《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ140-2004.pdf

I刃 C 中华人民共和国行业标准 P 预应力混凝土结构 抗震设计规程 S P ecification forseismic design of prestressed concretestructures 2 0 0 4 一 0 1 一 2 9发布2 0 0 4 一 0 5 一 0 1实施 中华人民共和国 建设部发布 中华人民共和国行业标准 预应力混凝土结构抗震设计规程 S pecification forseismic design of prestressed concretestrU ctures J G J1 4 0 一 2 0 0 4 J 3 0 1 一 2 0 0 4 批准部门中华人民共和国建设部 施行日期2 0 0 4年 5 月 1日 中国建筑工业出版社 2 0 0 4北京 中华人 民共和国行业标准 预应力混凝土结构抗震设计规程 S pecification forseismic design ofprestressedconcrete J G J1 4 0 一 2 0 0 4 S trllC tllreS 中国建筑工业出版社出版、发行（北京西郊百万庄） 各地新华书店、建筑书店经销 耳 匕京市兴顺印刷厂印刷 开本85 0 X 1 1 6 8毫米 1/3 2 印张1％字数4 3千字 2 0 0 4年3月第 一 版 2 0 0 9年6月第二次印刷 定价1 0 .0 0元 统 一 书号1 5 1 1 2 1 7 6 4 1 版权所有翻印必究 如有印装质量问题，可寄本社退换 （邮政编码1 0 0 0 3 7 本社网址http //www .cabp 网上书店http/ /www .china- -building,com.C n 中华人民共和国建设部 公告 第2 0 6号 建设部关于发布行业标准 （预应力混凝土结构抗震设计规程的公告 现批准 预应力混凝土结构抗震设计规程为行业标准，编 号为J G J1 4 0 一 2 0 0 4 ，自2 0 0 4年5月 I日起 实 施。其 中，第 3.1.1、3.1.5、3.2.2、4.2.2、4.2.4条为强制性条 文，必须严格 执行。 本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业 出版社出 版发行。 中华人 民共和 国建设部 2 0 0 4年l月2 9日 前 ～、气 曰 根据建设部建标 〔1 9 9 2」7 3 2号文 的要求，规程编制组 经广 泛 的调查研究，开展专题研究，认真总结工程实践经验及震害经 验，参考有关国际标准和 国外先进标准，并在广泛征求意见 的基 础上，制定了本规程。 本规程 的主要技术内容是1．总则；2．术语、符号；3．抗 震设计的 一 般规定；4 ．预应力混凝土框架和门架；5．预应力混 凝土板柱结构。 本规程由建设部负责管理和对强制性条文 的解释，由主编单 位负责具体技术内容的解释。 本规程 主编 单 位中国建 筑 科 学研究 院（邮政 编码 1 0 0 0 1 3 ，地址北京市北三环东路3 0号 ） 本规程参加单位东南大学 中元 国际工程设计研究院 （原机械工业部 设计研究院） 北京市建筑设计研究院 浙江泛华设计 院 本规程 主要起草人陶学康吕志涛张维斌 胡庆 昌 韦承基陈远椿徐福泉黄茂智 王霓 目次 1总则 ， ， ⋯ ⋯ 1 2术语、符号 ⋯⋯ 2 2.1 术语 ⋯⋯ 2 2.2符号 ， ⋯ ⋯ 2 3抗震设计的 一 般规定 ⋯⋯ 5 3.1地震作用及结构抗震验算 ， ， ⋯⋯ 5 3 . 