DL5073-2000水工建筑物抗震设计规范.pdf 48页

'备案号中华人民共和国电力行业标准水工建筑物抗震设计规范发布实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布 中华人民共和国电力行业标准水工建筑物抗震设计规范主编单位中国水利水电科学研究院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号国经贸电力号 前言本规范是根据原能源部水利部水利水电规划设计总院水规设便字第号文的通知由中国水利水电科学研究院会同有关设计研究院和高等院校对原水利电力部于年发布试行的水工建筑物抗震设计规范进行修订而成本规范在修订过程中主编单位会同各协编单位开展了广泛的专题研究调查总结了近年来国内外大地震的经验教训吸收采用了地震工程新的科研成果考虑了我国的经济条件和工程实际提出修订稿后在全国广泛征求了有关设计施工科研教学单位及管理部门和有关专家的意见经过反复讨论修改和试设计最后由电力工业部水电水利规划设计管理局会同水利部水利水电规划设计管理局组织审查定稿本规范为强制性行业标准替代原水工建筑物抗震设计规范本规范共分章和个标准的附录附录为标准的附录这次修订的主要内容有进一步明确了规范适用的烈度范围水工建筑物等级和类型并扩大了建筑物类型和坝高的适用范围增加了对重要水工建筑物进行专门的工程场地地震危险性分析以确定地震动参数的要求并给出了相应的设防概率水准增加了场地分类标准并相应修改了设计反应谱改进了地基中可液化土判别和抗液化措施根据年国家批准发布的水利水电工程结构可靠度设计统一标准的原则和要求在保持规范连续性的条件下区别不同情况把各类主要水工建筑物的抗震计算从定值安全系数法向分项系数概率极限状态的体系转轨套改并给出了各类水工建筑物相应的结构系数采用了对混凝土水工建筑物以计入结构地基和库水相互作用的动力 法为主和拟静力法为辅的抗震计算方法对土石坝采用按设计烈度取相应动态分布系数的拟静力抗震计算方法在编写的格局上改为按水工建筑物类型分章各章分别给出抗震计算和抗震措施并补充了内容希望有关单位在执行本规范的过程中结合工程实际注意总结经验和积累资料如发现需要修改和补充之处请将意见和有关资料寄交电力工业部水工建筑物设计标准化技术委员会以便今后再次修订时考虑本规范的修订主编单位为中国水利水电科学研究院本规范的修订参编单位为电力工业部昆明勘测设计研究院电力工业部西北勘测设计研究院上海市水利工程设计研究院大连理工大学和河海大学本规范由原能源部水利部水利水电规划设计总院提出修订本规范由电力工业部水电水利规划设计管理局归口本规范主要起草人为陈厚群侯顺载郭锡荣苏克忠王钟宁杨佳梅卫明林皋方大凤黄家森李瓒梁爱虎武清玺王锡忠师接劳本规范由电力工业部水电水利规划设计管理局负责解释 目次总则术语符号场地和地基地震作用和抗震计算土石坝重力坝拱坝水闸水工地下结构进水塔水电站压力钢管和地面厂房附录标准的附录土石坝的抗震计算 总则为做好水工建筑物的抗震设计减轻地震破坏及防止次生灾害特制定本规范适用范围主要适用于设计烈度为度的级的碾压式土石坝混凝土重力坝混凝土拱坝平原地区水闸溢洪道地下结构进水塔水电站压力钢管和地面厂房等水工建筑物的抗震设计设计烈度为度时可不进行抗震计算但对级水工建筑物仍应按本规范采取适当的抗震措施设计烈度高于度的水工建筑物或高度大于的壅水建筑物其抗震安全性应进行专门研究论证后报主管部门审查批准按本规范进行抗震设计的水工建筑物能抗御设计烈度地震如有局部损坏经一般处理后仍可正常运行水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定一般情况下应采用中国地震烈度区划图确定的基本烈度基本烈度为度或度以上地区的坝高超过或库容大于亿的大型工程以及基本烈度为度及度以上地区坝高超过的大型工程其设防依据应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度成果评定水工建筑物应根据其重要性和工程场地基本烈度按表确定其工程抗震设防类别 表工程抗震设防类别工程抗震设防类别建筑物级别场地基本烈度甲壅水乙非壅水壅水丙非壅水丁各类水工建筑物抗震设计的设计烈度或设计地震加速度代表值应按下列规定确定一般采用基本烈度作为设计烈度工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物可根据其遭受强震影响的危害性在基本烈度基础上提高度作为设计烈度凡按作专门的地震危险性分析的工程其设计地震加速度代表值的概率水准对壅水建筑物应取基准期年内超越概率为对非壅水建筑物应取基准期年内超越概率为其它特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时应经主管部门批准施工期的短暂状况可不与地震作用组合空库时如需要考虑地震作用可将设计地震加速度代表值减半进行抗震设计坝高大于库容大于亿的水库如有可能发生大于度的水库诱发地震时应在水库蓄水前就进行地震前期监测水工建筑物的抗震设计宜符合下列基本要求结合抗震要求选择有利的工程地段和场地避免地基和邻近建筑物的岸坡失稳选择安全经济合理的抗震结构方案和抗震措施在设计中从抗震角度提出对施工质量的要求和措施便于震后对遭受震害的建筑物进行检修重要水库宜设置泄水建筑物隧洞等保证必要时能适当地降低库水位 