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在现代高层建筑结构中，钢筋混凝土(RC)剪力墙结构由于其抗侧刚度大、抗震性能好等优点得到了广泛应用。然而在实际工程中，通常会因为各种原因形成小剪跨比剪力墙，如窗间墙、结构布置时因错层产生的小剪跨比剪力墙或由建筑造型需要而形成的小剪跨比剪力墙等，且历次震害表明，高宽比较大的剪力墙在地震作用下也可能形成广义小剪跨比剪力墙，从而发生脆性的剪切破坏。本文采用试验研究、理论分析及数值模拟相结合的方法，对小剪跨比钢筋混凝土剪力墙在高轴压比下的抗震性能开展了系统地研究，为小剪跨比钢筋混凝土剪力墙结构的设计提供了理论基础及技术支撑。
通过对6片小剪跨比剪力墙在高轴压力及反复水平荷载作用下进行试验研究，对不同轴压比和边缘约束构件配箍率情况下小剪跨比剪力墙的破坏模式、受剪承载力、延性、刚度特征、耗能能力和应变状态等进行了研究。试验结果表明：随着轴压比的增大，构件的承载力显著增加，但在达到承载力峰值后强度和刚度退化更加剧烈，破坏更为突然，极限位移更小，且墙体可能出现平面外的失稳破坏。边缘约束构件配箍率对高轴压比下小剪跨比剪力墙的承载能力影响较小，但随着配箍率的增大，极限位移增加。当轴压力较小时，桁架作用明显，在斜裂缝处，水平钢筋与竖向钢筋共同受力，对构件抗剪承载力的贡献相当；当轴压力较高时，拱作用明显，钢筋未完全发挥作用，对受剪承载力的贡献有限。
在试验研究的基础上，考虑剪力墙构件腹板双向配筋的特点及应变相容条件，本文提出了等效斜向腹筋桁架-拱模型，用以计算钢筋混凝土剪力墙斜向开裂后的有效剪切刚度。模型中将两个正交方向的钢筋等效为斜向拉杆，从而可以同时考虑水平钢筋和竖向钢筋对剪力墙构件受剪性能的贡献，等效斜向钢筋的方向与裂缝处两个方向钢筋的合力方向一致。根据最小能量原理推导了斜裂缝倾角的理论计算公式，并基于建立的514根小剪跨比剪力墙构件数据库，提出了适用于工程应用的半经验半理论简化计算公式。根据虚功原理分别推导了等效斜向腹筋桁架模型剪切刚度的计算公式和拱模型剪切刚度的计算公式，将两个刚度叠加得到剪力墙构件在屈服时的有效剪切刚度。将计算值与试验值进行比较，结果表明等效斜向腹筋桁架-拱模型可以较为准确地计算小剪跨比剪力墙完全开裂后的有效剪切刚度。
在对小剪跨比剪力墙破坏模式的判别方法进行研究的基础上，基于等效斜向腹筋桁架-拱模型及变形协调条件，提出了一种新的小剪跨比剪力墙受剪承载力的计算方法，并对已建立数据库中的514片剪力墙构件受剪承载力进行了计算。计算结果表明：对于小剪跨比剪力墙构件，本文提出的计算方法不仅可以同时考虑腹板两个方向钢筋及拱作用对受剪承载力的贡献，还考虑了桁架作用与拱作用之间的变形协调关系，计算精度相对更高，离散性相对更小。
分别采用软化膜模型及PERFORM-3D通用墙模型对高轴压比下小剪跨比剪力墙构件进行了有限元模拟研究，并将有限元计算结果与理论计算结果进行比较。采用软化膜模型(CSMM)对6片试验墙进行模拟，模拟结果表明该方法可以较好地捕捉小剪跨比剪力墙构件在高轴压比下的宏观滞回响应，并对影响剪力墙受剪性能的主要因素（剪跨比和轴压比）进行了分析，有效地补充了数据库中关于高轴压比下剪力墙试验数据的不足。采用宏观模型（PERFORM-3D通用墙模型）对6片试验墙进行模拟，基于等效斜向腹筋桁架-拱模型，提出了确定PERFORM-3D通用墙单元中剪切层和斜压层的YULRX恢复力模型中各参数的取值方法，为后续整体结构的弹塑性时程分析和抗震性能评估提供了分析基础。
采用弹性有限元方法对在高层建筑中转换层结构上部邻近区域内外缘框支剪力墙底部存在的剪力集中效应进行了模拟分析和研究。通过有限元分析，认为转换层上部剪力墙结构中的剪力可由假设转换层刚度无穷大时的剪力与转换层局部变形引起的剪力叠加而成。分别定义了剪应力不均匀系数(SCF)与剪力集中放大系数(SCSF)，定量的计算剪力放大程度。通过有限元参数分析，研究了影响剪力集中效应的主要因素，并通过线性回归，提出了剪力集中放大系数与内外墙转角之间关系的计算公式，为转换层上部剪力墙结构的设计提供了依据。
通过对带转换层的高层结构进行弹塑性时程分析，着重研究在强震作用下，转换层上部1-2层内框支墙在剪力集中效应影响下的抗震性能，基于PERFORM-3D确定了各性能水准下应变和变形的限值并将其用于判别结构的损伤程度，并采用开缝钢板-混凝土组合剪力墙对受剪力集中效应影响的剪力墙进行加强。研究表明：由于剪力集中效应的存在，转换层上部1-2层大部分框支墙达到屈服，损伤程度达到2级甚至3级，而其他区域剪力墙仅有少量屈服，且屈服程度不高。剪力集中效应影响区域内的剪力墙的损伤程度随着剪力集中放大系数的增大而增大。在实际工程中，可以通过控制剪力集中放大系数有效地减小结构因剪力集中效应而引起的局部损伤。采用开缝钢板-混凝土组合剪力墙可以明显减小剪力集中效应影响范围内剪力墙的损伤程度，是提高结构抗震性能的有效加强措施。