2设计的 一 般规定 ⋯⋯ 8 3.3材料及锚具 ， ， ⋯⋯ n 4预应力混凝土框架和门架 ， ⋯⋯ 1 3 4.1 一 般规定 ⋯⋯ 1 3 4.2 预应力混凝土框架梁 ， ⋯ ⋯ 1 3 4.3 预应力混凝土框架柱 ， ， ⋯ ⋯ 1 7 4.4 预应力混凝土框架节点 ， ， ， ⋯ 1 9 4.5预应力混凝土 门架结构 ⋯⋯ 2 0 5预应力混凝土板柱结构 ⋯⋯ 2 2 5.1设计的 一 般规定 ⋯ ⋯ 2 2 5.2计算要求 ⋯⋯ 2 4 本规程用词说明 ⋯ ⋯ 2 8 条文说 明 ⋯ ⋯ 2 9 1总则 1.0.1为贯彻执行地震工作以预防为主 的方针，使预应力混凝 土建筑结构经抗震设防后，减轻其地震破坏，避免人员伤亡，减 少经济损失，制定本规程。 1.0.2 本规 程 适用 于抗 震 设防烈度为6度至8度地 区 的现浇后 张预应力混凝 土框架 和板柱等建筑结构的抗震设计；抗震设 防烈 度为 ，9度地区的预应力混凝土结构 ，其抗 震设计应有充分依据， 并采取可靠措施。 1.0.3预应力混凝土建筑结构的抗震设计，除应符合本规程外， 尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2术语、符号 2.1术语 2.1.1阻尼 比 damping ratio 阻尼振动的实际阻力与产生临界 阻尼所需阻力的比值 。 2.1.2 轴压 比 ratioofaxialco 哪ressiveforcetoaxialcompressiveul - timate capacity O fsectionundercolnbinationO fearthquakeaction 混凝土柱考虑地震作用组合的轴向压力设计值与柱全截面面 积和混凝土轴心抗 压 强 度 设 计值乘积 之 比值；对 预应 力 混凝土 柱，取 预应力作用参与组合的轴力设计值。 2.1.3后 张 法有粘结预 应力混凝土结构 post 一tensioned bonded prestressed concretestructure 在混凝土硬结后，通 过张拉预应力筋并锚固而建立 预加应 力，且在管道内灌浆实现粘结的混凝土结构，如预应力混凝土框 架、门架等。 2.1.4无粘结预 应 力 混凝土结构unbonded prestressed C oncrete S tn1 C tllre 配置带有涂料层 和外包层的预应力筋而与混凝土相互不粘结 的后张法预应力混凝土结构。 2.2 符号 2.2.1 材料性能 fc 混凝土轴心抗压强度设计值； ft 混凝土轴心抗拉强度设计值； 石、君 普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值； 几y 预应力筋的抗拉强度设计值； 2 九 v箍筋的抗拉强度设计值。 2.2.2 作用和作用效应 N柱考虑地震作用组合的轴向压力设计值； F考虑地震作用组合的剪力设计值； N pe 预应力筋的总有效 预加力。 2.2.3几何参数 A s 、双受拉区、受压 区非预应力钢筋截面面积； A p 受拉区预应力筋截面面积； A svj 核心区有效验算宽度范围内同一 截面验算方向箍筋的 总截面面积； b矩形截面宽度、T形 和I形截面 的腹板宽度； h 截面高度； h。 截面有效高度； hp 纵向受拉预应力筋合力点至梁截面受压边缘的有效距 离； hs纵向受拉非预应力钢筋合力点至梁截面受压边缘的有 效距离； b 。、hc 柱截面宽度、高度； 气 、 气 节点核心 区的截面有效验算宽度、高度； bd 平托板 的有效宽度； l 。 计算跨度； x混凝 土受压区高度； laE 纵向受拉钢筋考虑抗震要求的最小锚固长度； ,箍筋间距。 2.2.4计算系数及其他 a水平地震影响系数值； 。max水平地震影响系数最大值； 了p预应力分项系数； 了 yR E 承载力抗震调整系数； 。aP u预应力筋 一锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变 ； ,a 预应力筋 一锚具组装件静载试验测得的锚具效率系数 ； 入预应力强度比； 召。 混凝土强度影响系数； 尸 纵向受拉钢筋配筋率； 乳 正交梁的约束影响系数； ‘、p预应力混凝土柱的轴压 比； T 结构 自振周期； 凡 场地 的特征周期。 