【前言】
构件性能评价是建筑结构弹塑性分析中的重要内容。SAUSG软件提供了多种构件性能评价方法，这些方法基于不同的文献或标准规范制定，评价原理和评价结果可能存在差异。笔者将在本文及后面的若干篇文章中对各种评价标准的依据、原理、评价结果和存在问题进行分析。
本文首先对SAUSG软件中的性能评价标准默认值进行介绍。在SAUSAGE软件2022版本中，依次点击【分析】→【性能评价】→【默认值】即可选择性能评价标准默认值。SAUSG软件中性能评价标准默认值如图1-1所示。
本评价标准在制定过程中参考了上海现代建筑设计（集团）有限公司技术中心编著的《动力弹塑性时程分析技术在建筑结构抗震设计中的应用》[1]一书。
图1-1 性能评价标准-默认值
性能评价标准默认值以构件钢筋塑性应变水平（εp/εp,即钢筋塑性应变与屈服应变比值）、构件混凝土受压损伤因子Dc、构件混凝土受拉损伤因子Dt进行构件性能评价。将构件性能划分为无损坏、轻微损坏、轻度损坏、中度损坏、重度损坏和严重损坏共六个等级。
通常选择截面边缘或角部的积分点来考察，通过判断这些积分点（如图1-2所示）上的应力应变水平来判断整个杆件所处的受力状态。软件默认选取截面角部1~4号纤维的包络值。
图1-2 矩形截面积分点
构件进入塑性后虽然应力不再满足平截面假定，截面上应力分布不再呈直线分布，但是应变一般仍近似满足平截面假定。说明可以根据截面边缘积分点应变水平估算截面上其他积分点的应变，因此对构件边缘或角点的应变状态进行考察是有意义的。
钢筋采用塑性应变与屈服应变的比值（γp）来给出各个性能水平的对应标准。
首先给出较为明确的两个关键点的标准，即“完好”和“严重破坏”。根据截面内力与钢筋拉应变关系，如图1-3所示，将A、B点合并为一点，判断结构是否完好，这样钢构件与钢筋混凝土构件将采用形式一致的评价，该点边缘积分点达到屈服的临界点，即γp =0代表构件无损坏。根据FEMA对钢材和钢筋的最大塑性应变不超过0.025的限值规定，为安全起见，将其0.8倍即0.02作为控制严重破坏的标准，一般钢材的屈服应变为0.0015~0.002，这样可将γp =12作为严重破坏的标准。
说明：A点为混凝土开裂，B点为钢筋边缘开始屈服，B-C为轻微损伤阶段，C-D为轻度损伤阶段，D-E为中度损伤阶段，E-F为比较严重损伤阶段，F点以后为非常严重损伤阶段（含构件失效）
确定了以上两个性能水平点以后，γp =(0~12)还需划分为四档，分别对应其他四个性能水平。参考FEMA标准中塑性变形程度与构件状态的关系，同时根据《抗规》条文说明对破坏状态的描述，确定性能水平的评价标准为：γp =(0~1)，轻微损坏；γp =(1~3)，轻度损坏；γp =(3~6)，中度损坏；γp =(6~12)，比较严重损坏。
混凝土受压损伤情况将显著影响构件的承载力，必须进行明确的判断。混凝土材料在达到极限强度后会出现刚度和承载力的下降，其程度通过损伤系数Dc进行描述。Dc定义为刚度的退化了，如Dc=0.1表明即时刚度为初始刚度的90%。
一般认为发生中等破坏时开始伴随混凝土的受压损伤。根据文献[1]中的混凝土本构规定，在Dc=0.2时，承载力下降为极限承载力的80%，Dc=0.5时，承载力下降为极限承载力的50%（图1-4）。考虑到应力集中影响，以及边缘应变与内部应变的差异性，将Dc<0.2定义为中等损坏，将Dc=0.2~0.5定义为比较严重破坏，Dc>0.5定义为严重破坏。
图1-4 混凝土损伤系数与承载力变化趋势
图1-5 SAUSG软件混凝土本构（默认值）
文献[1]未对无损坏~轻度损坏的受压损伤评价指标进行细化。SAUSG软件将无损坏~轻度损坏的受压损伤评价指标进一步做数值上的细化：将Dc<0.001定义为无损坏，混凝土压缩处于弹性阶段；将Dc=0.001~0.01定义为轻微损坏，混凝土基本处于弹性阶段；将Dc=0.01~0.2定义为轻度损坏，混凝土出现损伤，承载力未出现退化。
混凝土受拉损伤系数是混凝土非线性本构的重要参数，但是根据钢筋混凝土构件受力特点，混凝土材料受拉能力不对构件抗震性能起决定性作用（此处与混凝土构件的受拉能力存在区别）。因此，在混凝土构件性能评价时，受拉损伤系数不作为重要的评价指标，在软件中，仅简单地将Dt=0.2对轻微损坏和轻度损坏进行区分。由于Dt永远小于1，因此受拉损伤对构件的性能不起控制作用。
图1-6 梁柱构件性能评价
与梁柱单元不同，剪力墙通常一个方向的尺寸较大，钢筋塑性应变和混凝土损伤系数在截面长度和高度方向会有所发展，在性能评价时，不仅需要关注数值大小，还需关注损伤面积。
图1-7 剪力墙构件性能评价
综合以上描述，文献[1]中提出的梁柱构件性能评价标准如表1-1所示。SAUSG软件中将文献[1]中的性能评价标准进行适当修改，性能评价标准默认值如表2-2所示。
说明：1 εp/εy为钢筋或钢材塑性应变与屈服应变比值；
2 Dc为混凝土压缩损伤系数，Dt为混凝土拉伸损伤系数；
3 表中数值均为各性能水平的下限值，例如梁柱Dc在[0.2,0.6)范围内判定为中度损坏；
4 单元性能水平取单元各项指标对应的最大损坏性能水平；
5 梁柱构件性能水平取各单元性能水平的最大值；
6 墙板构件性能水平取各单元性能水平的面积加权平均值，并根据损伤范围进行修正：若构件中度及以上损伤单元面积大于构件总面积的50%，则构件性能水平提高为严重损坏。
SAUSG软件性能评价标准默认值为用户提供了方便、直观查看结构抗震性能的功能，可为弹塑性分析项目提供性能评价依据。结合上述分析，SAUSG软件性能评价标准默认值存在一些问题也需要工程师注意：
1) 构件损伤程度除了跟材料应变有关，还受构件受力状态、构件截面、长度、配筋率、轴压比等因素影响，这些因素在本评价标准中未充分考虑；
2) 不同混凝土材料在达到强度极限值时对应的损伤系数不同，评价标准中采用了相同的损伤系数；
3) 剪力墙构件损伤程度还应与横截面长度有关，评价标准中采用了构件面积的加权平均方法。
[1] 动力弹塑性时程分析技术在建筑结构抗震设计中的应用.2013.上海现代建筑设计（集团）有限公司技术中心著。
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