设计烈度为度时工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物应进行动力试验验证并提出强震观测设计必要时在施工期宜设场地效应台阵以监测可能发生的强震工程抗震设防类别为乙类的水工建筑物宜满足类似要求引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中应用而构成本标准的条文在标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修改使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性建筑抗震设计规范水利水电工程结构可靠度设计统一标准水工混凝土结构设计规范混凝土重力坝设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分水闸设计规范水工隧洞设计规范水电站压力钢管设计规范混凝土拱坝设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准平原滨海部分碾压式土石坝设计规范水电站进水口设计规范水电站厂房设计规范按本规范进行水工建筑物抗震设计时尚应符合有关标准规范的要求同级行业标准规范中有关水工建筑物抗震方面的规定不符合本规范的应以本规范为准 术语符号术语抗震设计地震区的工程结构所进行的一种专项设计一般包括抗震计算和抗震措施两个方面基本烈度年期限内一般场地条件下可能遭遇超越概率为的地震烈度一般为中国地震烈度区划图上所标示的地震烈度值对重大工程应通过专门的场地地震危险性评价工作确定设计烈度在基本烈度基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度水库诱发地震由于水库蓄水或大量泄水而引起库区及附近发生的地震地震动由地震引起的岩土运动地震作用地震动施加于结构上的动态作用地震动峰值加速度地震动过程中地表质点运动加速度的最大绝对值设计地震加速度由专门的地震危险性分析按规定的设防概率水准所确定的或一般情况下与设计烈度相对应的地震动峰值加速度地震作用效应地震作用引起的结构内力变形裂缝开展等动态效应地震液化地震动引起的饱和砂土粉土和少粘性土颗粒趋于紧密孔 隙水压力增大有效应力趋近于零的现象设计反应谱抗震设计中所采用的一定阻尼比的单质点体系在地震作用下的最大加速度反应随体系自振周期变化的曲线一般以其与地震动最大峰值加速度的比值表示动力法按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法时程分析法由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分求得整个时间历程内结构地震作用效应的方法振型分解法先求解结构对应其各阶振型的地震作用效应后再组合成结构总地震作用效应的方法各阶振型效应用时程分析法求得后直接叠加的称振型分解时程分析法用反应谱法求得后再组合的称振型分解反应谱法平方和方根法取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法完全二次型方根法取各阶振型地震作用效应的平方项和不同振型耦联项的总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法地震动水压力地震作用引起的水体对结构产生的动态压力地震动土压力地震作用引起的土体对结构产生的动态压力拟静力法将重力作用设计地震加速度与重力加速度比值给定的动态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法地震作用的效应折减系数由于地震作用效应计算方法的简化而引入的对地震作用效应 进行折减的系数自振周期结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间对应于第振型的自振周期称基本自振周期基本符号作用和作用效应水平向设计地震加速度代表值竖向设计地震加速度代表值设计反应谱地震作用的效应折减系数地震主动动土压力代表值产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值作用在质点的水平向地震惯性力的代表值水深处的地震动水压力代表值建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值质点的动态分布系数重力加速度材料性能和几何参数材料性能的标准值几何参数的标准值标准贯入锤击数临界锤击数水体质量密度的标准值分项系数极限状态设计结构的作用效应结构的抗力结构重要性系数设计状况系数 