剪力墻結(jié)構(gòu)是由一系列縱向、橫向剪力墻及樓蓋所組成的空間結(jié)構(gòu)，承受豎向荷載和水平荷載，是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式。由于縱、橫向剪力墻在其自身平面內(nèi)的剛度都很大，在水平荷載作用下，側(cè)移較小，因此這種結(jié)構(gòu)抗震及抗風性能都較強，承載力要求也比較容易滿足，適宜于建造層數(shù)較多的高層建筑。
剪力墻主要承受兩類荷載：一類是樓板傳來的豎向荷載，在地震區(qū)還應(yīng)包括豎向地震作用的影響；另一類是水平荷載，包括水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內(nèi)力分析包括豎向荷載作用下的內(nèi)力分析和水平荷載作用下的內(nèi)力分析。在豎向荷載作用下，各片剪力墻所受的內(nèi)力比較簡單，可按照材料力學原理進行。在水平荷載作用下剪力墻的內(nèi)力和位移計算都比較復(fù)雜，因此本節(jié)著重討論剪力墻在水平荷載作用下的內(nèi)力及位移計算。
一、剪力墻的分類及受力特點
為滿足使用要求，剪力墻常開有門窗洞口。理論分析和試驗研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口是否存在，洞口的大小、形狀及位置的不同都將影響剪力墻的受力性能。剪力墻按受力特性的不同主要可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻（多肢墻）和壁式框架等幾種類型。不同類型的剪力墻，其相應(yīng)的受力特點、計算簡圖和計算方法也不相同，計算其內(nèi)力和位移時則需采用相應(yīng)的計算方法。
1．整體剪力墻
無洞口的剪力墻或剪力墻上開有一定數(shù)量的洞口，但洞口的面積不超過墻體面積的15%，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞孔長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種墻體稱為整體剪力墻（或稱為懸臂剪力墻）。整體剪力墻的受力狀態(tài)如同豎向懸臂梁，截面變形后仍符合平面假定，因而截面應(yīng)力可按材料力學公式計算。
2．小開口整體剪力墻
當剪力墻上所開洞口面積稍大且超過墻體面積的15%時，通過洞口的正應(yīng)力分布已不再成一直線，而是在洞口兩側(cè)的部分橫截面上，其正應(yīng)力分布各成一直線。這說明除了整個墻截面產(chǎn)生整體彎矩外，每個墻肢還出現(xiàn)局部彎矩，因為實際正應(yīng)力分布，相當于在沿整個截面直線分布的應(yīng)力之上疊加局部彎矩應(yīng)力。但由于洞口還不很大，局部彎矩不超過水平荷載的懸臂彎矩的15％。因此，可以認為剪力墻截面變形大體上仍符合平面假定，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點。內(nèi)力和變形仍按材料力學計算，然后適當修正。
在水平荷載作用下，這類剪力墻截面上的正應(yīng)力分布略偏離了直線分布的規(guī)律，變成了相當于在整體墻彎曲時的直線分布應(yīng)力之上疊加了墻肢局部彎曲應(yīng)力，當墻肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的15%時，其截面變形仍接近于整體截面剪力墻，這種剪力墻稱之為小開口整體剪力墻。
3．聯(lián)肢剪力墻
洞口開得比較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，橫截面上正應(yīng)力的分布遠不是遵循沿一根直線的規(guī)律。但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較為顯著，但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點。這種剪力墻可視為由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來的結(jié)構(gòu)體系，故稱為聯(lián)肢剪力墻。其中，僅由一列連梁把兩個墻肢聯(lián)結(jié)起來的稱為雙肢剪力墻；由兩列以上的連梁把三個以上的墻肢聯(lián)結(jié)起來的稱為多肢剪力墻。
