四、关于整体墙的计算问题
1．问题的提出
图（a）所示为一T型截面剪力墙，它由翼缘墙肢和腹板墙肢两部分组成，计算模
型应当按图（b）所示划分墙单元，其中柱（节点）Z4既是腹板墙肢W2的定位端柱（节点），又是翼缘墙肢W1的内部节点，W1仍然保持整体性。但是在程序自动划分单元的前处理实现图（b）所示的计算模型（目前还有困难），当前TUS前处理规则是墙肢的相交点一律视为墙肢端柱（节点），如图（c）所示，翼缘被柱（节点）Z4分割成两个墙肢W11和W12W，由此导致下列问题的发生：
第一， 当整片剪力墙W1分割成两个分体墙W11和W12以后，其截面抗弯刚度
及其荷载效应（内力、位移等）必然存在一定的误差。尽管TUS程序所采用的墙板元模型可以利用每层墙顶的刚性梁来实现分体墙在楼层处的变形协调（两段刚性梁通过刚节点连接形成一根刚性梁，可以满足楼层处的平截面假定），使计算误差控制在允许范围内（详见《使用说明》第34页图2—2C的计算模型及其计算结果和误差比较表2—4和表2—8）。但是单元划分所带来的计算误差是不可避免的。
第二， 当忽略由于单元划分造成的计算误差之后，在同一种荷载工况作用下，W11
和W12与W1的内力基本符合分力与合力的等效关系，对于符合叠加原理的不同荷载工况也可以采用叠加原理进行内力组合。但是在抗震计算中，荷载效应的振型组合已不符合叠加原理，W11和W12与W1的振型组合内力不再符合分力与合力的等效关系。
第三， 钢筋砼结构不同于均质弹性材料的钢结构，在受拉区只考虑钢筋的作用。
在钢筋砼剪力墙正截面承载能力验算时，一般分为偏心受压（大偏压或小偏压）和偏心受拉（大偏拉或小偏拉），由于轴力和弯矩的大小及方向（正、负）的不同组合，会得出完全不同的配筋结果。假如W1整体截面受纯弯，而且相应的分体墙W11和W12的内力与W1完全等效，则会形成分体墙一个是偏心受拉，另一个是偏心受压的结果，显然配筋计算将会完全不同。
为了解决上述问题，TUS程序采取一系列措施来处理分体墙计算与整体墙配筋之间的关系。
2．整体墙的定义及其计算
如前面的图（c）所示，当前处理把整片翼缘墙划分为两个分体墙W11和W12是，程序要求将W11和W12定义为一个整体墙WW1。首先，程序按分体墙的计算模型进
行内力分析，分别计算每一组荷载作用下各分体墙的内力。特别指出的是在抗震计算中，每一个振型的地震作用都作为的一组荷载，分别计算各振型的分体墙内力。然后，程序对每一组荷载产生的分体墙内力按等效原则转换为对应整体墙的内力，再对整体墙的内力进行荷载效应组合。最后，程序再根据整体墙的不同的内力组合设计值对整体墙进行配筋计算，并从中选出最不利的内力组合确定整体墙的（最大）配筋。 需要指出：为了保证各分体墙所构成的整体墙基本位于同一平面内，符合整片剪力墙的受力和配筋的计算要求，程序规定：定义为一个整体墙的各个分体墙，其平面布置必须连续首尾相接，墙厚相同（差值≤10mm），并且截面的轴线在同一条直线上（偏角≤5度）。当然各分体墙与其相应的整体墙的抗震等级及材料强度指标也应当一致。可见所谓“整体墙”只是相对于分体墙而言，并不是结构分析中另外增加的结构单元，整体墙作为相应各分体墙的替代形式，其配筋结果比分体墙分别计算的结果更加符合实际。因此，当一个整片剪力墙与其它墙肢相交被前处理程序分割成两个或两个以上的分体墙时，应采用整体墙的方式进行处理。
3．有关整体墙的输入信息和输出结果 （1）《使用说明》第119页，几何输入数据说明中，表附录2—1作如下修改： 第1结构标准层 第1结构标准层 15 整体墙的描 述 第 1 个整体墙 „ NWALL 分体墙个数 IW1 分体墙1的层墙号 IW2 分体墙2的层墙号 „„ „„ IWNWALL 末分体墙的层墙号 NZ1 NZ2 NZ3 NL NAXG NWZ NXZ NWJ NBOTS NFNWi NWWZ 8．控制数据行一 框支梁整体墙（11个根数 个数 整数） 第2～NWWZ个整体墙，填法同第1个整体墙 „ 第2～NBC结构标准层填法与第1结构标准层相同
