GB 51247-2018 水工建筑物抗震设计标准

UDC

水工建筑物抗震设计标准中华人民共和国国家标准

GB512472018

水工建筑物抗震设计标准

Standardforseismicdesignofhydraulicstructures专用

人人文库

贴标处20181603发布20180111实施

S/N：155182·0356

统一书号：155182·0356

中华人民共和国住房和城乡建设部

定价：29.00元联合发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中华人民共和国国家标准

水工建筑物抗震设计标准

Standardforseismicdesignofhydraulicstructures

GB51247-2018

主编部门中华人民共和国水利部

：

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

：

施行日期年月专用日

：2018111

人人文库

中国计划出版社

2018北京

中华人民共和国国家标准

水工建筑物抗震设计标准专用

GB51247-2018

☆

中国计划出版社出版发行

网址

：

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

：11C3

邮政编码电话发行部

：100038：（010）63906433（）

北京市科星印刷有限责任公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/324.75119

年月第版年月第次印刷

20181012018101

☆

统一书号

人人文库：155182·0356

定价元

：29.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

：（010）63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

，

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

2018第28号

住房城乡建设部关于发布国家标准

水工建筑物抗震设计标准的公告

《》

现批准水工建筑物抗震设计标准为国家标准编号为

《》专用，

自年月日起实施其中第

GB51247—2018，2018111。，1.0.5、

条为强制性条文必须严格执行

3.0.1、3.0.4、3.0.5、3.0.9，。

本标准在住房城乡建设部门户网站

（）

公开并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社

，

出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

年月日

人人文库2018316

前言

根据住房城乡建设部关于印发年工程建设标准规范

《〈2012

制订修订计划的通知建标号的要求标准编制组经

〉》（〔2012〕5），

广泛调查研究认真总结实践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编制本标准

，，。

本标准共分章和个附录主要技术内容包括总则术语

142，：，

和符号基本规定场地地基和边坡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

，，，，，，

地面厂房渡槽升船机等

，，。专用

本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

，。

本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释

，

由水利部负责日常管理由中国水利水电科学研究院负责具体技

，

术内容的解释执行过程中如有意见或建议请寄送中国水利水

。，

电科学研究院地址北京市海淀区车公庄西路号邮政编码

（：20，：

100048）。

本标准主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、：

主编单位：中国水利水电科学研究院

参编单位：中国水利水电勘测设计协会

主要起草人：陈厚群李德玉胡晓关志诚杨泽艳

人人文库刘小生王海波赵剑明邵剑南杜小凯

张艳红张伯艳王钟宁涂劲李敏

张翠然欧阳金惠马怀发

主要审查人：高安泽刘志明周建平党林才张楚汉

林皋周健俞言祥王亚勇蒋国澄

李现社司富安

目次

总则…………………

1（1）

术语和符号………………

2（3）

术语……………………

2.1（3）

符号……………………

2.2（6）

基本规定…………………

3（8）

场地地基和边坡…………

4、（11）

场地……………………

4.1（11）

地基……………………

4.2专用（13）

边坡……………………

4.3（15）

地震作用和抗震计算……

5（16）

地震动分量及其组合……

5.1（16）

地震作用的类别…………

5.2（16）

设计反应谱……………

5.3（17）

地震作用和其他作用的组合……………

5.4（18）

结构计算模式和计算方法………………

5.5（18）

水工混凝土和地基岩体材料动态性能……

5.6（21）

承载能力分项系数极限状态抗震设计……

5.7（21）

