尽管是不推荐的,但在实际工程中却难免会遇到。针对这类型不规则问题,不建议一棍子打死,而是应该在战略上藐视它,但在战术上重视它,从而确保设计的安全合理且不过多的浪费成本。下面且以某多层L形结构平面和某高层槽形结构平面为例,谈谈存在明显凹凸不规则问题的结构设计战略和战术。

 

 

    也许有人会问,为什么说还要从战略上藐视呢,这样的结构难道不会甩的很厉害么(专业点说,如此严重的不规则体型必然会使其在地震作用下扭转很严重呀,扭转位移比超过1.2甚至1.5呀)?
    的确如此,如果结构布置处理不好,的确会控制不住上述问题,从而导致设计违规。但我们仔细想想就明白,如果将结构构件合理布置,使平面的质心与刚心尽量重合,那么作用于质心的地震力相对于刚心的力臂便为零或很小,结构不就不会明显的扭转了么?事实上,哪怕是简单的矩形平面,如果质心刚心距离太远,同样会存在严重的结构扭转问题的。
    因此,问题的关键之一在于调结构平面的质心刚心,使其尽量重合。图1所示的某多层混凝土框剪结构、图2所示的某高层钢框架支撑结构,两个平面的质心刚心位置均很近,且两个项目最终整体计算的扭转位移比结果也分别不超过1.4和不超过1.2,从而使结构扭转不规则问题可控且合规。所以我们要从战略上藐视。
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             图1 某多层
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              图2 某高层

    然而,虽然找到了设计的关键点,我们具体设计时还是要从战术上重视,并非整体计算结果的质心刚心重叠或相近,扭转位移比合规合理便万事大吉,实际工程受力是个很复杂的过程。只有从概念上对薄弱部位进行特殊加强,确保建筑物在地震下的受力特性的确是呈整体的和刚性的,质心刚心尽量重合的设计思路才真正的有其工程意义。若是因局部的薄弱部位设计不当,在经受地震作用时提前退出工作,那结构整体也就势必陷入被分别击溃的险境,从而最终土崩瓦解。

    对凹凸不规则结构概念上的加强,有比如在图1的拐角部位直接设竖向抗侧力构件,省去了完全依赖楼板传力的一些不确定因素,也有比如在图2所示的拐角位置同时布置竖向抗侧力构件和加强楼板的方式。当然个别项目也可以仅考虑将拐角处的楼板适当加厚,但此时的楼板一定要保证其完整性。且不管采用哪种加强方案,最后还是均建议对其进行弹塑性分析,验证加强措施是否到位,同时验证结构整体的受力性能是否符合预期的设计目标。因为对于建筑结构而言,弹性分析是理想的假定,非线性的弹塑性的受力和破坏机理才更符合实际。

    补充说明的是,能通过结构计算和措施保证设计安全合理的,尽量不走超限审查程序(当然多层结构不存在这个问题),可以在一定程度上节省工程成本和时间成本,也是建设方乐于接受的。

    最后联想到实际生活是,一个人精神内核要稳定,才能真正的经受得住风吹雨淋,千锤百炼,但内核稳定的前提是物质的身体的资源有能量供得起其稳定的内核才是。偏重哪一面都不甚合理……