（2）《使用说明》第135页，1．10节增加如下内容： 1．10结构标准层控制数据
□NZ1，NZ2，NZ3，NL，NAXG，NWZ，NXZ，NWj，NBOTS，NFNWi，NWWZ · · ·
■ NWWZ：为本结构标准层的整体墙个数。平面轴线在同一直线上且连续
相邻（相连接）的墙可以定义为一个整体墙；当本结构标准层无整体墙时，NWWZ=0；程序限定NWWZ≤1500；
（3）《使用说明》第143页插入以下内容： 1．15—2整体墙的描述
■NWALL：为第IWWZ整体墙所含的分体墙个数。 程序规定：2≤NWALL≤10
■IW1：第1分体墙（第IWWZ整体墙始端墙肢）的层墙号。
■IWNWALL：第末个分体墙（第IWWZ整体墙终端墙肢）的层墙号。
（4）《使用说明》第143页增加如下内容：
■当第IBC结构标准层的整体墙个数NWWZ≥1时，在第IBC结构标准层全
部输入数据的尾部，首先输入字符串‘WWALL’，以表示整体墙输入数据的开始。
■在每个整体墙前输入一行如下内容：‘WWALL NO=’，IWWZ，其中：
‘WWALL NO=’为字符串，IWWZ为整体墙编号（序号）。
（5）整体墙的组合内力与配筋在每层输出内容的最前部（梁的组合内力与配筋之
前），按整体墙（序）号顺序输出，输出标题为：
***** WHOLE·WALL NO=整体墙（序）号 *****
输出的具体内容同一般砼墙，详见《使用说明》第22～23页，第1.5.5.4
节。
（6）整体墙所对应的分体墙的组合内力与配筋在每层的输出内容中仍照常输出，
其目的是方便用户与对应整体墙的配筋进行比较。
（7）在简明配筋（SUMMARY）中（见《使用说明》第24页，第1.5.5.7节），将
整体墙的配筋结果用分体墙的形式进行输出，保持了单元划分（按分体墙）与配筋输出（并按分体墙）形式上的一致性。但是配筋结果（包括超筋、超限信息）形式上是分体墙的结果，实际上都是按整体墙计算出的结果。这一点用户要特别注意。简明配筋（SUMMARY）中输出的配筋结果与相应整体墙计算结果的对应关系如图（d）和图（e）所示。其中第一个分体墙的始端配筋（W11）等于整体墙的始端配筋（WW1），最末一个分体墙的终端配筋（W12）等于整体墙的终端配筋（WW1），其余的分体墙端部配筋均为零。
4．说明
（1）整体墙不能用于框支墙结构
这是考虑到框支墙结构本身安全问题的重要性和计算的复杂性，为保证计算
的简捷明确而又偏于安全，程序对框支墙结构不允许采用整体墙的计算方法。 （2）一个整体墙的诸分体墙的序号及始、终端的定义必须严格遵守《房屋建筑制
图统一标准》
参见本补充使用说明第三．3节，其中：整体墙的始端相当于框支梁的始
柱，整体墙的终端相当于框支梁的终柱；分体墙的序号相当于框支梁跨号的序号（或跨内梁段的序号），分体墙的始、终端相当于梁段的始、终端层柱号。
程序自动将每组荷载下各分体墙的内力自动转换成对应整体墙的内力及
将整体墙的配筋自动按对应分体墙的配筋形式输出，都要求必须遵守上述规则。
（3）整体墙的水平筋与对应分体墙的水平筋之间的关系
同主筋一样，TUS程序也采取了完全相同的一系列措施（从计算到输出）
来处理分体墙与对应整体墙水平筋之间的关系。主要是考虑到水平筋的大小不仅与剪力有关，还与轴力（大小及方向（拉、压））和弯矩有关，整体墙的
水平筋计算结果更符合实际。
G271：第I结构标准层的整体墙个数小于零或大于1500或大于NWZ/2 G272：第IBC结构标准层输入的整体墙（序）号IWWZ不连续
G273：第IBC结构标准层中，第IWWZ整体墙所包含的分体墙数NWALL小于2或大
于10
G274：第IBC结构标准层中，第IWWZ整体墙中的第JW分体墙对应的层墙号IW小
于1或大于NWZ
G275：第IBC结构标准层中，第I整体墙中第J分体墙与第1分体墙水平轴线夹角大
于5度。程序要求同一整体墙中各分体墙的水平轴线均在同一直线上（最大偏角小于5度）
G276：第IBC结构标准层中，第I整体墙的第J（≥2）分体墙的始端柱号不等于其前