附属结构的抗震计算……

5.8人人文库（22）

地震动土压力……………

5.9（23）

土石坝……………………

6（25）

抗震计算………………

6.1（25）

抗震措施………………

6.2（27）

重力坝……………………

7（30）

抗震计算………………

7.1（30）

·1·

抗震措施………………

7.2（33）

拱坝…………………

8（35）

抗震计算………………

8.1（35）

抗震措施………………

8.2（38）

水闸…………………

9（39）

抗震计算………………

9.1（39）

抗震措施………………

9.2（41）

水工地下结构……………

10（43）

抗震计算………………

10.1（43）

抗震措施………………

10.2（44）

进水塔……………………

11（46）

抗震计算………………

11.1（46）

抗震措施………………

11.2专用（50）

水电站压力钢管和地面厂房……………

12（52）

压力钢管………………

12.1（52）

地面厂房………………

12.2（53）

渡槽…………………

13（55）

抗震计算………………

13.1（55）

抗震措施………………

13.2（56）

升船机……………………

14（57）

抗震计算………………

14.1（57）

抗震措施………………

14.2（57）

附录土石坝拟静力法抗震稳定计算……

A（59）

附录渡人人文库槽槽体内动水压力计算…………

B（62）

本标准用词说明………………

（66）

引用标准名录…………………

（67）

附条文说明…………………

：（69）

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

………

2Termsandsymbols（3）

…………………

2.1Terms（3）

………………

2.2Symbols（6）

………

3Basicrequirements（8）

………………

4Site，foundationandslope（11）

……………………

4.1Site专用（11）

……………

4.2Foundation（13）

…………………

4.3Slope（15）

………………

5Earthquakeactionandseismicanalysis（16）

……………

5.1Seismicactioncomponentanditscombination（16）

…………………

5.2Typesofseismicaction（16）

………………

5.3Designresponsespectrum（17）

……

5.4Earthquakeactionandcombinationwithotheractions（18）

………………

5.5Structuralmodelingandcalculationmethod（18）

5.6Dynamicpropertiesofconcreteandfoundationrock

…………………

forhydraulicstructures（21）

人人文库……

5.7Seismicdesignultimatelimitstatewithpartialfactor（21）

………………

5.8Seismiccalculationforsubsidiarystructure（22）

…………………

5.9Seismicearthpressure（23）

…………………

6Earthandrockfilldam（25）

………

6.1Seismiccalculation（25）

…………

6.2Seismicmeasure（27）

·3·

………………

7Gravitydam（30）

………

7.1Seismiccalculation（30）

…………

7.2Seismicmeasure（33）

…………………

8Archdam（35）

………

8.1Seismiccalculation（35）

…………

8.2Seismicmeasure（38）

………

9Sluice（39）

………

9.1Seismiccalculation（39）

…………

9.2Seismicmeasure（41）

……

10Undergroundhydraulicstructures（43）

……

10.1Seismiccalculation（43）

………

10.2Seismicmeasure（44）

……………

11Intaketower专用（46）

……

11.1Seismiccalculation（46）

………

11.2Seismicmeasure（50）

12Penstockofhydropowerstationand

……

groundpowerhouse（52）

………………

12.1Penstock（52）

……

12.2Groundpowerhouse（53）

…………………

13Aqueduct（55）

……

13.1Seismiccalculation（55）

………

13.2Seismicmeasure（56）

…………………

14Shiplift（57）

人人文库……

14.1Seismiccalculation（57）

………

14.2Seismicmeasure（57）

