shí)，樓層個(gè)別區(qū)域水平收縮的長度應(yīng)該超過與之相鄰樓層的25%。其次，對(duì)于樓層之間承載力的突變標(biāo)準(zhǔn)為樓層之間的受剪力強(qiáng)度低于與緊鄰上一樓層剪力強(qiáng)度的80%。再次是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不連續(xù)的判定指標(biāo)為在豎直方向上抗側(cè)力構(gòu)件能否通過水平力的轉(zhuǎn)變而不斷向下部樓層傳遞。最后對(duì)于樓層之間質(zhì)量的突變標(biāo)準(zhǔn)為樓層質(zhì)量應(yīng)該超過相鄰下一層質(zhì)量的1.5倍[2]。
3對(duì)于不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要方法
在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，根據(jù)有關(guān)人員的研究以及實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，那些抗震能力不強(qiáng)的建筑結(jié)構(gòu)主要是一些結(jié)構(gòu)不規(guī)則的建筑物，還包括一些建筑物質(zhì)量與剛度發(fā)生偏離的建筑，根據(jù)相關(guān)的研究還可以看出，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生穩(wěn)定性最大影響的是扭轉(zhuǎn)效應(yīng)以及扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所說在具體進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工工作時(shí)應(yīng)該盡量的對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行限制，建筑工程中最普遍用來限制建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的辦法主要包括以下的幾類：第一，如果建筑結(jié)構(gòu)的某一部分比較弱就很有可能會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)之間的錯(cuò)位，所以說，提高建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度可以從這一方面入手；第二，要想提高建筑結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)該盡可能的降低建筑結(jié)構(gòu)在平面上的不規(guī)則性，這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)可能產(chǎn)生的過大偏心力進(jìn)行限制，提高建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)力度。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)如果兩種效應(yīng)扭轉(zhuǎn)周期逐漸接近，由于震動(dòng)耦連的作用，建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)在一定程度上增大，所以對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)而言，降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是保證建筑穩(wěn)定性的重要方面，主要包括以下幾個(gè)方面：對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在一定計(jì)算分析的基礎(chǔ)上做出，根據(jù)相關(guān)的計(jì)算確定建筑結(jié)構(gòu)的剛心以及質(zhì)心，并且同時(shí)還應(yīng)該注意根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)來對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度分布進(jìn)行分析，然后適當(dāng)?shù)膶?duì)距離質(zhì)心比較遠(yuǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意降低建筑體的偏心距，根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)可以得知，建筑體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與其相對(duì)偏心距之間存在一定的關(guān)系?？梢酝ㄟ^降低樓層之間的位移比來改變建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)建筑物的平面位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣能夠有效的減少建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛心之間的距離，使兩者盡可能的重合。對(duì)周邊抗扭構(gòu)件的抗剪切力進(jìn)行提高，如果想要保證建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈震動(dòng)下的安全，如果僅僅對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)作出調(diào)整還是不夠的。根據(jù)有關(guān)技術(shù)人員的研究可以發(fā)現(xiàn)，處于非彈性時(shí)期的建筑結(jié)構(gòu)，如果受到雙向水平震動(dòng)的作用很有可能造成建筑結(jié)構(gòu)的偏心現(xiàn)象[3]。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗扭剛度比以及抗側(cè)剛度進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)有關(guān)的研究成果可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來講，其扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)周期之間比值的平方是具有線形關(guān)系，所以說在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意合理的降低建筑結(jié)構(gòu)施工周期。比如說在進(jìn)行剪力墻的施工時(shí)，應(yīng)該在保證建筑工程穩(wěn)定、安全的前提下適當(dāng)?shù)脑黾又苓呄嚓P(guān)剪力墻的厚度，尤其是對(duì)于那些距離剛心最遠(yuǎn)的剪力墻。合理的設(shè)置防震縫，在進(jìn)行工程施工時(shí)可能會(huì)遇到一些平面形狀比較復(fù)雜的建筑工程，由于在進(jìn)行這一類建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)受到相關(guān)地形條件的限制，所設(shè)計(jì)的平面結(jié)構(gòu)往往是不規(guī)則的，通過合理的設(shè)置防震縫不僅能夠有效的將相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)分割成一些比較簡單的單元，同時(shí)還能有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
4結(jié)語
不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代城市建筑中越來越普遍，不規(guī)則結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑工程質(zhì)量建設(shè)也具有越來越重要的地位。但是現(xiàn)階段的不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中依然是存在一定的問題。所以，相關(guān)的研究人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)的研究，在滿足現(xiàn)代人多樣化需求的同時(shí)盡量的降低不規(guī)則結(jié)構(gòu)的負(fù)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(xiàn):
[1]龔俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題的分析[J].建材與裝飾，2015(45)：123-124.