地震作用的代表值永久作用的标准值可变作用的标准值永久作用的分项系数可变作用的分项系数承载能力极限状态的结构系数材料性能的分项系数其他附属结构和主体结构质量比值附属结构和主体结构的基本频率比值特征周期结构自振周期 场地和地基场地水工建筑物的场地选择应在工程地质勘察和专门工程地质研究的基础上按构造活动性边坡稳定性和场地地基条件等进行综合评价可按表划分为有利不利和危险地段宜选择对建筑物抗震相对有利地段避开不利地段未经充分论证不得在危险地段进行建设表各类地段的划分地段类别构造活动性边坡稳定性场地地基条件岩体完距坝址范围内无活动断层库区抗震稳定有利地段整边坡无大于等于级的地震活动性好稳定枢纽区内有长度小于的活动断枢纽区层库区有长度大于的活动断层库区边坡抗震稳定不利地段或有过大于等于级但小于级的地震稳定条件性差活动或有诱发强水库地震的可能较差枢纽区边坡稳定枢纽区内有长度大于等于的活条件极差地基可能危险地段动断层库区有过大于等于级的地震可产生大失稳活动有伴随地震产生地震断裂的可能规模崩塌滑坡水工建筑物开挖后的场地土类型宜根据土层剪切波速按表划分场地类别应根据场地土类型和场地覆盖层厚度划分为四类并宜符合表的规定 表场地土类型的划分场地土类型土层剪切波速代表性岩土名称坚硬场地土岩石及密实的砂卵石层中硬场地土中密稍密的砂砾石粗中砂及坚硬粘土中软场地土稍密的砾粗中砂软粘土软弱场地土淤泥淤泥质土松散的砂人工杂土注为土层剪切波速为土层平均剪切波速取建基面下内且不深于场地覆盖层厚度的各土层剪切波速按土层厚度加权的平均值表场地类别的划分场地覆盖层厚度场地土类型坚硬场地土中硬场地土中软场地土软弱场地土在水工建筑物场地范围内岩体结构复杂有软弱结构面或夹泥层不利组合边坡稳定条件较差时应查明在设计烈度的地震作用下不稳定边坡的分布估计可能的危害程度提出处理措施地基水工建筑物地基的抗震设计应综合考虑上部建筑物的型式荷载水力和运行条件以及地基和岸坡的工程地质水文地质条件对于坝闸等壅水建筑物的地基和岸坡应要求在 设计烈度的地震作用下不发生失稳破坏和渗透破坏避免产生影响建筑物使用的有害变形水工建筑物的地基和岸坡中的断裂破碎带及层间错动等软弱结构面特别是缓倾角夹泥层和可能发生泥化的岩层应根据其产状埋藏深度边界条件渗流情况物理力学性质以及建筑物的设计烈度论证其在设计烈度的地震作用下不致发生失稳和超过允许的变形必要时应采取抗震措施地基中液化土层的判别可按水利水电工程地质勘察规范中的有关规定进行评价地基中的可液化土层可根据工程的类型和具体情况选择采用以下抗震措施挖除可液化土层并用非液化土置换振冲加密重夯击实等人工加密的方法填土压重桩体穿过可液化土层进入非液化土层的桩基混凝土连续墙或其它方法围封可液化地基重要工程地基中的软弱粘土层应进行专门的抗震试验研究和分析一般情况下地基中的软弱粘土层的评价可采用以下标准液性指数无侧限抗压强度标准贯入锤击数灵敏度地基中的软弱粘土层可根据建筑物的类型和具体情况选择采用以下抗震措施挖除或置换地基中的软弱粘土预压加固压重和砂井排水桩基或复合地基水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排 水反滤结构等应采取措施防止地震时产生危害性裂缝引起渗流量增大或发生管涌流土等险情岩土性质厚度等在水平方向变化很大的不均匀地基应采取措施防止地震时产生较大的不均匀沉陷滑移和集中渗漏并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷的措施 地震作用和抗震计算地震动分量及其组合一般情况下水工建筑物可只考虑水平向地震作用设计烈度为度的级下列水工建筑物土石坝重力坝等壅水建筑物长悬臂大跨度或高耸的水工混凝土结构应同时计入水平向和竖向地震作用严重不对称空腹等特殊型式的拱坝以及设计烈度为度的级双曲拱坝宜对其竖向地震作用效应作专门研究一般情况下土石坝混凝土重力坝在抗震设计中可只计入顺河流方向的水平向地震作用两岸陡坡上的重力坝段宜计入垂直河流方向的水平向地震作用重要的土石坝宜专门研究垂直河流方向的水平向地震作用混凝土拱坝应同时考虑顺河流方向和垂直河流方向的水平向地震作用闸墩进水塔闸顶机架和其它两个主轴方向刚度接近的水工混凝土结构应考虑结构的两个主轴方向的水平向地震作用当同时计算互相正交方向地震的作用效应时总的地震作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值当同时计算水平向和竖向地震作用效应时总的地震作用效应也可将竖向地震作用效应乘以的遇合系数后与水平向地震作用效应直接相加地震作用的类别一般情况下水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力地震动土压力和水平向地震作用的动水压力 