當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時，由于洞口較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，剪力墻的截面變形已不再符合平截面假設(shè)。這時剪力墻成為由一系列連梁約束的墻肢所組成的聯(lián)肢墻。開有一列洞口的聯(lián)肢墻稱為雙肢墻，當開有多列洞口時稱之為多肢墻。
4．壁式框架
洞口開得比聯(lián)肢剪力墻更寬，墻肢寬度較小，墻肢與連梁剛度接近時，墻肢明顯出現(xiàn)局部彎矩，在許多樓層內(nèi)有反彎點。剪力墻的內(nèi)力分布接近框架，故稱壁式框架。壁式框架實質(zhì)是介于剪力墻和框架之間的一種過渡形式，它的變形已很接近剪切型。只不過壁柱和壁梁都較寬，因而在梁柱交接區(qū)形成不產(chǎn)生變形的剛域。
當剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度時，剪力墻的受力性能已接近于框架，這種剪力墻稱為壁式框架。
（1）基本假定
a）將每一樓層處的連系梁簡化為均勻連續(xù)分布的連桿；
b）忽略連系梁的軸向變形，即假定兩墻肢在同一標高處的水平位移相等；
c）假定兩墻肢在同一標高處的轉(zhuǎn)角和曲率相等，即變形曲線相同；
d）假定各連系梁的反彎點在該連系梁的中點；
f）認為雙肢墻的層高h、慣性矩、；截面積、；連系梁的截面積和慣性矩等參數(shù)，沿墻高度方向均為常數(shù)。
根據(jù)以上假定，可得雙肢墻的計算簡圖。
二、各類剪力墻內(nèi)力與位移計算要點
剪力墻結(jié)構(gòu)隨著類型和開洞大小的不同，計算方法和計算簡圖也不同。整體墻和小開口整體墻的計算簡圖基本上是單根豎向懸臂桿，計算方法按材料力學公式（對整體墻不修正，對小開口整體墻修正）計算。其他類型剪力墻，其計算簡圖均無法用單根豎向懸臂桿代表，而應(yīng)按能反映其性態(tài)的結(jié)構(gòu)體系計算。
1．整體剪力墻
對于整體剪力墻，在水平荷載作用下，根據(jù)其變形特征（截面變形后仍符合平面假定），可視為一整體的懸臂彎曲桿件，用材料力學中懸臂梁的內(nèi)力和變形的基本公式進行計算。
（1）內(nèi)力計算
整體墻的內(nèi)力可按上端自由，下端固定的懸臂構(gòu)件，用材料力學公式，計算其任意截面的彎矩和剪力?？偹胶奢d可以按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配，然后進行單片剪力墻的計算。
剪力墻的等效抗彎剛度（或叫等效慣性矩）就是將墻的彎曲、剪切和軸向變形之后的頂點位移，按頂點位移相等的原則，折算成一個只考慮彎曲變形的等效豎向懸臂桿的剛度。
（2）位移計算
整體墻的位移，如墻頂端處的側(cè)向位移，同樣可以用材料力學的公式計算，但由于剪力墻的截面高度較大，故應(yīng)考慮剪切變形對位移的影響。當開洞時，還應(yīng)考慮洞口對位移增大的影響。
2．小開口整體剪力墻
小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置，洞口的總面積雖超過墻總面積的15％，但仍屬于洞口很小的開孔剪力墻。通過實驗發(fā)現(xiàn)，小開口剪力墻在水平荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后基本保持平面，正應(yīng)力分布圖形也大體保持直線分布，各墻肢中僅有少量的局部彎矩；沿墻肢高度方向，大部分樓層中的墻肢沒有反彎點。在整體上，剪力墻仍類似于豎向懸臂桿件。就為利用材料力學公式計算內(nèi)力和側(cè)移提供了前提，再考慮局部彎曲應(yīng)力的影響，進行修正，則可解決小開口剪力墻的內(nèi)力和側(cè)移計算。