AppendixASeismicstabilitycalculationofearthand

……

rockfilldamwithquasistaticmethod（59）

AppendixBCalculationofdynamicwater

………

pressureonaqueduct（62）

·4·

……

Explanationofwordinginthestandard（66）

……

Listofquotedstandards（67）

………

Addition：Explanationofprovisions（69）

专用

人人文库

·5·

1总则

1.0.1依据中华人民共和国防震减灾法为贯彻预防为主的方

《》，

针使水工建筑物经抗震设计后可减轻其地震破坏及防止次生灾

，

害制定本标准

，。

1.0.2按本标准进行抗震设计的水工建筑物应能抗御设计烈度

的地震作用如有局部损坏经修复后仍可正常运行

；，。

1.0.3本标准主要适用于设计烈度为度度度度的

Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ

级级级的碾压式土石坝混凝土重力坝混凝土拱坝水

1、2、3、、、

闸水工地下结构进水塔水电站压力钢管和地面厂房渡槽升

、、、专用、、

船机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仍应按本标准采取

Ⅵ，，

抗震措施

。

设计烈度高于度的水工建筑物高度大于或有特殊

Ⅸ、200m

问题的壅水建筑物其抗震安全性应进行专门研究论证

，。

1.0.4一般工程的场地设计地震动峰值加速度和其对应的设计

烈度应依据现行国家标准中国地震动参数区划图

《》GB18306

确定

。

1.0.5地震基本烈度为Ⅵ度及Ⅵ度以上地区的坝高超过200m

或库容大于人人文库100亿m3的大（1）型工程，以及地震基本烈度为Ⅶ度

及Ⅶ度以上地区的坝高超过150m的大（1）型工程，其场地设计地

震动峰值加速度和其对应的设计烈度应依据专门的场地地震安全

性评价成果确定。

1.0.6地震基本烈度为度及度以上地区的高度为以上

ⅦⅦ90m

的级级大坝抽水蓄能电站等工程的主要建筑物和引水

1、2，Ⅰ、

调水工程中的重要建筑物经技术经济论证后其场地设计地震动

，，

·1·

峰值加速度和其对应的设计烈度可依据专门的场地地震安全性评

价成果确定

。

1.0.7水工建筑物抗震设计除应符合本标准规定外尚应符合国

，

家现行有关标准的规定

。

专用

人人文库

·2·

2术语和符号

2.1术语

2.1.1抗震设计

seismicdesign

强震区的工程结构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

。

2.1.2基本烈度

basicintensity

年期限内一般场地条件下可能遭遇超越概率P为

50，，500.10

的地震烈度一般为根据场地在现行国家标准中国地震动参数区

。《

划图上所标示的地震峰值加速度值按其附录确定的相

》GB18306，专用

应地震烈度值对重大工程应通过专门的场地地震安全性评价工作

；

确定

。

2.1.3设计烈度

designintensity

在基本烈度基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度

。

2.1.4水库地震

reservoirearthquake

与水库蓄水有关的在离库岸范围内发生的地震

10km。

2.1.5最大可信地震

maximumcredibleearthquake

根据工程场址地震地质条件评估的场址可能发生最大地震动

的地震

。

2.1.6设定地震

scenarioearthquake

基于场人人文库址地震安全性评价结果在对场址设计地震动峰值加

，

速度超越概率贡献最大的潜在震源中由超越设计地震动峰值加

，

速度的概率最大的震级和震中距组成的地震

。

2.1.7地震动

seismicgroundmotion

由地震引起的岩土运动

。

2.1.8地震作用

seismicaction

·3·

地震动施加于结构上的动态作用

。

2.1.9上盘效应

hangingwalleffect

倾斜发震断层上盘的地震动高于下盘的地震动的现象

。

2.1.10地震动峰值加速度

seismicpeakgroundacceleration

地震动过程中地表质点运动加速度的最大绝对值

，。

2.1.11设计地震

designearthquake

抗震设计中采用的与设计烈度对应的作为抗震设防依据的

、

地震动包括峰值加速度反应谱持续时间及加速度时程

。、、。

2.1.12设计地震动峰值加速度

designseismicacceleration

由专门的场地地震安全性评价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

。

2.1.13地震作用效应

seismiceffect

地震作用引起的结构内力变形滑移裂缝开展等动态效应

、、、专用。

2.1.14地震液化

seismicliquefaction

地震动引起的饱和无黏性土或少黏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

，。

2.1.15设计反应谱