除面板堆石坝外土石坝的地震动水压力可以不计地震浪压力和地震对渗透压力浮托力的影响可以不计地震对淤沙压力的影响一般可以不计此时计算地震动水压力的建筑物前水深应包括淤沙深度当高坝的淤沙厚度特别大时地震对淤沙压力的影响应作专门研究设计地震加速度和设计反应谱除按规定的概率水准由专门的地震危险性分析确定水平向设计地震加速度代表值外其余应根据设计烈度按表取值表水平向设计地震加速度代表值设计烈度注竖向设计地震加速度的代表值应取水平向设计地震加速度代表值的图设计反应谱 设计反应谱应根据场地类别和结构自振周期按图采用各类水工建筑物的设计反应谱最大值的代表值应按表的规定取值表设计反应谱最大值的代表值建筑物类型重力坝拱坝水闸进水塔及其他混凝土建筑物设计反应谱下限值的代表值应不小于设计反应谱最大值的代表值的不同类别场地的特征周期应按表的规定取值表特征周期场地类别设计烈度不大于度且基本自振周期大于的结构特征周期宜延长地震作用和其他作用的组合一般情况下水工建筑物作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位多年调节水库经论证后可采用低于正常蓄水位的上游水位土石坝的上游坝坡应根据运用条件选用对坝坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算土石坝的上游坝坡抗震稳定计算需要时应将地震作用和常遇的水位降落幅值组合重要的拱坝及水闸的抗震强度计算宜补充地震作用和 常遇低水位组合的验算结构计算模式和计算方法各类水工建筑物抗震计算中地震作用效应的计算模式应与相应设计规范规定的计算模式相同除了窄河谷中的土石坝和横缝经过灌浆的重力坝外重力坝水闸土石坝均可取单位宽度或单个坝闸段进行抗震计算各类工程抗震设防类别的水工建筑物除土石坝水闸应分别按第章规定外地震作用效应计算方法应按表的规定采用其中工程抗震设防类别为乙丙类的水工建筑物其地震作用效应的计算方法应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用表地震作用效应的计算方法工程抗震设防类别地震作用效应的计算方法甲动力法乙丙动力法或拟静力法丁拟静力法或着重采取抗震措施采用动力法计算地震作用效应时应考虑结构和地基的动力相互作用与水体接触的建筑物还应考虑结构和水体的动力相互作用但可不计库水可压缩性及地震动输入的不均匀性作为线弹性结构的混凝土建筑物可采用振型分解反应谱法或振型分解时程分析法此时拱坝的阻尼比可在范围内选取重力坝的阻尼比可在范围内选取其它建筑物可取采用振型分解反应谱法计算地震作用效应时可由各阶振型的地震作用效应按平方和方根法组合当两个振型的频率差的绝对值与其中一个较小的频率之比小于时地震作用效应 宜采用完全二次型方根法组合式中地震作用效应分别为第阶第阶振型的地震作用效应计算采用的振型数第阶和第阶的振型相关系数分别为第阶第阶振型的阻尼比圆频率比分别为第阶第阶振型的圆频率地震作用效应影响不超过的高阶振型可略去不计采用集中质量模型时集中质量的个数不宜少于地震作用效应计算中采用的振型数的倍采用时程分析法计算地震作用效应时宜符合下列规定应至少选择类似场地地震地质条件的条实测加速度记录和条以设计反应谱为目标谱的人工生成模拟地震加速度时程设计地震加速度时程的峰值应按或的规定采用不同地震加速度时程计算的结果应进行综合分析以确定设计验算采用的地震作用效应当采用拟静力法计算地震作用效应时沿建筑物高度作用于质点的水平向地震惯性力代表值应按下式计算式中作用在质点的水平向地震惯性力代表值地震作用的效应折减系数除另有规定外取 集中在质点的重力作用标准值质点的动态分布系数应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用重力加速度水工混凝土材料动态性能除水工钢筋混凝土结构外的混凝土水工建筑物的抗震强度计算中混凝土动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值提高混凝土动态抗拉强度的标准值可取为动态抗压强度标准值的在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中动态抗剪强度参数的标准值可取静态标准值当采用拟静力法计算地震作用效应时应取静态均值各类极限状态下的材料动态性能的分项系数可取静态作用下的值承载能力分项系数极限状态抗震设计各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列承载能力极限状态设计式式中结构重要性系数应按的规定取值设计状况系数可取结构的作用效应函数永久作用的分项系数永久作用的标准值可变作用的分项系数可变作用的标准值 