通过对6片小剪跨比剪力墙在高轴压力及反复水平荷载作用下进行试验研究，对不同轴压比和边缘约束构件配箍率情况下小剪跨比剪力墙的破坏模式、受剪承载力、延性、刚度特征、耗能能力和应变状态等进行了研究。试验结果表明：随着轴压比的增大，构件的承载力显著增加，但在达到承载力峰值后强度和刚度退化更加剧烈，破坏更为突然，极限位移更小，且墙体可能出现平面外的失稳破坏。边缘约束构件配箍率对高轴压比下小剪跨比剪力墙的承载能力影响较小，但随着配箍率的增大，极限位移增加。当轴压力较小时，桁架作用明显，在斜裂缝处，水平钢筋与竖向钢筋共同受力，对构件抗剪承载力的贡献相当；当轴压力较高时，拱作用明显，钢筋未完全发挥作用，对受剪承载力的贡献有限。
在试验研究的基础上，考虑剪力墙构件腹板双向配筋的特点及应变相容条件，本文提出了等效斜向腹筋桁架-拱模型，用以计算钢筋混凝土剪力墙斜向开裂后的有效剪切刚度。模型中将两个正交方向的钢筋等效为斜向拉杆，从而可以同时考虑水平钢筋和竖向钢筋对剪力墙构件受剪性能的贡献，等效斜向钢筋的方向与裂缝处两个方向钢筋的合力方向一致。根据最小能量原理推导了斜裂缝倾角的理论计算公式，并基于建立的514根小剪跨比剪力墙构件数据库，提出了适用于工程应用的半经验半理论简化计算公式。根据虚功原理分别推导了等效斜向腹筋桁架模型剪切刚度的计算公式和拱模型剪切刚度的计算公式，将两个刚度叠加得到剪力墙构件在屈服时的有效剪切刚度。将计算值与试验值进行比较，结果表明等效斜向腹筋桁架-拱模型可以较为准确地计算小剪跨比剪力墙完全开裂后的有效剪切刚度。
在对小剪跨比剪力墙破坏模式的判别方法进行研究的基础上，基于等效斜向腹筋桁架-拱模型及变形协调条件，提出了一种新的小剪跨比剪力墙受剪承载力的计算方法，并对已建立数据库中的514片剪力墙构件受剪承载力进行了计算。计算结果表明：对于小剪跨比剪力墙构件，本文提出的计算方法不仅可以同时考虑腹板两个方向钢筋及拱作用对受剪承载力的贡献，还考虑了桁架作用与拱作用之间的变形协调关系，计算精度相对更高，离散性相对更小。
分别采用软化膜模型及PERFORM-3D通用墙模型对高轴压比下小剪跨比剪力墙构件进行了有限元模拟研究，并将有限元计算结果与理论计算结果进行比较。采用软化膜模型(CSMM)对6片试验墙进行模拟，模拟结果表明该方法可以较好地捕捉小剪跨比剪力墙构件在高轴压比下的宏观滞回响应，并对影响剪力墙受剪性能的主要因素（剪跨比和轴压比）进行了分析，有效地补充了数据库中关于高轴压比下剪力墙试验数据的不足。采用宏观模型（PERFORM-3D通用墙模型）对6片试验墙进行模拟，基于等效斜向腹筋桁架-拱模型，提出了确定PERFORM-3D通用墙单元中剪切层和斜压层的YULRX恢复力模型中各参数的取值方法，为后续整体结构的弹塑性时程分析和抗震性能评估提供了分析基础。
采用弹性有限元方法对在高层建筑中转换层结构上部邻近区域内外缘框支剪力墙底部存在的剪力集中效应进行了模拟分析和研究。通过有限元分析，认为转换层上部剪力墙结构中的剪力可由假设转换层刚度无穷大时的剪力与转换层局部变形引起的剪力叠加而成。分别定义了剪应力不均匀系数(SCF)与剪力集中放大系数(SCSF)，定量的计算剪力放大程度。通过有限元参数分析，研究了影响剪力集中效应的主要因素，并通过线性回归，提出了剪力集中放大系数与内外墙转角之间关系的计算公式，为转换层上部剪力墙结构的设计提供了依据。
通过对带转换层的高层结构进行弹塑性时程分析，着重研究在强震作用下，转换层上部1-2层内框支墙在剪力集中效应影响下的抗震性能，基于PERFORM-3D确定了各性能水准下应变和变形的限值并将其用于判别结构的损伤程度，并采用开缝钢板-混凝土组合剪力墙对受剪力集中效应影响的剪力墙进行加强。研究表明：由于剪力集中效应的存在，转换层上部1-2层大部分框支墙达到屈服，损伤程度达到2级甚至3级，而其他区域剪力墙仅有少量屈服，且屈服程度不高。剪力集中效应影响区域内的剪力墙的损伤程度随着剪力集中放大系数的增大而增大。在实际工程中，可以通过控制剪力集中放大系数有效地减小结构因剪力集中效应而引起的局部损伤。采用开缝钢板-混凝土组合剪力墙可以明显减小剪力集中效应影响范围内剪力墙的损伤程度，是提高结构抗震性能的有效加强措施。