建筑结构设计中不规则设计问题分析与探讨

建筑结构设计中不规则设计问题分析与探讨

刘正华  张伟青  尹根

航天规划设计集团有限公司  100071

摘要：目前，各城市内部接连出现了大量不规则结构建筑的身影，这为建筑设计者、施工者带来了诸多严峻挑战，大幅度提高其工作难度。由于对建筑结构不规则性的判断，与建筑结构布置的安全性、科学性及合理性存在密切联系，因此设计师必须充分把握建筑结构的不规则特点，并且适当强化建筑结构的薄弱处位置，强化构造措施，进一步提升建筑物抗震性能，保障建筑工程的安全性、稳定性。

关键词：建筑结构设计；不规则设计；问题

引言

在建筑结构设计中对不规则设计问题进行分析具有重要的意义，能够为人们创造更加安全、舒适、环保的居住环境。同时，随着技术的不断进步和实践经验的积累，相信建筑结构的安全性将得到更好的保障和提升。

1建筑结构设计应遵循的原则

1.1刚柔并济原则

在进行建筑结构设计工作时，在刚性层面的原则是，对结构执行设计工作时，确保建筑结构在整体刚度层面契合工程标准，适当增加结构刚度，建筑物在稳定层面的性能越强。同时也不能过度增加结构刚度，这样不仅会浪费材料，也会适得其反地增加地震作用。

1.2多道防线原则

安全性属于建筑结构设计工作环节的重点，需要合理遵守多道防线的设计原则。具体是指，如果由于外部施加作用力导致其出现损伤，建筑物体的某类构件出现故障或者损毁时，其它建筑构件仍然在支撑层面可以发挥作用，对建筑整体结构起到保护作用，避免由于外部受到伤害，对内部人员的生命安全形成威胁。

1.3因地制宜原则

在建筑结构设计过程中，要全方位考量建设场地的地理地貌、自然人文条件，对建设场地在地震、风力等荷载层面的条件予以重点了解，让建筑构件在承载层面的性能得到最大限度的保证。

2建筑结构设计中不规则设计问题分析

2.1建筑结构方案选择不当

在建筑结构不规则设计过程中，选择不合适的结构方案会导致后续设计和施工阶段的问题，其中，选择不适合特定建筑高度、用途或地理位置的结构类型，会导致结构稳定性不足，增加建设成本；错误的材料选择可能导致结构自重增加、难以施工、维护困难以及地震抗力不足等问题；结构的布局不当可能导致内部空间浪费、功能性不佳，或者影响建筑的外观设计。选择不合适的结构方案会增加施工的难度和成本。

2.2设计人员的专业素养有待提高

建筑结构不规则设计是复杂且涉及多学科的工程，要求设计人员具备较高的专业素养，否则会出现结构设计不合格、不安全、不经济或不满足性能要求的情况。其中，设计人员不具备足够的结构工程知识和经验，导致建筑结构不安全，无法承受外部荷载的问题比较常见。设计人员不了解现代工程技术的实际应用情况可能会导致建筑安全性能不足，不考虑施工和可维护性可能导致施工阶段的问题和长期维护成本的增加。

3建筑结构设计中不规则设计的优化策略

3.1优化结构选型与布置

结构选型与布置是确保建筑物安全、适用、经济和美观的关键环节。基于建筑功能和场地条件的合理选型是结构设计的首要任务。在建筑结构设计过程中，房间的布局直接影响着结构的柱网布置和承重体系的选择。良好的采光通风要求需要在结构设计中充分考虑剪力墙开窗的位置和大小，以避免对结构受力产生不利影响。同时，场地条件如地质情况、风荷载和地震烈度等是决定结构选型的重要因素。在地质条件较差的地区，可能需要选择基础形式更为稳固的结构体系，如桩基础结合框架结构；在风荷载较大的区域，剪力墙结构或框架—剪力墙结构能够提供更好的抗风能力；而在地震高发区，结构的延性和抗震性能则成为重点考量因素，可能更倾向于采用具有良好耗能能力的结构形式。结构平面和竖向规则性的控制对于建筑物的稳定性和安全性至关重要。规则、对称的平面和竖向布置能够使结构在水平和竖向荷载作用下的受力更加合理，减少扭转效应和内力集中。在平面布置中，质量和刚度的均匀分布能够避免因局部薄弱而导致的变形过大，提高结构的整体抗震性能。因此，优化结构选型与布置需要综合考虑建筑功能、场地条件、施工工艺和经济成本等多方面因素。