地震作用的分项系数地震作用的代表值几何参数的标准值承载能力极限状态的结构系数结构的抗力函数材料性能的标准值材料性能的分项系数各类水工建筑物在地震作用下应验算的极限状态及其相应的结构系数均应按本规范相应建筑物章节中的有关规定采用与地震作用组合的各种静态作用的分项系数和标准值应按各类建筑物相应的设计规范规定采用凡在这些规范中未规定分项系数的作用和抗力或在抗震计算中引入地震作用的效应折减系数时分项系数均可取为钢筋混凝土结构构件的抗震设计在按本规范确定地震作用效应后应按进行截面承载力抗震验算当采用动力法计算地震作用效应时应对地震作用效应进行折减折减系数可取为附属结构的抗震计算在水工建筑物附属结构的地震作用效应计算中当附属结构和主体结构的质量比值及基本频率比值符合下列条件之一时附属结构与主体结构可不作耦联分析且或不作耦联分析的附属结构可取与主体结构连接处的加速度作为附属结构地震作用效应计算中的地震输入当不作耦联分析的附属结构和主体结构可视为刚性连接时附属结构的质量应作为主体结构的附加质量 地震动土压力地震主动动土压力代表值可按式计算并应取式中按号计算结果中的大值式中地震主动动土压力代表值土表面单位长度的荷重挡土墙面与垂直面夹角土表面和水平面夹角土的高度土的重度的标准值土的内摩擦角地震系数角挡土墙面与土之间的摩擦角计算系数动力法计算地震作用效应时取拟静力法计算地震作用效应时一般取对钢筋混凝土结构取地震被动动土压力应经专门研究确定 土石坝抗震计算土石坝应采用拟静力法进行抗震稳定计算设计烈度为度的以上土石坝或地基中存在可液化土时应同时用有限元法对坝体和坝基进行动力分析综合判断其抗震安全性土石坝动力分析的要求见附录中的拟静力法进行抗震稳定计算时对于均质坝厚斜墙坝和厚心墙坝可采用瑞典圆弧法按规定进行验算其作用效应和抗力的计算公式见附录中的对于级及以上土石坝宜同时采用简化毕肖普法对于夹有薄层软粘土的地基以及薄斜墙坝和薄心墙坝可采用滑楔法计算在拟静力法抗震计算中质点的动态分布系数应按表的规定采用表中在设计烈度为度时分别取和表土石坝坝体动态分布系数坝高坝高 级坝宜通过动力试验测定土体的动态抗剪强度当动力试验给出的动态强度高于相应的静态强度时应取静态强度值粘性土和紧密砂砾等非液化土在无动力试验资料时宜采用静态有效抗剪强度指标其中对堆石砂砾石等粗粒无粘性土可采用对数函数或指数函数表达的非线性静态抗剪强度指标混凝土面板堆石坝的动水压力可按和确定采用瑞典圆弧法进行抗震稳定计算时其结构系数应取采用简化毕肖普法时相应的结构系数应比采用瑞典圆弧法时的值提高抗震措施地震区修建土石坝宜采用直线的或向上游弯曲的坝轴线不宜采用向下游弯曲的折线形的或形的坝轴线设计烈度为度时宜选用堆石坝防渗体不宜选用刚性心墙的型式选用均质坝时应设置内部排水系统降低浸润线确定地震区土石坝的安全超高时应包括地震涌浪高度可根据设计烈度和坝前水深取地震涌浪高度为对库区内可能因地震引起的大体积塌岸和滑坡而形成的涌浪应进行专门研究设计烈度为度时安全超高应计入坝和地基在地震作用下的附加沉陷设计烈度为度时宜加宽坝顶采用上部缓下部陡的断面坝坡可采用大块石压重或土体内加筋应加强土石坝防渗体特别是在地震中容易发生裂缝的坝体顶部坝与岸坡或混凝土等刚性建筑物的连接部位应在防渗体上下游面设置反滤层和过渡层且必须压实并适当加厚应选用抗震性能和渗透稳定性较好且级配良好的土石料筑坝均匀的中砂细砂粉砂及粉土不宜作为地震区的筑坝材 料对于粘性土的填筑密度以及堆石的压实功能和设计孔隙率应按及其补充规定中的有关条文执行设计烈度为度时宜采用其规定范围值的高限对于无粘性土压实要求浸润线以上材料的相对密度不低于浸润线以下材料的相对密度则根据设计烈度大小选用对于砂砾料当大于的粗料含量小于时应保证细料的相对密度满足上述对无粘性土压实的要求并按此要求分别提出不同含砾量的压实干密度作为填筑控制标准级土石坝不宜在坝下埋设输水管当必须在坝下埋管时宜采用钢筋混凝土管或铸铁管且宜置于基岩槽内其管顶与坝底齐平管外回填混凝土应做好管道连接处的防渗和止水管道的控制闸门应置于进水口或防渗体上游端 重力坝抗震计算重力坝抗震计算应进行坝体强度和整体抗滑稳定分析重力坝分析应以同时计入弯曲和剪切变形的动静材料力学法为基本分析方法对于工程抗震设防类别为甲类或结构复杂或地基条件复杂的重力坝宜补充作有限元法动力分析重力坝抗滑稳定分析应按抗剪断强度公式计算坝基岩体内有软弱夹层缓倾角结构面时应核算坝体带动部分基岩的抗滑稳定性此时应进行专门研究重力坝抗震计算应按规定采用动力法或拟静力法对于工程抗震设防类别为乙丙类的设计烈度小于度且坝高小于等于的重力坝可采用拟静力法重力坝的动力分析方法应采用振型分解反应谱法对特殊重要的重力坝宜按规定补充进行时程分析法计算采用动力法验算重力坝坝体强度和坝基面上抗滑稳定时抗压和抗拉强度结构系数应分别取和抗滑稳定的结构系数应取采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时各质点水平向地震惯性力代表值应根据规定进行计算其中的动态分布系数应按下式确定式中坝体计算质点总数坝高溢流坝的应算至闸墩顶分别为质点的高度产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值 