یکی از سیستم‌های مناسب برای مقابله با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه ( اثر باد یا زلزله) استفاده از دیوار سازه‌ای برشی است. اثر زلزله بر ساختمان‌ها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملاً متفاوت است. نیروهای ناشی از زلزله به مراتب شدیدتر و پیچیده‌تر از سایر نیروهای مؤثر هستند. عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی، دیوار برشی یا ترکیبی از آن دو هستند. از لحاظ برتری می‌توان گفت که دیوار برشی اقتصادی‌تر از قاب است. این دیوارها قسمت عمده‌ی نیروهای جانبی وارد بر سازه و برش‌های حاصل از آن را جذب می‌کنند.
امکان شکست برشی در صورت عدم طراحی مناسب، ایجاد نیروی بالا، رانش در صورت عدم تخمین صحیح تعداد دیوارها و قرارگیری نامناسب آنها.
آنچه که باید برای دیوارهای برشی مورد نظر باش، شامل موارد زیر است.
دیوارهای برشی به صورت دو بعدی (تیغه‌ای) و یا سه بعدی اجرا می‌شوند. دیوارهای سه بعدی که در دو انتهای خود دارای بال هستند (مقاطع بالدار) از پایداری و شکل پذیری بیشتری در مقایسه با دیوارهای بدون بال (تیغه‌ای) برخوردار هستند.
در دیوارهای برشی دارای بازشو اگر دیوار در پائین‌ترین قسمت خود دارای یک یا چند بازشو باشد، هر یک از اجزاء دیوار در طرفین بازشو را پایه‌های دیوار برشی و بخشی از دیوار را که بین بازشوی بالائی و پائینی واقع است تیر همبند یا کوپله می‌نامند.
جهت ایجاد عملکرد سازه‌ای واحد برای دو دیوار سازه‌ای مجاور و مجزا یا برای اجزای دوطرف بازشو در دیوارهای شامل بازشوهای بزرگ، از تیرهای رابط با شکل پذیری زیاد به نام تیرهای همبند استفاده میشود. در این حالت دیوارهایی را که به هم متصل می‌شوند، دیوارهای هم بسته می‌گویند.
تحقیقات انجام شده بر روی دیوارهای برشی بتن مسلح نشان می‌دهد دیوارهایی كه به حد كافی و به نحو مناسب آرماتورگذاری شده‌اند نسبت به دیوارهای با آرماتورگذاری كمتر، ترك‌ها را در محدوده وسیع‌تری از سطح خود پخش كرده‌‌ا‌ند. اغلب این ترك‌ها بسته هستند به ویژه هنگامی كه فولادها به حد جاری شدن نرسیده باشند. همچنین مشخص شده كه آرماتورگذاری پیرامون بازشوها، تاثیر مهمی بر ظرفیت دیوار برشی دارد.
دیوارهای برشی دارای بازشو نیز چنانچه به نحو مناسبی طراحی و آرماتورگذاری شده باشند، رفتار شكل پذیر مناسب و خاصیت استهلاك انرژی بالایی دارند. به همین دلیل توصیه میشود تا حد امكان از آنها در ساختمان‌ها استفاده شود. این دیوارها در واقع مركب از دو یا چند دیوار هستند كه توسط تیرهای كوپله به یكدیگر متصل شده‌اند لذا باید نحوه تخریب هر دو قسمت بررسی شود.
در تخریب‌های انجام شده در دیوارهای برشی طی زمین لرزه‌های گذشته مشخص شده كه چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب‌هایی می‌شوند كه باید در طراحی، آنها را شناسایی و تدابیر لازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود.
در تخریب خمشی، مفصل یا لولای خمیری در پای دیوار تشكیل میشود كه محل حداكثر نیروی برشی نیز است. منطقه اصلی مفصل خمیری در ارتفاعی است كه به آن طول لولای خمیری می‌گویند. برای كنترل برش طول این ناحیه را معمولاً بین یك تا یك و نیم برابر طول دیوار در نظر می‌گیرند. در تخریب ناشی از برش، ترك‌های ناشی از خمش در منطقه مفصل پلاستیك در ضخامت و طول بزرگتر شده و سپس با ترك‌های ناشی از كشش قطری تركیب می‌شوند كه نهایتاً پس از چند تناوب، بتن دیگر قادر به تحمل برش نیست و تمامی برش باید توسط آرماتورها تحمل شود. در تخزیب لغزندگی، دیوار در جهت افقی دچار حركت میشود كه در محل درزهای اجرایی نیز اتفاق می‌افتد. تخریب ناشی از چرخش شالوده موجب بلند شدن فونداسیون میشود كه از قدرت استهلاك انرژی به شدت می‌كاهد و موجب به وجود آمدن تخریب‌های دیگر در سازه نیز میشود.