3.2减少扭转位移比

在如今新时期环境下，往往会存在大量的不规则建筑结构设计，在此情况下，设计人员则需要对偶然偏心扭转位移比指标进行科学控制，以进一步提高建筑的整体安全性与稳定性。设计人员通过大量数据分析后可以发现，建筑结构偶然偏心扭转位移比与结构的不规则性关联性较强，可以作为结构设计的有效依据，因此在进行建筑结构设计工作时，基于对建筑结构的扭转现象处理，可以对建筑结构的设计方式进行针对性改善，进而通过降低其扭转位移比，来更好地提高建筑物的稳定效果。设计人员通过调整结构抗侧力构件的布置，将其结构扭转位移比指标降低后，建筑结构在地震作用下受力更为合理，进而促使建筑的整体稳定性得到提升。而在偶然偏心扭转位移比指标优化过程中，可以选择多种设计方式进行调整。例如，在设计人员经过数据计算之后，对结构主体进行合理的空间分布，通过调整结构的空间分布效果，使其达到扭转位移比减小的效果，如此便能够更好地提高建筑的稳定性。另外，设计人员在对扭转位移比进行具体调节过程中，可以基于多模型对比，来对建筑结构的刚度进行合理分布，如此一来，则可以让结构薄弱环节得到相应增强，使建筑结构更加稳定。

3.3提高设计人员专业素养，培养安全意识

建筑结构不规则设计需要高度的专业素养和安全意识，因为设计决策可能直接影响建筑的安全性能。因此，需要为设计团队成员提供必要的教育和培训，以确保他们具备必要的结构工程知识、技能，了解最新的行业趋势，保持专业素养。同时，建立多学科设计团队，以鼓励跨学科合作和知识交流。督促设计人员遵守当地和国家的建筑法规和标准，特别是关于建筑结构、安全性和可持续性方面的要求。另外，强调工程设计责任感，确保设计人员能够始终考虑公共安全和社会责任。建立安全文化，鼓励设计人员将安全作为设计的首要目标，而不仅仅是满足规范标准的要求。

3.4科学规划不规则部件，并做好防震措施

与建筑工程常规结构相比，不规则结构的复杂程度比较高，受到外部因素的影响较大。对此，在建筑结构不规则设计中应当综合考虑各类影响因素，并做出科学合理的规划设计，避免对后续使用造成不良影响。另外，在建设阶段应采用有效的地震防护措施，如合理设置抗震缝，有利于减少地震力对建筑的直接影响，从而保护整体结构的安全。

结束语

建筑结构的优化设计不仅仅是创建引人注目的建筑，更是在构筑城市的未来。面对挑战和机遇，需要始终保持对创新和卓越的追求，以满足不断演变的需求和标准。本文讨论了建筑结构不规则设计中的问题和对策，目标是实现更安全、更高效和更可持续的建筑设计。因此，必须对建筑结构不规则设计负起责任，确保它们不仅在美学上令人印象深刻，而且在功能、安全性和可持续性上也是卓越的，为城市建设的可持续发展提供保障。

参考文献

[1]杨芳,罗志远,李一松.某不规则多层建筑结构整体分析与设计[J].建筑结构，2023,53（S2）：208-213.

[2]李忠.某多项不规则办公大楼结构设计[J].福建建设科技，2023（06）：28-32.

[3]何涤凡.不规则多层建筑结构设计分析[J].住宅与房地产，2023（23）：77-79.

[4]王鑫.平面不规则高层建筑结构设计要点分析[J].四川水泥，2023（07）：97-99.

[5]徐建清.简析高层建筑结构设计中的不规则问题与抗震方法[J].江西建材，2023（06）：119-121.