本文针对两种基于性能的抗震设计方法:动力非线性分析及静力非线性分析方法,开展了以下几方面独具特色的研究:首先,基于材料本构关系,通过全截面分条带法建立了适用于剪切型框架结构杆件的非线性分析M-φ模型.对于双向受弯及受扭等复杂受力情况,则通过截面双向划分网格,建立了梁柱单元的Fiber模型.另外,在Fiber模型的基础上,结合分段变刚度概念,本文建立了适合超高层及复杂结构非线性分析的纤维杆元模型,它由弹塑性区的纤维子单元及弹性区的弹性子单元组成.通过本文的算例验证,纤维杆元模型既能保证精度,又大量减少计算工作量及存储空间,取得了较好效果,可推广应用于实际工程的抗震非线性分析中.本文通过对已有剪力墙的微观模型及宏观模型进行综合比较分析,基于Fiber模型的概念,提出了剪力墙的纤维墙元模型,即由仅考虑单元受弯的纤维子单元及仅考虑单元受剪的剪切子单元合成的墙元模型,通过本文多个算例的验证,本模型能适用于高层及复杂结构的非线性计算分析.在静力非线性分析方面,本文首先参照Chopra提出的模态Pushover分析(Chopra,2001),推导了模态静力非线性分析方法(MPA);应用本文提出了等效单自由度体系目标位移求解的弹塑性时程迭代法,利用MPA方法对10层框剪结构原型、12层框架结构模型及40层浦东香格里拉酒店进行了静力非线性分析,对10层框剪结构算例,本文还求解了其在FEMA-273推荐的三种不同水平荷载模式下的Push-over计算结果,并同MPA计算结果进行比较.表明在不同荷载模式作用下,考虑模态响应组合的MPA方法计算精度最高;在三种单一荷载模式作用下进行的静力推覆分析结果中,SRSS精度最高,ELF方法次之,均布荷载模式最差.本文利用以上多个算例结果,提出采用模态质量参与系数λ进行MPA方法的模态选择,并提出相应的准则,为MPA方法的推广应用提供了模态选择的判据.另外,本文研究表明在静力非线性分析中,结构基本周期对计算精度的影响较大;对于长周期结构,尤其当结构基本周期与场地特征周期接近时,通常仅考虑低阶振型响应误差会较大,这时更应考虑高阶振型的影响.最后,本文通过对12层框架结构及40层浦东香格里拉酒店在多种地震波激励下的振动台试验结果与MPA方法及THA方法的计算结果进行对比,发现试验结果与计算结果在结构自振频率,振型形态,最大楼层位移及层间位移,顶层位移时程等方面均吻合较好,表明本文提出的纤维杆元模型、纤维墙元模型、MPA方法等是正确有效的,能适合超高层结构的非线性计算分析.