3抗震设计的 一 般规定 3.1地震作用及结构抗震验算 3.1.1建筑结构的地震影响系数 应 根 据 烈 度、场 地 类 别、设计 地震分组和结构 自振周期 以及 阻尼 比确定 。其水平地震影响系数 最大值应按表3.1.1 - 1采用；特征周期应根据场地类别和设计地 震分组按表3.1.1一2采用 ，计算S、 9度罕遇地震作用时，特征周 期应增加00 5 5 0 注1周期大于6.0 5的建筑结构所采用的地展影响系数应专 门研究； 2已编制抗展设防区划的城市，应允许按批准的设计地展动参数 采用相应的地展影响系数。 表3.1.1 一1 水平地展影响系数最大值 地展影响 6度7度8度，度 多遇地展0。0 40.0 80.1 20.1 60.2 40。3 2 罕遇地展 0.5 00.7 20.9 01.2 01。4 0 注括号中数值分别用于设计基本地展加速度为0.1 5 9和0.3 0 9的地区。 表3.1.1 - 2特征周期值 【 s 设计地展分组 场地类别 IlIF 第 一 组0。2 50。3 5 O。4 5O。6 5 第二组0。3 0 0。4 00。5 5O。7 5 第三组 0。3 50。4 50。6 50。9 0 3.1.2以预应力混凝土框架结构、板柱 一框架结构作为主要抗侧 力体系 的建筑结构，其阻 尼 比应 取0.0 3，地 震 影 响 系数 曲线 （ 见 图3.1.2 ）的阻尼 调 整 系数应按 1.1 8采用 ，形状参数应符合 万 下列要求 1直线上升段，周期小于0.1 5的区段。 2 水平段，自0.1。至特征周期区段 ，应取1 .1 8。max。 3曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指 数应取0.9 3。 4直线下降段 ，自5倍特征周期至6 5区段，地震影 响系数 a应按 一 卜 式计算 。 ＝ [0.2 6 4 一 0.0 2 2 5T 一 5T g ] amax3 .1,2 注1预应力混凝土板柱 一框架结构指 由预应力板柱结构与框架组成 的结构； 2当在框架 一剪力墙 结构 、框架 一核心筒结构及板柱一剪力墙结 构 中，采用预应力 混凝土梁或板 时，仍应按 现行 国家标 准建 筑抗震设计规范G B 5 0 0 1 1取 阻尼 比为0.0 5的地震影 响系数 曲线，确定水平地震力。 1,1 8a , ax a {0.2 6 4 一 0,0 2 2 5T 一 5几）」 amal iT , 甘 日 以 - lseee 盯m a4 50 00.1 几 图3.1.2地震影响系数 曲线 a 一 地震影响系数； amax，地震影响系数最大值； T 厂特征周期； T 一 结构自振周期 3.1.3 8 度时跨度大于2 4 m屋 架、长 悬臂和其他大跨度预应力 混凝土结构的竖 向地 震作用标准值，宜 取其重 力荷载代表值与 竖 向地 震作用系数的乘积；竖向地 震作用 系数可按表3.1.3采 用。 结构类别烈度 场地类别 1ll1 1 1、W 预应 力 混 凝 土屋 架、长悬 臂及 其他大跨度预应力混凝土结构 8 飞 1 了 0 气 一 1 1 1 10 0 了 爪 飞 、 ． 声 了 八 J O 1 1 1 10 0 了 ． 飞 飞 、 夕 了 飞 ） O 了 习 上 1 10 0 了 ‘ 气 注括号 内数值用于设计基本地震加速度为0.3 0 9的地 区。 结构构件 表3.1.3竖 向地震作用系数 3.1.4需采用时程分析法进行补充计算的预应力混凝土框架结 构、板柱 一框架结构 ，弹性计算时阻尼 比可取0.0 3。 3.1.5预应 力混凝 土结构构件在地震作 用效应 和其他荷载效应 的基本组合下，进 行截面 抗 震 验算时，应 加 入 预 应 力 作 用效 应 项。当预 应 力 作 用 效 应 对 结 构 不 利 时，预 应 力分项 系数 应 取 1.2；有 利 时应取1.0 0 承载力抗震调整系数7。，除另有规定外，应 按表3.1.5取 用。 表3.1.5承载力抗展调整 系数 受力状态了R E 梁受弯 0。