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作者：鲲鹏

大家都知道，提高悬臂构件的抗弯刚度，加大截面高度是最有效的。提高桁架的侧向刚度，增加桁架高度也是很有效的。

对剪力墙结构，如何提高墙体的侧向刚度呢？

一般的看法，如能使两端剪力墙抗弯力臂增大，也即下图中的a增大，则剪力墙体系的抗侧刚度更大。但实际计算时，我们可能发现两段墙距离越近，结构的刚度却越大。

平面两段剪力墙的刚度，主要不取决于墙肢本身的刚度大小。因为变形是个合成体，有着短板效应的特征。墙肢长度不算太短时，比如达到8倍墙厚或以上时，这个体系的抗侧“短板”是连梁的弯曲变形。

以上面这个简图为例，它的顶点侧移可以表示为：

I是连梁的惯性矩，矩形截面梁为bXh时，顶点侧移可以表示为：

当连梁的刚度足够大时，增大墙肢的间距a，可以线性地减小侧移。但如果只是增大a，连梁截面不变，则增大a的同时L也在增大，反过来△又 以平方速度增大，可能得不偿失。

正如某篇文献所言，“单肢墙的抗弯刚度由翼缘和腹板墙共同组成，主要受墙肢长度的影响；连肢墙的抗弯刚度主要受连梁跨高比的影响，跨高比越小墙肢整体刚度越大。”

如果连梁的高度较小，双肢墙的变形主要集中于梁的弯曲变形，反应到整体就是剪切变形；而如果连梁的高度较大，变形则表现为整体结构的弯曲变形。

根据上述剪力墙与连梁对结构整体侧向刚度的影响分析，我们可以将这个思路继续扩展。

在超高层结构设计中，尤其是高宽比较大的结构（参考阅读《不可轻视的结构高宽比》），侧向刚度的控制因素主要有两个方面，一个是竖向构件本身的刚度（包括轴向刚度和抗弯刚度），另一个就是竖向构件之间水平构件的刚度。

如果整体侧向刚度不足，对应有两种解决办法，其一是加大竖向构件截面，提高竖向构件侧向刚度；其二是提高竖向构件之间的连接刚度，常用的方法是在避难层增加腰桁架或伸臂桁架。

究竟该采用哪种方法呢？其实就是要分析整体侧向刚度的短板在哪里。补足短板才是效率最高的做法。

以上讨论的，都是类似空腹桁架抵抗水平力的结构模型。

如果采用空腹桁架抵抗竖向力，概念相近，但要转个90°。我们可以想象一个悬挑空腹桁架，1.3D+1.5L起控制作用，此时，上下弦杆类似剪力墙，而竖腹杆则类似于连梁。竖腹杆需要平衡上下弦拉压力形成的剪力，就像连梁需要克服巨大的剪力。

对空腹桁架来说，很多情况下，竖腹杆的抗剪承载力就是整体结构的短板。

你看，结构侧向刚度，虽然是一个整体的概念，但它有着明显的短板效应。

除了侧向刚度，结构设计中处处体现着短板效应，比如桩基承载力、抗拔承载力，筏板、承台厚度等，大家不妨细细体会。