關(guān)鍵詞語：抗震設(shè)計(jì) 建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性
在地震地面運(yùn)動(dòng)作用下，建筑物的損傷破壞首先會(huì)出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)側(cè)向抗震系統(tǒng)的薄弱部位，薄弱部位的損傷破壞會(huì)進(jìn)一步加劇結(jié)構(gòu)抗震性能的退化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的倒塌。建筑物的薄弱部位主要來源于結(jié)構(gòu)配置的缺陷或不規(guī)則，如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不規(guī)則的幾何尺寸、軟弱的樓層、質(zhì)量過分集中以及不連續(xù)的側(cè)向抗震系統(tǒng)等。 建筑結(jié)構(gòu)的平、立面是否規(guī)則，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性具有最重要的影響，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)重視其平面、立面和豎向剖面的規(guī)則性對(duì)抗震性能及經(jīng)濟(jì)合理性的影響，宜擇優(yōu)選用規(guī)則的形體，其抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則對(duì)稱、側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小、避免側(cè)向剛度和承載力突變。
一、建筑形體及其構(gòu)件布置的平面、豎向不規(guī)則性，按不同要求可劃分為：
1 、 混凝土房屋、鋼結(jié)構(gòu)房屋和鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)房屋存在表1-1所列舉的某項(xiàng)平面不規(guī)則類型，或者表1-2所列舉的某項(xiàng)堅(jiān)向不規(guī)則類型以及類似的不規(guī)則類型，應(yīng)屬于不規(guī)則的建筑。
2 、 砌體房屋、單層工業(yè)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(guī)則性的劃分，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
3 、 當(dāng)存在多項(xiàng)不規(guī)則或某項(xiàng)不規(guī)則超過規(guī)定的參考指標(biāo)較多時(shí)，應(yīng)屬于特別不規(guī)則的建筑。
平面不規(guī)則的主要類型
不規(guī)則類型 定義和參考指標(biāo)
扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 在規(guī)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?qū)娱g位移）平均值的1.2倍
凹凸不規(guī)則 平面凹進(jìn)的尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%
樓板局部不連續(xù) 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(cuò)層
表1-1
豎向不規(guī)則的主要類型
不規(guī)則類型 定義和參考指標(biāo)
側(cè)向剛度不規(guī)則 該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層或出屋面小建筑外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%
豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù) 豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞
樓層承載力突變 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%
表1-2
二、不規(guī)則結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的要求
體型復(fù)雜、平直面不規(guī)則的建筑，應(yīng)根據(jù)不規(guī)則程度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析，確定是否設(shè)置防震縫，并分別符合下列要求：
1當(dāng)不設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)采用符合實(shí)際的計(jì)算模型，分析判明其應(yīng)力集中、變形集中或地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等導(dǎo)致的易損部位，采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。
2當(dāng)在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫時(shí)，宜形成多個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。防震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差以及可能的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的情況，留有足夠的寬度，其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開。
3當(dāng)設(shè)置伸縮縫和沉降縫時(shí)，其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。
三、針對(duì)不規(guī)則建筑的設(shè)計(jì)問題
1、建筑體型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)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(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)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(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。2、建筑平面布置設(shè)計(jì)問題 建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)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(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)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(gè)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(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)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(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)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(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。 3、建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問題是比較突出的。存在的這個(gè)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(chǎng)、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(shè)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(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)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(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對(duì)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(shè)計(jì)中必須高度重視的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子不對(duì)齊，墻體不連續(xù)，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(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)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(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)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(gè)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(fā)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(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)
四、建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則設(shè)計(jì)時(shí)的抗震作用計(jì)算
建筑形體及其構(gòu)件布置不規(guī)則設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按下列要求進(jìn)行地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施：
1平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型．并應(yīng)符合下列要求：
1)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響，且樓層豎向構(gòu)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(dāng)最大層間位移遠(yuǎn)小于規(guī)范限值時(shí)，可適當(dāng)放寬；如圖4-1所示。
2)凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型；高烈度或不規(guī)則程度較大時(shí)，宜計(jì)入樓板局部變形的影響；
3)平面不對(duì)稱且凹凸不規(guī)則或局部不連續(xù)，可根據(jù)實(shí)際情況分塊計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比，對(duì)扭轉(zhuǎn)較大的部位應(yīng)采用局部的內(nèi)力增大系數(shù)。
圖4-1 建筑結(jié)構(gòu)平面的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則示例
2平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，剛度小的樓層的地震剪力應(yīng)乘以不小于1.15的增大系數(shù)，其薄弱層應(yīng)按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行彈塑性變形分析，并應(yīng)符合下列要求：
1)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí)，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)根據(jù)烈度高低和水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的類型、受力情況、幾何尺寸等，乘以1.25～2.O的增大系數(shù)；如圖4-2所示。
2)側(cè)向剛度不規(guī)則時(shí)，相鄰層的側(cè)向剛度比應(yīng)依據(jù)其結(jié)構(gòu)類型符合本規(guī)范相關(guān)章節(jié)的規(guī)定；
3)樓層承載力突變時(shí)，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%。圖4-3所示。
圖4-2 延豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則示例
圖4-3 豎向抗測(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度非均勻化示例
3平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑，應(yīng)根據(jù)不規(guī)則類型的數(shù)量和程度，有針對(duì)性地采取不低于相關(guān)規(guī)定要求的各項(xiàng)抗震措施。特別不規(guī)則的建筑，應(yīng)經(jīng)專門研究，采取更有效的加強(qiáng)措施或?qū)Ρ∪醪课徊捎孟鄳?yīng)的抗震性能化設(shè)計(jì)方法。
五、總結(jié)
綜上所述，對(duì)于現(xiàn)代城市日益涌現(xiàn)的造型新穎別具一格的不規(guī)則建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)細(xì)心分析各種情況，從概念設(shè)計(jì)入手，找出結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，因勢(shì)利導(dǎo)客服不利因素，使整個(gè)結(jié)構(gòu)在平面和豎向合理地布置結(jié)構(gòu)剛度，避免和減少結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的薄弱部位，同時(shí)加強(qiáng)薄弱部位的構(gòu)造措施，是建筑物從一格貌似不規(guī)則的建筑調(diào)整成一個(gè)結(jié)構(gòu)上的規(guī)則建筑，只要結(jié)構(gòu)工程師認(rèn)真分析，抓住重點(diǎn)、強(qiáng)化構(gòu)造，不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)問題是很容易解決的。
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