首先將整個小開口剪力墻作為一個懸臂桿件，按材料力學公式算出標高z處的總彎矩、總剪力和基底剪力。
其次，將總彎矩分為兩部分：1）產(chǎn)生整體彎曲的總彎矩（占總彎矩的85％），2）產(chǎn)生局部彎曲的總彎矩（占15％）。
剪力墻主要承受兩類荷載：一類是樓板傳來的豎向荷載，在地震區(qū)還應(yīng)包括豎向地震作用的影響；另一類是水平荷載，包括水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內(nèi)力分析包括豎向荷載作用下的內(nèi)力分析和水平荷載作用下的內(nèi)力分析。在豎向荷載作用下，各片剪力墻所受的內(nèi)力比較簡單，可按照材料力學原理進行。在水平荷載作用下剪力墻的內(nèi)力和位移計算都比較復(fù)雜，因此本節(jié)著重討論剪力墻在水平荷載作用下的內(nèi)力及位移計算。
一、剪力墻的分類及受力特點
為滿足使用要求，剪力墻常開有門窗洞口。理論分析和試驗研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口是否存在，洞口的大小、形狀及位置的不同都將影響剪力墻的受力性能。剪力墻按受力特性的不同主要可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻（多肢墻）和壁式框架等幾種類型。不同類型的剪力墻，其相應(yīng)的受力特點、計算簡圖和計算方法也不相同，計算其內(nèi)力和位移時則需采用相應(yīng)的計算方法。
1．整體剪力墻
無洞口的剪力墻或剪力墻上開有一定數(shù)量的洞口，但洞口的面積不超過墻體面積的15%，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞孔長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種墻體稱為整體剪力墻（或稱為懸臂剪力墻）。整體剪力墻的受力狀態(tài)如同豎向懸臂梁，截面變形后仍符合平面假定，因而截面應(yīng)力可按材料力學公式計算。
2．小開口整體剪力墻
當剪力墻上所開洞口面積稍大且超過墻體面積的15%時，通過洞口的正應(yīng)力分布已不再成一直線，而是在洞口兩側(cè)的部分橫截面上，其正應(yīng)力分布各成一直線。這說明除了整個墻截面產(chǎn)生整體彎矩外，每個墻肢還出現(xiàn)局部彎矩，因為實際正應(yīng)力分布，相當于在沿整個截面直線分布的應(yīng)力之上疊加局部彎矩應(yīng)力。但由于洞口還不很大，局部彎矩不超過水平荷載的懸臂彎矩的15％。因此，可以認為剪力墻截面變形大體上仍符合平面假定，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點。內(nèi)力和變形仍按材料力學計算，然后適當修正。
在水平荷載作用下，這類剪力墻截面上的正應(yīng)力分布略偏離了直線分布的規(guī)律，變成了相當于在整體墻彎曲時的直線分布應(yīng)力之上疊加了墻肢局部彎曲應(yīng)力，當墻肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的15%時，其截面變形仍接近于整體截面剪力墻，這種剪力墻稱之為小開口整體剪力墻。
3．聯(lián)肢剪力墻
洞口開得比較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，橫截面上正應(yīng)力的分布遠不是遵循沿一根直線的規(guī)律。但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較為顯著，但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點。這種剪力墻可視為由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來的結(jié)構(gòu)體系，故稱為聯(lián)肢剪力墻。其中，僅由一列連梁把兩個墻肢聯(lián)結(jié)起來的稱為雙肢剪力墻；由兩列以上的連梁把三個以上的墻肢聯(lián)結(jié)起來的稱為多肢剪力墻。