采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时水深处的地震动水压力代表值应按下式计算式中作用在直立迎水坝面水深处的地震动水压力代表值水深处的地震动水压力分布系数应按表的规定取值水体质量密度标准值水深单位宽度坝面的总地震动水压力作用在水面以下处其代表值应按下式计算表重力坝动水压力分布系数与水平面夹角为的倾斜迎水坝面按计算的动水压力代表值应乘以折减系数迎水坝面有折坡时若水面以下直立部分的高度等于或大于水深的一半可近似取作直立坝面否则应取水面点与坡脚点连线代替坡度采用动力法时可将式计算的地震动水压力折算为与单位地震加速度相应的坝面附加质量 采用拟静力法验算重力坝坝体强度和坝基面上抗滑稳定时抗压抗拉强度的结构系数应分别取和抗滑稳定的结构系数应取抗震措施重力坝的体形应简单坝坡避免剧变顶部折坡宜取弧形坝顶不宜过于偏向上游宜减轻坝体上部重量增大刚度并提高上部混凝土等级或适当配筋地基中的断裂破碎带软弱夹层等薄弱部位应采取工程处理措施并适当提高底部混凝土等级坝顶宜采用轻型简单整体性好的附属结构应力求降低高度不宜设置笨重的桥梁和高耸的塔式结构宜加强溢流坝段顶部交通桥的连接并增加闸墩侧向刚度重力坝坝体的断面沿坝轴线方向分布有突变或纵向地形地质条件突变的部位应设置横缝宜选用变形能力大的接缝止水型式及止水材料 拱坝抗震计算拱坝抗震计算应进行坝体强度和拱座稳定分析拱坝强度分析方法应以静动力拱梁分载法为基本分析方法对于工程抗震设防类别为甲类或结构复杂或地基条件复杂的拱坝宜补充作有限元法动力分析拱坝的地震作用效应计算应按规定采用动力法或拟静力法对于工程抗震设防类别为乙丙类的设计烈度小于度且坝高小于等于的拱坝可采用拟静力法计算拱坝地震作用效应的动力分析方法宜采用振型分解反应谱法对于特殊重要的混凝土拱坝可按规定用时程分析法进行补充计算拱座稳定分析应以刚体极限平衡法为主按抗剪断强度公式计算对于工程抗震设防类别为甲类的拱坝或地质条件复杂可辅以有限元法或其他方法进行分析论证拱坝拱座包括重力墩稳定的抗震计算可按以下各项规定进行在确定可能滑动的岩块后按坝体动静力计算的最不利成果确定地震时拱端的最大推力及方向在确定可能滑动岩块本身的地震惯性力代表值时应按式计算取当采用动力法时地震作用的效应折减系数取并假定岩块的地震惯性力代表值和拱端推力最大值同时发生根据可能滑动岩块几何特性选择不随时间改变的最不利滑动模式不计地震时岩体内渗透压力变化的影响采用动力法验算拱坝坝体强度时其结构系数应按 的规定取值用动力法验算拱座岩体稳定时岩体性能的分项系数取抗剪强度参数取静态均值其相应的结构系数应取采用拟静力法计算拱坝地震作用效应时各层拱圈各质点水平向地震惯性力沿径向作用其代表值应根据规定进行计算其中动态分布系数坝顶取坝基取沿高程按线性内插沿拱圈均匀分布采用拟静力法计算拱坝地震作用效应时水平向地震作用的动水压力代表值可按式计算并乘以规定的动态分布系数和地震作用的效应折减系数采用动力法时可将水平向单位地震加速度作用下的地震动水压力折算为相应的坝面径向附加质量考虑采用拟静力法对拱坝坝体强度和拱座稳定进行抗震计算时结构系数应按的规定取值抗震措施应合理选择坝体体形改善拱座推力方向减小在地震作用下坝体中上部及接近坝基部分的拉应力区双曲拱坝宜校核向上游的倒悬其顶部拱冠部分宜适当倾向下游应加强拱坝两岸坝头岸坡的抗震稳定性避免两岸岩性和岩体结构相差太大或座落在比较单薄的山头上对地基内软弱部位可采用灌浆混凝土塞局部锚固支护等措施加固应严格控制顶部拱座与岸坡接触面的施工质量必要时采取加厚拱座深嵌锚固等措施应做好坝基坝肩防渗帷幕和排水措施并避免压力隧洞离坝肩过近力求降低岩体内渗透压力应加强坝体分缝的构造设计尤其是分缝的止水灌浆温度控制及键槽设计改进止水片的形状及材料以适应地震时接缝多次张开的特点拱坝中上部拱冠附近受拉区及局部压应力较大的部位宜适当布置拱向及梁向抗震钢筋可采取适当提高坝体局部混凝 土等级减轻顶部重量并加强其刚度等措施坝顶宜采用轻型简单整体性好的附属结构并减小其突出于坝体的尺寸溢流坝段闸墩间宜设置传递拱向推力的结构应加强顶部交通桥等结构的连接部位采取防止受震脱落的措施 水闸抗震计算水闸的抗震计算应包括抗震稳定和结构强度计算对闸室和两岸连接建筑物及其地基应进行抗震稳定计算对各部位的结构构件应进行抗震强度计算水闸地震作用效应计算可采用动力法或拟静力法设计烈度为度的级水闸或地基为可液化土的级水闸应采用动力法进行抗震计算采用拟静力法计算水闸地震作用效应时各质点水平向地震惯性力代表值应根据规定进行计算其中动态分布系数应按表的规定取值采用动力法计算水闸地震作用效应时宜采用振型分解反应谱法采用动力法计算时应把闸室段作为一个整体三维体系可按多质点体系或多跨多层平面刚架或二维杆块结合体系进行计算顺河流方向的地震作用可取前三阶振型垂直河流方向的地震作用一般也取前三阶振型但对于横向支撑系统较复杂的结构宜取前五阶振型验算交通桥工作桥的桥跨支座抗震强度时简支梁支座上的水平向地震惯性力代表值可按下式计算式中结构重力作用标准值对于固定支座取一孔桥跨上部结构的重量对于活动支座为一孔桥跨上部结构重量的作用在水闸上的地震动水压力的代表值可按规定计算采用动力法时可将式计算的动水压力折算为与单位地震加速度相应的迎水面附加质量考虑 