designresponsespectrum

抗震设计中所采用的具有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可以其与地

，

震动峰值加速度的比值表示

。

2.1.16动力法

dynamicmethod

按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法

。

2.1.17时程分析法

time-historyanalyticalmethod

由结构人人文库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

。

2.1.18振型分解法

modedecompositionmethod

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求得后再组合的称振型

，

·4·

分解反应谱法

。

2.1.19平方和方根法

（SRSS）squarerootofthesumofthe

squares（SRSS）method

取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根值作为总地震作

用效应的振型组合方法

。

2.1.20完全二次型方根法

（CQC）completequadratic

combination（CQC）method

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

的方根值作为总地震作用效应的振型组合方法

。

2.1.21地震动水压力

seismichydrodynamicpressure

地震作用引起的水体对结构产生的动态压力

。

2.1.22地震动土压力

seismicearthpressure

地震作用引起的土体对结构产生的动态压力

专用。

2.1.23拟静力法

quasistaticmethod

将重力作用设计地震峰值加速度与重力加速度比值给定的

、、

地震作用效应折减系数与动态分布系数的乘积作为设计地震力的

静力分析方法

。

2.1.24地震作用的效应折减系数

seismiceffectreductionfactor

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

。

2.1.25自振周期

naturalvibrationperiod

结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间对应于第一

。

振型的自振周期称基本自振周期

人人文库。

2.1.26抗震措施

seismicmeasures

除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容包括抗震

，

构造措施

。

2.1.27抗震构造措施

detailsofseismicdesign

根据抗震设计基本要求可不需计算而对结构和非结构各部

，

分必须采取的各种细部要求

。

·5·

2.2符号

2.2.1作用和作用效应

：

a水平向设计地震加速度代表值

h———；

a竖向设计地震加速度代表值

v———；

Ei作用在质点i的水平向地震惯性力的代表值

———；

F地震主动动土压力代表值

E———；

F建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值

0———；

g重力加速度g2

———，=9.81m/s；

G产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值

E———；

Ph水深h处的地震动水压力代表值

w（）———；

αi质点i的地震惯性力的动态分布系数

———；

设计反应谱

β———；专用

地震作用的效应折减系数

ξ———。

2.2.2材料性能和几何参数

：

a几何参数的标准值

k———；

f材料性能的标准值

k———；

K隧洞轴向单位长度地基刚度系数标准值

u———；

K垂直隧洞轴向单位长度地基刚度系数标准值

v———；

N标准贯入锤击数

———；

N临界锤击数

cr———；

v压缩波波速标准值

p———；

v剪切波波速标准值

s———人人文库；

ρ水体质量密度的标准值

w———。

2.2.3分项系数极限状态设计

：

E地震作用的代表值

k———；

G永久作用的标准值

k———；

Q可变作用的标准值

k———；

R结构的抗力

———；

·6·

S结构的作用效应

———；

γ结构重要性系数

0———；

γ结构系数为考虑承载能力极限状态中非随机性不确

d———，

定性而引入的安全裕度

；

γ永久作用的分项系数

G———；

γ材料性能的分项系数

m———；

γ可变作用的分项系数

Q———；

设计状况系数

ψ———。

2.2.4其他

：

T特征周期

g———；

T结构自振周期

———；

λ附属结构和主体结构质量比值

m———；

λ附属结构和主体结构的基本频率比值

f———专用。

人人文库

·7·

3基本规定

3.0.1水工建筑物应根据其重要性和工程场地地震基本烈度按

表3.0.1确定其工程抗震设防类别。

表3.0.1工程抗震设防类别

工程抗震设防类别建筑物级别场地地震基本烈度