當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時，由于洞口較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，剪力墻的截面變形已不再符合平截面假設(shè)。這時剪力墻成為由一系列連梁約束的墻肢所組成的聯(lián)肢墻。開有一列洞口的聯(lián)肢墻稱為雙肢墻，當開有多列洞口時稱之為多肢墻。
4．壁式框架
洞口開得比聯(lián)肢剪力墻更寬，墻肢寬度較小，墻肢與連梁剛度接近時，墻肢明顯出現(xiàn)局部彎矩，在許多樓層內(nèi)有反彎點。剪力墻的內(nèi)力分布接近框架，故稱壁式框架。壁式框架實質(zhì)是介于剪力墻和框架之間的一種過渡形式，它的變形已很接近剪切型。只不過壁柱和壁梁都較寬，因而在梁柱交接區(qū)形成不產(chǎn)生變形的剛域。
當剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度時，剪力墻的受力性能已接近于框架，這種剪力墻稱為壁式框架。
（1）基本假定
a）將每一樓層處的連系梁簡化為均勻連續(xù)分布的連桿；
b）忽略連系梁的軸向變形，即假定兩墻肢在同一標高處的水平位移相等；
c）假定兩墻肢在同一標高處的轉(zhuǎn)角和曲率相等，即變形曲線相同；
d）假定各連系梁的反彎點在該連系梁的中點；
f）認為雙肢墻的層高h、慣性矩、；截面積、；連系梁的截面積和慣性矩等參數(shù)，沿墻高度方向均為常數(shù)。
根據(jù)以上假定，可得雙肢墻的計算簡圖。
二、各類剪力墻內(nèi)力與位移計算要點
剪力墻結(jié)構(gòu)隨著類型和開洞大小的不同，計算方法和計算簡圖也不同。整體墻和小開口整體墻的計算簡圖基本上是單根豎向懸臂桿，計算方法按材料力學公式（對整體墻不修正，對小開口整體墻修正）計算。其他類型剪力墻，其計算簡圖均無法用單根豎向懸臂桿代表，而應(yīng)按能反映其性態(tài)的結(jié)構(gòu)體系計算。
1．整體剪力墻
對于整體剪力墻，在水平荷載作用下，根據(jù)其變形特征（截面變形后仍符合平面假定），可視為一整體的懸臂彎曲桿件，用材料力學中懸臂梁的內(nèi)力和變形的基本公式進行計算。
（1）內(nèi)力計算
整體墻的內(nèi)力可按上端自由，下端固定的懸臂構(gòu)件，用材料力學公式，計算其任意截面的彎矩和剪力?？偹胶奢d可以按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配，然后進行單片剪力墻的計算。
剪力墻的等效抗彎剛度（或叫等效慣性矩）就是將墻的彎曲、剪切和軸向變形之后的頂點位移，按頂點位移相等的原則，折算成一個只考慮彎曲變形的等效豎向懸臂桿的剛度。
（2）位移計算
整體墻的位移，如墻頂端處的側(cè)向位移，同樣可以用材料力學的公式計算，但由于剪力墻的截面高度較大，故應(yīng)考慮剪切變形對位移的影響。當開洞時，還應(yīng)考慮洞口對位移增大的影響。
2．小開口整體剪力墻
小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置，洞口的總面積雖超過墻總面積的15％，但仍屬于洞口很小的開孔剪力墻。通過實驗發(fā)現(xiàn)，小開口剪力墻在水平荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后基本保持平面，正應(yīng)力分布圖形也大體保持直線分布，各墻肢中僅有少量的局部彎矩；沿墻肢高度方向，大部分樓層中的墻肢沒有反彎點。在整體上，剪力墻仍類似于豎向懸臂桿件。就為利用材料力學公式計算內(nèi)力和側(cè)移提供了前提，再考慮局部彎曲應(yīng)力的影響，進行修正，則可解決小開口剪力墻的內(nèi)力和側(cè)移計算。
首先將整個小開口剪力墻作為一個懸臂桿件，按材料力學公式算出標高z處的總彎矩、總剪力和基底剪力。
其次，將總彎矩分為兩部分：1）產(chǎn)生整體彎曲的總彎矩（占總彎矩的85％），2）產(chǎn)生局部彎曲的總彎矩（占15％）。