问题描述：
基于直接积分法的非线性时程工况应该如何定义？
解答：
采用直接积分法进行非线性时程分析时，荷载工况类型应选择“Time
history”中的“Nolinear Direct Integration”，工况定义界面如下所示：
图1
时程工况定义
其定义主要包括初始条件、施加荷载和其他参数三大部分。
1. 初始条件
由于地震作用时结构已承受竖向荷载作用，需要设置一个前置重力工况作为时程分析的初始条件。前置重力工况可以采用阶段施工工况、非线性静力工况和非线性直接积分工况，我们更推荐使用非线性静力工况，施加的荷载为重力荷载代表值，如下所示：
图2 前置重力工况
时程工况将接力前置重力工况的结构刚度和荷载。可根据工程情况考虑前置工况中是否需要考虑P-delta效应，需要注意的是，后续接力的非线性工况应与其保持一致的几何非线性参数。
2. 施加荷载
在施加荷载中决定时程工况的加载方式。在“荷载类型”中选择“Acceleration（加速度加载）”或“Load Pattern（力加载）”，当使用“Acceleration”时，“荷载名称”对应加载方向，1、2、3默认对应全局坐标系X、Y、Z，U表示平动，R表示转动；当使用“Load Pattern”时，需在“荷载名称”中选择相应的荷载模式。“函数”用于表示荷载随时间的变化。“比例系数（sf）”用于表示荷载的放大系数，比例系数×函数值×荷载值=最终考虑的荷载值。
比如，拟进行8度区X向的大震时程分析，输入的地震波峰值为100，“荷载类型”应选择“Acceleration”，“荷载名称”选择“U1”，“函数”选择对应的地震波（时程函数），根据规范，8度罕遇地震加速度时程的最大值为400cm/s2，将鼠标放至施加荷载框右侧的“i”图标处可以看见当前的模型单位设置，假设单位为mm/s2，地震波峰值100×40倍 = 4000 (mm/s2) ，因此“比例系数”应填入40。
勾选“高级”按钮后还可以指定施加荷载的高级参数。
图3 施加荷载的高级选项
如下图所示，“时间系数（tf）”为时间的倍数，“到达时间（at）”用于描述荷载开始作用于结构的时间，“坐标系（csys）”和“角度（ang）”用于描述加速度加载方向对应的坐标系。基于这些参数可以灵活调整荷载施加的效果。
图4 按比例调整后的内置函数 图5 加速度加载方向对应的坐标系
3. 其他参数
①几何非线性：建议与前置工况保持相同的几何非线性设置。
②时间步：
时间步数量决定了该工况输出的计算步数，步长决定了该工况结果保存输出的每步的时间间隔，两者相乘即为计算的总时长，用户可以通过此控制地震波的持时。对于直接积分法，其结果对于时间步长非常敏感，时间步长越小，结果越精确。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，一般情况下，步长可取0.01s或0.02s，持时不宜小于结构基本自振周期的5倍和15s。
工况的分析步长由时程函数的输入时间步和工况的结果保存步长共同决定。例如，当时程函数的输入时间步长为0.005s，工况保存的步长为0.01s，那么程序将使用0.005的恒定分析步长完成计算，并在每0.01s处输出结果。若输入时间步长改为0.0075s，那么分析步长将调整为0.0075、0.0025、0.005、0.005、0.0025、0.0075... 因此，一般建议设置整除输入时间步长的或被输入时间步长整除的保存步长。我们也可以通过适当调小保存步长来减小结果文件的大小，它并不会影响性能校核的结果。
③阻尼：在该参数中设置需考虑的阻尼，相关的参数设置请参考“瑞利阻尼简介”。
④积分方法：程序默认采用HHT法，可以得到高效、稳定的计算结果，相关的参数设置请参考“时间积分方法Newmark法”和“时间积分方法HHT法”。
⑤非线性参数：在该参数中控制非线性方程的求解，可以选择采用“事件到事件”和/或“平衡迭代”进行求解。若结构收敛困难，可以尝试调整迭代控制的参数。