7 5 轴压 比小于0。1 5的柱 偏压 0。7 5 轴压 比不小于0.1 5的柱偏压 0。80 框架节点受剪 O。肪 各类构件受剪、偏拉O。85 局部受压部位局部受压1。oo 3.1.6当仅计算竖向地 震作用时，各类预应力混凝土结构构件 的承载力抗震调整 系数了R E均 宜采用1 .0。 3.1.7考虑地震作用 组合的预应 力 混凝土框架节点核 心区抗震 受剪承载力，应 按本规 程第4 .4.1条计算；预应力 混凝土框 架 梁、 柱 的斜截面抗震受剪承载力计算应符合现行国家标准 混凝 土结构设计规范G B5 0 0 1 0有关条款的规定。 3.2设计 的 一 般规定 3.2.1按本规程进行抗震设计的预应力混凝土结构，其房屋最 大高度不应超过表3 .2.1所规定的限值。对平面和竖向均不规则 的结构或建造 于 W类场地的结构或跨度较大的结构，适用 的最大 高度应适当降低。 表3.2.1现浇预应力混凝土房屋适用的最大高度 （ m }｝烈度 结构体系 ． 一 气 以 一 X 】 D 8 一 粼 一 1 0 一 别 7 一 5 5 一 1 2 0 框架结构 X 一 0 陌 一 一 八 j J． 且 ｝ . n ） 一 一 日 nljl 一 飞 ｝ 弓 ． 几 一 1 1 一 ） 一 nU 一 n 6 一 6 0 一 l3（ 一 l2 框架 一剪力墙 部分框支剪力墙 3 5 一 1 8 1 5 0 一 4 0 一 儿 框架 一核心筒 板柱 一剪力墙 板柱 一框架结构 注1房屋高度指室外地 面到主要屋 面板 板顶 的高度（ 不考 虑局部突 出屋顶部 分 ）; 2框架 一核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构 ； 3部分框支剪力墙结构指首层或底部两层框支剪力墙结构； 4 板柱 一框架结构指 由预应力板柱结构与框架组成的结构； 5乙类建筑可按本地 区抗震设防烈度确定适用 的最大高度； 6超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证 ，采取有效的加强措施。 3.2.2预应 力 混 凝 土 结构 构件的抗震设计，应根据设防烈 度、 结构类型、房屋高度采用不 同的抗震等级，并应符合相应的计算 和构造措 施 要求。丙类建筑的抗震等级应按本地区的设 防烈度 由 表3.2.2确定。 3.2.3抗 震设 防类别为 甲、乙、丁类的建筑 ，应 按 现行 国家标 准 建筑抗 震 设计规 范G Bsoon的规定调 整设 防烈度后，再 按表3.2.2确定抗震等级。 表3.2.2现浇预应力混凝土结构构件的抗展等级 结构体系 设防烈度 678 架 构 框 结 高度【m 蕊3 0 ＞洲） 落3 0 3 0 蕊3 0 3 0 框架四 剧 场、体育 馆 等大 跨 度 公共建 筑中的框架 框架 剪力 墙结构 高度m鉴研 ＞必 感研 ＞研 6 0 ＞研 框架四 二 部分框支剪 力墙结构 高度【 m 成80 ＞即 缤80 ＞即 蕊80 ＞即 框支层框架 口 百 函 ．月 / / 框架 。核心筒 结构 框架 板柱 剪力 墙结构 板柱的柱及周边框架 注1接近或等于高度分界 时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定 抗展等级； 2剪力墙等非预应力构件的抗展等级应按钢筋混凝土结构的规定执行。 3.2.4在框架 一核心筒结构的周边框架柱 间可采用 预应力混凝土 框架梁。 3.2.5后张预 应 力框架、门架、转换层大梁 宜采用有粘结预 应 力筋；当框架梁采用无粘结预应力筋时， 应符合本规 程第3 .2.7 条的规定。 3.2.6分散配置预 应 力筋的板类结构及楼盖 的次梁 宜采用无粘 结预应力筋。无粘结预应力筋不得用于承重结构的受拉杆件及抗 震等级为 一 级 的框架。 3.2.7在地震作用效应 和重力荷载效应 组 合 下，当符合下列二 款之 一 时，无粘结预应力筋可在二 、三级框架梁中应用；当符合