در واقع مهمترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو، تیرهای كوپله هستند. این تیرها دارای طولی كوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها كم باشد، تبدیل به تیر عمیق می‌شوند كه رفتار مطلوبی ندارند. تیرهای كوپله معمولاً از دیوارها ضعیفترند و بر اثر حركت جانبی، خمشی دیوارها، چرخش قابل ملاحظه‌ای در محل اتصال دیوارها به تیرها اعمال میشود و همین چرخش موجب تولید لنگر قابل توجه و جاری شدن مقاطع تیرها میشود. اغلب سه نوع تخریب در تیرهای كوپله مشاهده میشود.
طراحی دیوارها باید به نحوی باشد كه از تشكیل لولای خمیری (جاری شدن آرماتورها) جلوگیری شود. به نحوی كه شكست قطری كششی كه شكستی ترد است، نه در دیوار و نه در تیرهای كوپله رخ ندهد، و بطور كلی دیوارها به نحوی رفتار كنند كه لولای خمیری ابتدا در تیرهای كوپله و سرانجام در دیوارها تشكیل شود.
استفاده از دیوار برشی به اشکال گوناگون بتن مسلح، فلزی یا ترکیب این دو به عنوان سیستم رایج مقاوم در برابر بارهای جانبی روشی متداول در سازه‌ها است.
بعضی مواقع ورقهای فولادی به عنوان دیوارهای برشی بکار می‌روند. برای جلوگیری از کمانش موضعی چنین دیوارهای برشی فولادی لازم است از تقویت کننده‌های قائم و افقی استفاده شود.
برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش است در ساخت ساختمان‌های جدید و همچنین تقویت ساختمان‌های موجود به خصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن بکار گرفته شده است. استفاده از آنها در مقایسه با قاب‌های فو‌الادی ممان گیر تا حدود ۱۰ درصد صرفه جویی در مصرف فو‌لاد را در سازه ساختمان‌ها به همراه داشته است.
دیوارهای برشی فولادی از نظر اجرایی، سیستمی بسیار ساده بوده و هیچگونه پیچیدگی خاصی در آن وجود ندارد. دقت انجام کار در حد دقت‌های متعارف در اجرای سازه‌های فولادی بوده و با رعایت آن ضریب اطمینان اجرائی به مراتب با‌لاتر از انواع سیستم‌های دیگر است. با توجه به سادگی و امکان ساخت آن در کارخانه و نصب آن در محل، سرعت اجرای سیستم بالا بوده و از هزینه‌های اجرایی تا حد بالایی کاسته میشود.
در سیستم دیوارهای برشی فولادی به علت گستردگی مصالح و اتصالات، تعدیل تنش‌ها به مراتب بهتر از سیستم‌های مقاوم دیگر در برابر بارهای جانبی مانند قاب‌ها و انواع مهاربندها که معمولاً مصالح به صورت دسته شده و اتصاالت متمرکز هستند، صورت گرفته و رفتار سیستم به خصوص در محدوده‌ی پلاستیک مناسب‌تر است.
در حالت کلی سیستم دیوار برشی فولادی به سه نوع تقسیم بندی میشود.
دیوارهای برشی مرکب شامل ورقهای تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح، خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح و دیوارهای مرکب که با یک قاب فولادی یا با یک قاب مرکب تؤام هستند.
این سیستم شامل پانل‌های مجزا است که هر پانل در داخل دو تیر و ستون جانبی قرار گرفته است. مقاومت مجموعه نیز پس از کمانش ورق فولادی از طریق عمل میدان کشش قطری به وجود آمده در ورق فولادی در ترکیب با عمل خمشی قاب تامین میشود. این سیستم نوین در عین حال که قابلیت سایر سیستم‌های مقاوم در برابر بارهای جانبی، مانند قاب خمشی، مهاربندی هم محور و مهاربندی برون محور را دارا است به لحاظ میزان مصرف فو‌لاد و همچنین اجرای ساده‌تر و سطح تمام شده تمیزتر، برتر از سایر سیستم‌ها است.
در ساختمان‌های مصالح بنایی از دیوارهای مصالح بنایی توپر غیر مسلح استفاده می‌شده است. ولی این دیوارها از نقطه نظر مقاومت در مقابل زلزله ضعف دارند و اکنون به جای آنها از دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجر تو خالی و پر شده با دوغاب استفاده میشود.
نوع دیگری از دیواهای برشی، دیوارهای برشی بتن مسلح است. یکی از مطمئن‌ترین روش‌ها برای مقابله با نیروهای جانبی استفاده از دیوار برشی بتن مسلح است. دیوار برشی به عنوان یک ستون طره بزرگ و مقاوم در برابر نیروهای لرزه‌ای عمل می‌کند و یک عضو ضروری برای سازه‌های بتن مسلح بلند و یک عضو مناسب برای سازه‌های متوسط و کوتاه است.