1分体墙（J—1）的终端柱号
G277：第IBC结构标准层中，第I整体墙的第J（≥2）分体墙厚度Tj不等于第1分体
墙厚度T1，或相差大于10mm
G278：框支剪力墙结构中不允许出现整体墙
九、补充例题
1．例题1（几何文件名：WW1.G3A；荷载文件名：WW1.L3A）
本例为10层工字型剪力墙，按TUS前处理规则（墙肢交点必设节点（通常取为虚柱）），工字型剪力墙被划分为W1、W2、W3、W4、W5共5个墙段（如图1.4所示），上、下翼缘均被分割为两段，其配筋可能产生误差，为了减少这种误差，我们取：下翼缘为整体墙1（WW1），其对应的分体墙为W1、W2；上翼缘为整体墙2（WW2），其对应的分体墙为W4、W5；如图1.4所示。
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
第1层：整体墙2的组合内力及配筋； 分体墙W4、W5的组合内力及配筋；
SUMMARY中，第1层分体墙W4及W5的配筋
2．例题2（几何文件名：WW2.G3；荷载文件名：WW2.L3）
本例为40层含有2个T型剪力墙的结构，按TUS前处理规则，下面的T型墙被划分为W1、W2、W3共3个墙段；上面的T型墙被划分为W4、W5、W6共3个墙段；上、下T型墙的翼缘均被分割为两段，其配筋可能产生误差，为了减少这种误差，我们取：下T型墙的翼缘为整体墙1（WW1），其对应的分体墙为W1、W2；上T型墙的翼缘为整体墙2（WW2），其对应的分体墙为W5、W6；如图2.4所示。
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
第1层及第11层：整体墙2的组合内力及配筋； 分体墙W4、W5的组合内力及配筋；
SUMMARY中，第1层及第11层分体墙W1及W2的配筋
3．例题3（几何文件名：WW3.G33；荷载文件名：WW3.L33）
本例为10层含有一个十字型剪力墙的结构，按TUS前处理规则，十字墙的水平部分被划分为W1、W2两个墙段；竖向部分被划分为W3、W4两个墙段；其水平及竖向部分均被分割为两段，故配筋可能产生误差，我们取：水平部分为整体墙1（WW1），其对应的分体墙为W1、W2；竖向部分为整体墙2（WW2），其对应的分体墙为W3、W4；如图3.4所示。
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
第1层：整体墙1的组合内力及配筋 分体墙W1、W2的组合内力及配筋
SUMMARY中，第1层分体墙W1、W2的配筋
4．例题4（几何文件名：WW4.G33；荷载文件名：WW4.L33） 本例为10层模仿电梯井的例题（尺寸放大）。定义：整体墙1（WW1）对应的分体墙为W2、W3；整体墙2（WW2）对应的分体墙为W4、W5；整体墙3（WW3）对应的分体墙为W11、W12、W13；如图4.4所示。
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
第2层：整体墙1及3的组合内力及配筋 分体墙W2、W3、W11、W12、W13的组合内力及配筋
SUMMARY中第2层分体墙W2、W3、W11、W12、W13的配筋
5．例题5（几何文件名：WW5.G33；荷载文件名：WW5.L33） 本例为一模仿电梯井的例题（尺寸放大）。定义：整体墙1（WW1）对应的分体墙为W2、W3；整体墙2（WW2）对应的分体墙为W4、W5；整体墙3（WW3）对应的分体墙为W11、W12；整体墙4（WW4）对应的分体墙为W13、W14；整体墙5（WW5）对应的分体墙为W16、W17；整体墙6（WW6）对应的分体墙为W18、W19；整体墙7（WW7）对应的分体墙为W20、W21；整体墙8（WW8）对应的分体墙为W22、W23；整体墙9（WW9）对应的分体墙为W7、W8、W9；如图5.4所示。
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
