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摘要：剪力墙（shear wall）又称抗风墙、抗震墙或结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载（重力）的墙体，防止结构剪切（受剪）破坏。又称抗震墙，一般用钢筋混凝土做成。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计
一、剪力墙受力分析
剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。
在水平荷载作用下，剪力墙受力分析实际上是二维平面问题，精确计算应该按照平面问题进行求解。可以借助于计算机，用有限元方法进行计算。计算精度高，但工作量较大。在工程设计中，可以根据不同类型剪力墙的受力特点，进行简化计算。
整体墙和小开口整体墙
在水平力的作用下，整体墙类似于一悬臂柱，可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。小开口整体墙，由于洞口的影响，墙肢间应力分布不再是直线，但偏离不大。可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。
连肢墙
连肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成，可以采用连续化方法近似计算。
壁式框架
壁式框架可以简化为带刚域的框架，用改进的反弯点法进行计算。
框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙
此两类剪力墙比较复杂，最好采用有限元法借助于计算机进行计算。其计算判断过程是由整体参数来判断的有关计算方法有那些注意的问题，希望大家展开讨论. 还有个比较重要而且需要进一步理解的概念是：协同工作原理 基本的原理是这样的：框架结构和剪力墙结构，两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型，曲线凹向原始位置；而剪力墙的侧移曲线是弯曲型，曲线凸向原始位置。在框架—剪力墙（以下简称框-剪）结构中，由于楼盖在自身平面内刚度很大，在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型，也不是弯曲型，而是一种弯、剪混合型，简称弯剪型。在结构底部，框架将把剪力墙向右拉；在结构顶部，框架将把剪力墙向左推。因而，框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些，比纯剪力墙结构的侧移要大一些；其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时，二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系，即为协同工作原理。
考虑地震作用组合的剪力墙，其正截面抗震承载力应按规定计算，但在其正截面承载力计算公式右边，应除以相应的承载力抗震调整系数 γRE。剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值：对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层，应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用，其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数。
二、剪力墙设计原则
1.墙体延性
剪力墙的延性对高层结构的稳定性起着非常重要的作用。在结构设计过程中，如果剪力墙厚度过薄、墙高过高，往往会由于剪力墙平面外的刚度和稳定性失效从而导致剪力破坏。因此，在《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）JGJ3-2010，7.2.1条、《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）GB50011-2010，6.4.1条，对剪力墙的最小厚度作了详细规定。另外对于细高的剪力墙（高宽比大于3）容易设计成具有延性的弯曲破坏的剪力墙，当墙的肢长度很长时，可以通过开设洞口将长墙分成长度较小的墙段，因此《高规》7.1.2条规定：剪力墙段的高度与墙段长度不宜小于3，墙段的长度不宜大于8米。
2.对高层建筑剪力墙进行合理结构布置
高层建筑结构应具有良好的空间工作性能，剪力墙应双向布置，避免单向布置，并宜使结构两个方向的刚度接近。
3.保证剪力墙沿竖向的连续性
剪力墙的抗侧刚度大，如果在某一层或几层切断剪力墙，易造成结构刚度突变，因此剪力墙从下到上应连续设置。剪力墙开洞应规则、洞口成列、成排布置能形成明确的墙肢和连梁。然而错洞和叠合的剪力墙应力分布复杂，计算、构造都比较复杂和困难，应尽量避免。
三、高层建筑中剪力墙的应用评价
在高层建筑结构设计过程中，应提前了解当地地方规定、审图要求（如位移角控制是否可以放松等）、主要设计参数的取值范围。当外墙采用全现浇时，应尽量利用外墙和核心筒的刚度，优化结构布置。剪力墙间距适中，尽量优化内部结构墙数量或长度，削弱低效墙体，减轻结构重量，节省材料。结构抗侧力体系应简洁明了，传力清晰，整体刚度应适宜，指标较优。结构荷载取值应按照实际做法计算，不得偏大或偏小。结构布置时因避免布置端柱，当必须设置时，应尽量优化端柱尺寸及配筋。应优化不必要的小翼墙、暗柱、受力较小的墙肢。
四、高层建筑剪力墙结构优化实例分析
1.双拼户型共墙取消分缝
当平面总长不超过规范45m的情况下，取消双拼户型的变形缝，增加结构整体刚度，减少混凝土和钢筋用量如下图一所示。
图一
2.优化结构布置增加整体抗侧刚度
结构平面凹槽处增加连梁，形成加强型筒体，提高X向整体刚度，从而减小剪力墙的厚度及配筋，如下图二所示。
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图二
3.增加少量墙体形成筒体
通过增加少量剪力墙和连梁，形成整体筒体，提高两个方向整体刚度，从而减少紫色部分剪力墙的厚度及计算配筋，如下图三所示。
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图三
4.保证结构整体指标相对较优
高层结构计算指标在满足规范的前提下，不宜偏刚，当采用全现浇外墙时，应充分利用外墙刚度，效率不高的剪力墙应尽量减短或取消，当某个方向刚度富余较大时，宜适当优化该方向的剪力墙，如下图四、图五所示。
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图四 优化前（上）、优化后（下）
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图五
○1.取消图中次梁；○2.减短图中剪力墙长度。
5.结构计算参数设置应准确、合理
结构计算，应根据具体的结构平面布置选择勾选按T形梁计算，根据（以下简称《抗规》）5.1.1条判断是否考虑双向地震，当梁的从属面积大于25m2时，勾选荷载折减，同时可以考虑梁端刚域等等。
结语：
总而言之，剪力墙结构是高层建筑中最常使用的抗侧力构件，对其进行科学合理的设计，能够有效提升整个建筑物的稳定性，并能取得良好的经济效益。在高层剪力墙结构设计的时候，科学合理的设计剪力墙的结构厚度、平面布置结构，设置合理的计算参数，根据计算结构进行精细化的设计，在保证结构适宜的刚度的前提下，降低建筑成本。
参考文献：
[1]张展强.浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计[J].低碳世界，2018（15）
[2]高飞.高层建筑剪力墙结构设计分析[J].中国住宅设施，2017（9）
[3]王健.浅析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].建材与装饰，2018（19）