دو نوع دیوار برشی بتن مسلح وجود دارد.
دیوار برشی در‌جا
در دیوار برشی در جا به منظور حفظ یکنواختی و پیوستگی میلگرد‌های دیوار، به قاب محیطی قلاب می‌شوند.
دیوار برشی پیش ساخته
در دیوارهای برشی پیش ساخته یکنواختی و پیوستگی از طریق اتصال پانل‌ها به قاب توسط میخ‌های فولادی صورت می‌گیرد.
به طور کلی دیوارهای برشی تحت نیروهای زیر قرار می‌گیرند.
یکی از روش‌های مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی اضافه نمودن دیوار برشی است. دیوار برشی مقاومت، سختی و شکل پذیری سازه را به شدت افزایش می‌دهد و باعث بهبود رفتار لرزه‌ای سازه و کاهش تغییر شکل‌های و خسارات وارد به دیگر المان‌های بتنی سازه میشود.
چنانچه تیر و ستون‌های سازه بتنی قابلیت تحمل بارهای ثقلی را داشته اما تحت بارهای لرزه‌ای آسیب پذیر باشد اضافه نمودن دیوار برشی باعث جذب نیروی جانبی لرزه‌ای توسط این دیوارها شده و از اعمال نیروها و تغییر شکل‌های لرزه‌ای به تیرها و ستون‌ها جلو گیری می‌نماید. در نتیجه اضافه نمودن تنها دو یا چهار دیوار برشی باعث کاهش آسیب پذیری تمامی تیرها و ستون‌ها میشود.
اتصال دیوار برشی به سازه باید به نحوی باشد که بتواند نیروی طبقه را به دیوار منتقل نماید تا دیوار بتواند نیروی زلزله را به خود جذب کند و با سختی خود از تغییر شکل‌های جانبی ساختمان را کاهش دهد. برای این منظور در تراز سقف‌ها باید اتصالات مناسبی توسط کاشت بولت بین دیوار برشی و دال بر قرار شود. همچنین می‌توان با استفاده از کاشت بولت در تیر و ستون و پوشاندن این المان‌ها در بتن دیوار برشی انسجام خوبی بین دیوار و سازه موجود بر‌قرار نمود.
دیوار برشی فولادی برای مقاوم سازی ساختمان‌های فولادی مورد قرار گرفته است. ویژگی‌های منحصر به فرد آن باعث جلب توجه بیشتر همگان شده است ، از ویژگی‌های آن اقتصادی بودن، اجرای آسان، وزن کم نسبت به سیستم‌های مشابه، شکل پذیری زیاد، نصب سریع، جذب انرژی بالا و کاهش قابل ملاحظه تنش پسماند در سازه را می‌توان نام برد.
چون این سیستم دارای وزن کم بوده، به سازه بار اضافی وارد نکرده و حتی با اتصالاتش باعث تقویت تیر و ستون‌های اطراف خود میشود. همچنین این سیستم نیازی به تجهیزات خاص ندارد و می‌توان بدون تخلیه ساختمان و تخریب اعضا سازه‌ای به بقیه اجزای سازه‌ای وصل شود. البته طراحی این سیستم در ساختمان‌های بتنی به غیر از حالت ترمیمی اقتصادی به نظر نمی‌آید.
همچین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم‌های مهار بندی بهتر است. در سیستم دیوارهای برشی فولادی به علت گستردگی مصالح و اتصالات، تعدیل تنش‌ها به مراتب بهتر از سیستم‌های مقاوم دیگر در برابر بارهای جانبی مانند قاب‌ها و انواع مهاربندی که معمولاً در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات متمرکز هستند، صورت گرفته و رفتار سیستم به خصوص در محیط پلاستیک مناسب‌تر است.
یکی از مهمترین مزایای برنامه ETABS ، طراحی دیوار برشی است. این برنامه قادر است دیوارها را بر اساس شرایط دو بعدی و سه بعدی طراحی کند. برنامه ETABS دیوارها را با سه روش طراحی می‌کند که انتخاب روش توسط کاربر است. سه روش طراحی برنامه ETABS به شرح زیر است.
روش المان مرزی روشی ساده و سریع است و معمولاً در محاسبات دستی از آن استفاده میشود. دو روش بعدی بر اساس منحنی اندرکنش سه بعدی هستند و دقت بسیار بالائی دارند. در روش دوم مقطع دیوار با میلگردهایی که دارای شماره و فاصله یکسان هستند طراحی میشود. اما در روش سوم فاصله و شماره میلگردها دلخواه است.