表水闸动态分布系数水闸闸墩闸顶机架岸墙翼墙竖向顺顺及河河顺流流河方方流向向方地地向震震地震垂垂垂直直直河河河流流流方方方向向向地地地震震震注水闸墩底以下取为建筑物高度作用在水闸岸墙和翼墙上的地震主动动土压力的代表值可按规定计算水闸建筑物各部件的结构强度应按进行抗震验算并符合其他有关规定水闸沿基础底面的抗滑稳定在按本规范确定地震作用效应后应按进行抗震验算并符合其他有关规定当采用动力法作地震作用效应计算时应采用与强度验算相 一致的地震作用效应验算土基上水闸沿基础底面的抗滑稳定时抗剪强度参数取静态均值结构系数应取抗震措施水闸地基采用桩基时应做好地基与闸底板的连接及防渗措施底板可置齿墙尾坎等措施防止因地震作用使地基与闸底板脱离而产生管涌或集中渗流闸室结构的布置宜力求匀称增强整体性水闸的闸室宜采用钢筋混凝土整体结构分缝应设在闸墩上止水应选用耐久并能适应较大变形的型式和材料关键部位止水缝应采取加强措施宜从闸门启闭机的选型和布置方面设法降低机架桥高度减轻机架顶部的重量机架桥宜做成框架式结构并加强机架桥柱与闸墩和桥面结构的连接在连接部位应增大截面及增加钢筋当机架桥纵梁为预制活动支座时桥梁支座应采用挡块螺栓联结或钢夹板连接等防止落梁的措施机架柱上下端范围内箍筋应加密设计烈度为度时机架柱应在全柱范围内加密箍筋宜提高边墩及岸坡的稳定性防止地震产生河岸变形及附加侧向荷载而引起的闸孔变形适当降低墩后填土高度避免在边墩附近建造房屋或堆放荷重并做好墩后的排水措施级水闸的上游防渗铺盖宜采用混凝土结构并适当布筋做好分缝止水及水闸闸底和两岸渗流的排水措施 水工地下结构抗震计算设计烈度为度的地下结构或设计烈度为度的级地下结构均应验算建筑物和围岩的抗震强度和稳定性设计烈度大于度的地下结构当进出口部位岩体破碎和节理裂隙发育时应验算其抗震稳定性计算岩体地震惯性力时可不计其动力放大效应在地下结构的抗震计算中基岩面下及其以下部位的设计地震加速度代表值可取或规定值的基岩面下不足处的设计地震加速度代表值可按深度作线性插值水工隧洞直段衬砌和埋设管道的横截面可按下列各式计算由地震波传播引起的轴向应力弯曲应力和剪切应力的代表值式中分别为直段衬砌的轴向弯曲和剪切应力的代表值分别为围岩的压缩波和剪切波波速的标准值衬砌材料动态弹性模量和剪变模量标准值隧洞截面等效半径标准值 沿线地形和地质条件变化比较复杂的水工隧洞洞群地下竖井水工隧洞的转弯段和分岔段地下厂房等深埋地下洞室及河岸式进出口等浅埋洞室其地震作用效应可在计入结构和围岩相互作用的情况下进行专门研究抗震措施地下结构布线宜避开活动断裂和浅薄山嘴设计烈度为度时不宜在地形陡峭岩体风化裂隙发育的山体中修建大跨度傍山隧洞宜选用埋深大的线路两条线路相交时应避免交角过小地下结构的进出口部位宜布置在地形地质条件良好地段设计烈度为度时宜采取放缓洞口劈坡岩面喷浆锚固或衬砌护面洞口适当向外延伸等措施进出口建筑物应采用钢筋混凝土结构地下结构在设计烈度为度时其转弯段分岔段断面尺寸或围岩性质突变的连接段的衬砌均宜设置防震缝防震缝的宽度和构造应能满足结构变形和止水要求 进水塔抗震计算进水塔的抗震计算应包括塔体应力或内力整体抗滑和抗倾覆稳定以及塔底地基的承载力的验算进水塔地震作用效应计算应按规定采用动力法或拟静力法对于工程抗震设防类别为乙丙类的设计烈度小于度且塔高小于等于的非钢筋混凝土结构的进水塔可采用拟静力法计算进水塔地震作用效应的动力分析应考虑塔内外水体以及地基的影响宜采用振型分解反应谱法进水塔塔体抗震计算模式可以作为变截面悬臂梁采用材料力学方法或作为连续体采用有限元法但应与基本荷载组合分析时所采用的相同采用拟静力法计算进水塔地震作用效应时各质点水平向地震惯性力代表值应根据规定进行计算其中为集中在质点的塔体排架及其附属设备的重力作用代表值动态分布系数应按表的规定采用当建筑物高度表进水塔动态分布系数塔体塔顶排架 时当时用动力法计算进水塔地震作用效应时塔内外动水压力可分别作为塔内外表面的附加质量考虑按下式计算式中水深处单位高度动水压力附加质量代表值附加质量分布系数对塔内动水压力取对塔外动水压力应按表的规定取值形状系数塔内和圆形塔外取矩形塔塔外应按表的规定取值塔体沿高度平均截面与水体交线包络面积塔体垂直地震作用方向的迎水面最大宽度沿高度的平均值表附加质量分布系数用拟静力法计算进水塔地震作用效应时可按下式直接计算动水压力代表值式中水深处单位高度塔面动水压力合力的代表值水深处动水压力分布系数对塔内动水压力取对塔外动水压力应按表的规定 取值表矩形塔塔外形状系数注为平行于地震作用方向的塔宽作用于整个塔面的动水压力合力的代表值其作用点位置在水深处表进水塔动水压力分布系数塔体前后水深不同时各高程的动水压力代表值或附加质量代表值可分别按两种水深计算后取平均值相连成一排的塔体群垂直于地震作用方向的迎水面平均宽度与塔前最大水深比值大于时水深处单位高度的塔外动水压力按拟静力法的合力和按动力法的附加质量可分别按下列各式计算 