最近有不少工程師問到“如何將非線性剛度折減系數用于性能化設計”問題，所以筆者感覺有必要詳細介紹了一下非線性剛度折減性能設計方法。
1、方法由來
按“高規”方法進行性能設計時，在未進行彈塑性分析之前，無法準確估計結構在中震和大震作用下構件的剛度退化情況以及考慮構件塑性耗能后附加給結構的阻尼比，因而會導致子模型構件內力失真。建研院肖從真等提出，可以通過非線性分析，得到結構中不同構件在中、大震作用下的剛度折減系數和結構附加阻尼比，返帶回彈性設計軟件中進行結構性能設計。使用流程如圖1所示。
圖1 SAUSG-Design非線性剛度折減性能設計流程圖
1） 指定構件性能目標，使用SATWE軟件進行首次分析與設計
菜單：SATWE模塊->設計模型前處理->參數定義->性能設計，如圖2所示，選擇“按照高規方法進行性能包絡設計”。
圖2 性能化設計參數定義
菜單：設計模型前處理->性能目標，指定構件性能目標，如圖3所示。
圖3 按構件指定性能目標
菜單：SATWE模塊->分析模型及計算->生成數據+全部計算
進行第一次的彈性分析和設計。
2） 進行非線性分析，得到中震或（和）大震作用下的構件剛度折減系數
選擇SAUSG-Design，可按照默認參數進行模型預處理，在之后彈出的非線性優化參數對話框中，計算類型選擇“性能設計剛度折減系數及附加阻尼比”。勾選“指定性能目標的構件保持彈性”，則進行非線性分析時，對于指定了性能目標的構件仍按照彈性進行分析，其他構件則采用彈塑性本構，如圖4所示。
點擊 “確定”后，進行非線性分析，得到中震或（和）大震作用下的構件剛度折減系數。
圖4 非線性優化參數（性能化設計剛度折減系數）
3） 導入剛度折減系數，進行第二次性能化設計。
菜單：SATWE模塊->設計模型前處理->參數定義
圖5 導入SAUSG剛度折減系數
如圖5所示，勾選“采用SAUSG剛度折減系數”，如果要采用非線性優化計算得到的附加阻尼比，也可以勾選“采用SAUSG附加阻尼比”。點擊“生成數據”后，這部分參數才真正導入。
如需查看或編輯SAUSG計算的剛度折減系數，可以切換到中震或大震子模型，通過SATWE“分析模型及計算”->“設計屬性補充”中選擇“交互定義”，并在“剛度折減系數”中選擇構件類型并進行查看，也可在此基礎上進行修改。
之后可以點擊“生成數據+全部計算”，進行第二次的性能化設計，則得到的性能設計的構件配筋即是考慮非線性剛度折減系數的中震（大震）子模型與小震模型的包絡配筋。
1） 指定構件性能目標，使用SATWE軟件進行首次分析與設計
某轉換多塔結構如圖6所示，結構共17層，高度為62.6米。地震烈度為7度（0.15g），設計地震分組第三組，場地類別為III類。
底部兩層平臺柱及框支柱性能目標為中震正截面承載力彈性、斜截面承載力彈性；大震正截面承載力不屈服、斜截面承載力彈性。轉換梁性能目標為中震正截面承載力彈性、斜截面承載力彈性；大震正截面承載力不屈服、斜截面承載力不屈服。
圖6 某轉換多塔結構
在RH1TG065地震動作用下，墻梁、墻柱、框架梁剛度折減系數分布如圖7~圖9所示。
圖7 墻梁剛度折減系數
圖8 墻柱剛度折減系數
圖9 框架梁剛度折減系數
在地震動作用下，能量變化曲線如圖10所示，構件彈塑性附加阻尼比為3.2%，大震等效彈性分析用結構總阻尼比為8.2%。
圖10 能量圖及等效阻尼比
結構初始阻尼比：5.0%
附加等效阻尼比：
結構彈塑性：3.2% 位移型阻尼器：0.0%
速度型阻尼器：0.0%
總等效阻尼比：8.2%