第2层：整体墙WW1、WW5、WW9的组合内力及配筋 分体墙W2、W3、W7、W8、W9、W16、W17的组合内力及配筋
SUMMARY中，第2层分体墙W1～W23的配筋
10．例题10（几何文件名：DIGWW.GW10E；荷载文件名：DIGWW.LW10E）
本例由补充例题7修改而成。其目的是引导用户如何应用本《补充使用说明》二.1.（2）.④中关于：墙(上刚性梁)的荷载作用杆号、柱上荷载作用杆号及斜杆荷载作用杆号ELEMENT的计算方法。本例修改（增加）的主要内容是：
（1）平面图中增加了1个十字型剪力墙
按TUS前处理规则，十字墙被划分为W2、W3、W4、W5共4个墙段（如图10.1及图10.2所示），为了减少配筋误差，我们定义：整体墙1（WW1），其对应的分体墙为W2、W3；整体墙2（WW2），其对应的分体墙为W4、W5；
墙W1上端设有1个内部节点（层节点号为Z27），墙上刚性梁被分为两段（第1～3层的层梁号为L26及L27，第4层的层梁号为L34及L35）。
墙W2、W3、W4、W5上刚性梁的层梁号：第1～3层为L28、L29、L30、L31；第4层的为L36、L37、L38、L39；
（2）荷载数据文件中，第1层杆上恒载数组QP2（NIN，4）中：
墙W2、W3（上刚性梁）作用满跨均布荷载； 柱Z23、Z25中部作用的集中荷载；
斜杆Z1、Z2、Z3、Z4作用满跨均布荷载；
此外，第1层杆上活载数组QP5（NIN，4）中，斜杆Z1、Z2、Z3、Z4也作用有满跨均布荷载；
第1层的控制数据为：NZ1=18；NZ2=4；NZ3=4；NL=25；NWZ=5；NXZ=4；
NWj=1；
墙上刚性梁的荷载作用层杆号ELEMENT ELEMENT=NL+1～（NWZ+ NWj） 其中：（NWZ+ NWj）为（层）墙上刚性梁总数；
（层）墙上刚性梁序号=1～（NWZ+ NWj），每根墙上刚性梁的序号按《使用说明》第155页说明②的规则确定（即：首先按墙号由小至大，再每墙内部由墙的始端至终端，每次递增1）； 故：第1层的墙上刚性梁总数=NWZ+ NWj=5+1=6；
墙W2上刚性梁的荷载作用层杆号ELEMENT=25+2+1=28；（其中数字2为墙W1上的刚性梁数）
墙W3上刚性梁的荷载作用层杆号ELEMENT=25+2+1+1=29；
柱的荷载作用层杆号ELEMENT
ELEMENT=NL+NWZ+NWj+1～（NZ1+NZ2+NZ3） 其中：（NZ1+NZ2+NZ3）为用户输入的层柱（节点）数；
（层）柱（节点）序号=1～（NZ1+NZ2+NZ3），即用户输入的（层）柱数组DATAZ（NZ，8）中柱（节点）的编号IZ；
故：第1层输入的（真）梁数（NL）与墙上刚性梁数（NWZ+ NWj）之和=NL+NWZ+ NWj=25+6=31；
第1层柱Z23的荷载作用层杆号ELEMENT=31+23=54； 第1层柱Z25的荷载作用层杆号ELEMENT=31+25=56；
斜杆的荷载作用杆号ELEMENT
ELEMENT=NL+NWZ+ NWj+NZ1+NZ2+NZ3+NWj+1～NXZ
注：NWZ+ NWj为墙上刚性梁总数；NZ1+NZ2+NZ3为用户由柱数组DATAZ（NZ，8）输入的柱（节点）总数；NWj为（层）墙上节点总数，其对应的座标由程序自动求出，不必通过柱数组输入。
第1层输入的总柱（节点）数（NZ1+NZ2+NZ3）与墙上节点总数（NWj）之和=NZ1+NZ2+NZ3+NWj=18+4+4+1=27；
故：第1层斜杆X1的荷载作用层杆号ELEMENT=31+27=1=59；
第1层斜杆X2的荷载作用层杆号ELEMENT=31+27+2=60； 第1层斜杆X3的荷载作用层杆号ELEMENT=31=27+3=61； 第1层斜杆X4的荷载作用层杆号ELEMENT=31+27+4=62；
（前处理形成的）几何文件（全部）
（前处理形成的）荷载文件（全部）
周期（全部）
恒载（第1组荷载）下第1层各杆端内力（TUS第4段结果）