动水压力代表值及其附加质量代表值在水平截面的分布对矩形柱状塔体可取沿垂直地震作用方向的塔体前后迎水面均匀分布对圆形柱状塔体可取按规律分布其中为迎水面点法线方向和地震作用方向所交锐角动水压力和附加质量最大分布强度可分别按下列各式计算式中分别为动水压力和附加质量在水深处水平截面的最大分布强度塔体前后迎水面的应取同向验算进水塔在地震作用下的抗滑和抗倾覆稳定以及塔底地基承载力时如地震作用效应是用动力法求得的应乘以地震作用的效应折减系数钢筋混凝土结构进水塔的截面承载力应按规定进行抗震验算在塔体的抗滑和抗倾覆稳定以及塔底地基承载力的抗震验算中应采用与强度验算相一致的地震作用效应非钢筋混凝土结构的进水塔的截面承载力可用拟静力方法按规定进行抗震验算其结构系数应按的规定取值在地震作用下塔基岩石性能的分项系数可取其静态作用下的值但动态承载力的标准值可取静态标准值的倍验算进水塔的抗滑稳定时应按抗剪断强度公式计算验算进水塔的地基承载力时塔基面上的垂直正应力应按材料力学方法计算在抗震验算中进水塔的抗滑稳定结构系数应取此时抗剪强度参数取静态均值抗倾覆稳定结构系数应取塔基面上平均垂直正应力和边缘最大垂直正应力的地基承载力结构系数应分别取和 抗震措施高水头引泄大流量的进水塔宜选用刚度大抗倾覆能力及承载力均较大整体性好对抗震有利的箱筒式结构对框架式结构应加强连接点和支撑部件的强度和刚度保证结构的整体性和足够的抗扭刚度进水塔塔身结构在满足运行要求的前提下应力求简单对称质量和刚度变化平缓减少应力集中并有足够刚度沿塔高应适当设置有横向支撑在截面突变处宜加强支撑的刚度塔体宜修建在有足够承载能力的岩基上并有适当埋置深度加强固结灌浆应使岸边式进水塔塔体下部大体积部分尽量贴紧岩体应减轻塔顶启闭机房重量塔身与交通桥连接处及桥墩等抗震薄弱部位应增加桥面和塔顶搭接面积采取柔性连接和防止启闭机交通桥掉落等措施并加强桥墩的抗震能力进水塔群宜排列成行相互连接以增加横向刚度对于级进水塔必须设置事故闸门进口门槽应设置不影响通风的挡板防止地震时零星碎物掉入门槽影响闸门启闭混凝土进水塔的细部构造材料及配筋要求等方面的抗震构造措施应符合的要求 水电站压力钢管和地面厂房压力钢管明管可按拟静力法计算地震作用效应各质点水平向地震惯性力代表值可按式计算其中应为包括管道内水体的集中在质点的重力作用标准值动态分布系数应按表的规定采用表压力管道动态分布系数顺轴向垂直轴向注为管道支承点间长度压力钢管在地震作用下的强度和稳定可按的规定验算重力坝坝内埋管可不作抗震验算水电站压力管道的管线应选择坡面变化较平缓的坚实岩基避免高坎深坑崩塌滑坡等地段管线走向宜与地形坡度方向一致明管的镇墩支墩应设置在基岩上宜适当缩短间距加大断面增设锚筋在应力集中部位增加布筋宜加大管道连接结构的柔性并防止地震时管道从支墩滑落重力坝坝内埋管出口处的接头和连接构造应有良好的抗震性能 地面厂房厂房下部结构的抗震计算原则和方法同混凝土重力坝在地震作用下厂房的整体抗滑稳定可按抗剪断强度或抗剪强度公式计算并按的有关规定执行在地震作用下厂房地基面上的垂直正应力应按材料力学方法计算基岩承载力和地基面抗拉强度的验算应按有关规定进行基岩动态承载力的标准值可取其静态标准值的倍厂房上部结构的截面承载力应按节有关规定进行抗震验算对级建筑物应取下部结构顶部的加速度作为厂房上部结构的地震输入厂房水下部分的分缝型式及止水应满足抗震的要求宜采用抗震性能较好的止水材料和型式厂房上部结构的抗震措施应按和的规定执行厂房主机室的风道和机墩连接处宜适当增加布筋岸边厂房宜选择在稳定岸坡和地基地质条件良好的地段厂房后坡宜避开高陡危崖及潜在的不稳定岸坡 附录标准的附录土石坝的抗震计算土石坝动力法抗震稳定计算采用有限元法对坝体和地基进行动力分析宜符合下列基本要求按材料的非线性应力应变关系计算地震前的初始应力状态采用试验测定的材料动力变形特性和动态强度采用等效线性化的或非线性时程分析法求解地震应力和加速度反应根据地震作用效应计算沿可能滑裂面的抗震稳定性以及计算由地震引起的坝体永久变形土石坝拟静力法抗震稳定计算可按下列公式确定坝坡抗震稳定的作用效应和抗力的代表值见图式中圆弧半径滑动体条块宽度条块底面中点切线与水平线的夹角坝坡外水位高出条块底面中点的距离条块底面中点的孔隙水压力代表值条块在坝坡外水位以上部分的实重标准值 条块在坝坡外水位以下部分的浮重标准值作用在条块重心处的水平向地震惯性力代表值即条块实重标准值乘以条块重心处的作用在条块重心处的竖向地震惯性力代表值即条块实重标准值乘以条块重心处的其作用方向可向上或向下以不利于稳定的方向为准对圆心的力矩土石料在地震作用下的粘聚力和摩擦角级坝可采用下列简化方法确定坝坡抗震稳定的抗力代表值图圆弧滑动条分计算示意图 式中条块在浸润线以上部分的实重标准值条块在浸润线以下部分的浮重标准值'