时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由于此法是对运动方程直接求解，又称直接动力分析法。该方法包含的主要内容有地震波的输入选择、建模及积分算法。图7-1为基本分析步骤框图［84］。

图7—1　弹塑性时程分析框图

1．地震波的输入

输入地震动分为三种类型：拟建场地的实际强震记录、典型的强震记录、人工模拟地震波。在输入地震波时必须同时满足地震动强度、地震动持续时间和频谱特性这三个要素。美国抗震规范要求，地震波输入时，应优先选取与建筑所在场地的地震地质环境相近似场地上所取得的实际强震记录（加速度时程曲线）。所选用的强震记录的卓越周期应接近于建筑物所在场地的自振周期，其峰值加速度宜大于100gal。此外，波的性质还应与建筑场地所需考虑的震中距相对应。结合国内外规范要求，为了便于分析，本书选用Elcentro波及Taft波两条地震动加速度时程曲线，经调整后用于结构分析。按现行规范要求调整后的加速度波形曲线如图7-2所示。

图7—2　所选地面运动记录的加速度时程曲线

2．计算模型的选取

根据结构形式、构造、受力特点、计算机容量、要求的精度等各种因素，选择既能较真实地描述结构中力-变形性质，又能简便于计算的力学分析模型。最常用的计算模型有层模型、杆模型以及有限元模型。本文的分析采用有限元模型。有限元模型是利用杆元、板（壳）元、体元、索元、接触单元等建立的结构计算模型，因为该模型的单元划分尺度可以根据结构受力工作状态确定，适合于更为复杂的结构构造，且对一维、二维和三维问题都是有效的。为减小自由度，提高计算速度，也可以在局部（如转换层部位、结构构造复杂部位）使用划分较细的有限单元，而在一般部位使用杆系模型。

动力方程的数值积分算法：数值积分算法常用的有迭代法和增量法两种。由于迭代法不适合于动态问题和性态与加载路径有关的材料，且不能描述加载全过程，因此在地震反应分析中主要应用的是增量法。增量法主要包括中点加速度法、线性加速度法、威尔逊-θ法（Wilson-θ）、New markβ法和龙格-库塔法等。各种方法只在形成拟静力增量方程时采用的基本假设不同。计算方法均由地震反应增量方程出发，对于每个时间增量求出拟静力方程，从而求解出此微小时间段的地震反应增量，再以此微段的终点反应作为下一时间段的起始态，如此逐步计算下去，即可得出全段的时程反应［85］。(www.daowen.com)

3．结构阻尼的确定

结构阻尼特性反映了结构在振动过程中能量的耗散性能，是研究结构动力反应问题必不可少的一个方面。体系的阻尼大多是根据实际测量得到的，对于复杂的阻尼可以用等效的黏滞阻尼来代替。根据黏滞阻尼的理论，质点的速度与该质点受到的黏滞阻尼大小成正比，方向正好相反，但是我们必须假设运动速度不大。每个质量点都会振动在多自由度的体系中，作用于质量I上的阻尼力，除了受I点的振动速度影响外同时还受到其他质量J的振动速度的影响，一般情况下的阻尼矩阵［C］为：

Cij为阻尼影响系数。

阻尼矩阵［C］确定的方法是：把质量矩阵［M］跟刚度矩阵［K］进行线性组合。

式中α、β为比列常数。α、β可通过资料来确定，也可以通过下式确定。

其中；ῶi、ῶj分别表示第i、j振型的圆频率；ξi、ξj分别表示第i、j振型的阻尼比。在进行弹塑性地震分析时，取ξi＝ξj＝0．05。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中规定：钢结构在多遇地震下的阻尼比，对不超过12层的钢结构可采用ξ＝0．035，对超过12层的钢结构可采用ξ＝0．02，在罕遇地震下的分析，阻尼比可采用ξ＝0．05。其实有关阻尼比值问题，涉及因素甚为复杂，至今国内外对此问题尚无定论。由美国2000年和2003年的建筑规范并没有见到区分阻尼值的资料。日本建筑学会2003年的实测结果可见钢框架结构的阻尼比一般均小于0．02．根据其他收集到的资料，钢结构的阻尼比亦小于0．02．再追溯到数十年前国外一些实测总结，钢结构的阻尼比值则更小。空间网格结构的阻尼比值最好是由大跨空间结构实测总结回归。在缺少实测资料的情况下，从偏于安全出发，现均参考钢框架结构，对于落地支承的网格结构阻尼比取0．02［86］．因此，本次分析的阻尼比取为0．02。