甲类1级（壅水和重要泄水）

Ⅵ度

乙类1级（非壅水）、2级（壅水）≥

丙类2级（非壅水）、3级

Ⅶ度

丁类级、级专用≥

45

注：重要泄水建筑物指其失效可能危及壅水建筑物安全的泄水建筑物。

3.0.2各类水工建筑物的抗震设防水准应以经场地类别调整后

的平坦地表设计烈度和水平向设计地震动峰值加速度代表值表

征并应按本标准第条第条的规定确定

，3.0.3～3.0.8。

3.0.3对依据现行国家标准中国地震动参数区划图

《》GB18306

确定其设防水准的水工建筑物一般工程应取该图中其场址所在

，

地区的地震动峰值加速度的分区值作为水平向设计地震动峰值加

速度代表值将与之对应的地震基本烈度作为设计烈度对工程抗

，；

震设防类别为甲类的水工建筑物应在基本烈度基础上提高度

，1

作为设计烈人人文库度水平向设计地震动峰值加速度代表值相应增加

，

倍

1。

3.0.4根据专门的场地地震安全性评价确定其设防依据的工程，

其建筑物的基岩平坦地表水平向设计地震动峰值加速度代表值的

概率水准，对工程抗震设防类别为甲类的壅水和重要泄水建筑物

应取100年内超越概率P100为0.02；对1级非壅水建筑物应取50

·8·

年内超越概率P50为0.05；对于工程抗震设防类别其他非甲类的

水工建筑物应取50年内超越概率P50为0.10，但不应低于区划图

相应的地震动水平加速度分区值。

3.0.5对应作专门场地地震安全性评价的工程抗震设防类别为

甲类的水工建筑物，除按设计地震动峰值加速度进行抗震设计外，

应对其在遭受场址最大可信地震时不发生库水失控下泄的灾变安

全裕度进行专门论证，并提出其所依据的抗震安全性专题报告。

其中：“最大可信地震”的水平向峰值加速度代表值应根据场址地

震地质条件，按确定性方法或100年内超越概率P100为0.01的概

率法的结果确定。

3.0.6抗震安全性专题报告中场地相关设计反应谱宜按与水平

，

向设计地震动峰值加速度相应的设定地震确定并据以生成人工

，

模拟地震动加速度时程对结构地震效应的强非线性分析有条件

；专用，

时宜研究地震动的频率非平稳性的影响当发震断层距离场址小

；

于倾角小于o时宜计入上盘效应的影响当其离场址距

30km、70，；

离小于震级大于级时宜研究近场大震中发震断层作

10km、7.0，

为面源破裂的过程直接生成场址的随机地震动加速度时程并取

，，

用其中渐进谱峰值周期最接近结构基本周期的时程

。

3.0.7对因坝高原因壅水建筑物提高级别时的抗震设防标准应

，

做专门研究并经主管部门批准

，。

3.0.8施工期的短暂状况可不与地震作用组合

。

3.0.9对坝高大于100m、库容大于5亿m3的新建水库，应进行

水库地震安人人文库全性评价；对有可能发生震级大于5.0级，或震中烈度

大于Ⅶ度的水库地震时，应至少在水库蓄水前1年建成水库地震

监测台网并进行水库地震监测。

3.0.10水工建筑物的抗震设计应包括抗震计算和抗震措施并

，

应遵循下列基本要求

：

1结合抗震要求选择对抗震有利的工程地段场地和建筑物

、

型式

；

·9·

2避免地基和邻近建筑物的岸坡失稳

；

3选择安全经济合理的抗震结构方案和抗震措施

；

4在设计文件中提出满足抗震安全要求的施工质量控制

措施

；

5设置能尽快降低库水位的泄水设施

；

6对水闸进水塔升船机等水工建筑物中的非结构构件附

、、、

属机电设备及其与结构主体的连接件进行抗震设计

。

3.0.11对有抗震要求的水工建筑物应在设计文件中提出制订防

震减灾应急预案的要求

。

3.0.12设计烈度为度及以上且高度超过的甲类工程大

Ⅷ150m

坝宜进行动力模型试验

，。

3.0.13大坝结构反应台阵的强震监测设计应符合现行行业标准

水工建筑物强震动安全监测技术规范或水工建筑物强

《》SL486专用《

震动安全监测技术规范的规定

》DL/T5416。

人人文库

·10·

4场地地基和边坡

、

4.1场地

4.1.1水工建筑物场地的选择应在工程地质和水文地质勘探及

，

地震活动性调研的基础上按构造活动性场地地基和边坡稳定性

，、

及发生次生灾害危险性等进行综合评价应按表划分为有

。4.1.1

利一般不利和危险地段宜选择对建筑物抗震有利地段和一般

、、。

地段避开不利地段与危险地段在不利地段与危险地段进行大坝

，；

建设时必须对地震安全性进行充分论证

，。

表4.1.1各类地段的划分

专用

场地地基和发生次生

地段类型构造活动性

边坡稳定性灾害危险性

近场区范围内无活动断层场址地

有利地段25km，好小

震基本烈度为度

Ⅵ

场址范围内无活动断层场址地震

一般地段5km，较好较小

基本烈度为度

Ⅶ

场址范围内有长度小于的活

5km10km

不利地段动断层有震级小于级发震构造场址较差较大

；5.0。

地震基本烈度为度

人人文库Ⅷ

场址范围内有长度大于或等于

5km

危险地段的活动断层有震级大于或等于差大

10km；5.0

级的发震构造场址地震基本烈度为度

。Ⅸ

4.1.2水工建筑物开挖处理后的场地土类型宜根据土层剪切波

速按表划分

4.1.2。

·11·

1土层剪切波速如场地有多层土则取建基面下覆盖层各

（，

土层的等效剪切波速应按下式计算

）：

d

v=0

sn（4.1.2）

（divi）

s

i=/

∑1

式中d覆盖层厚度

：0———（m）；

di覆盖层第i层土的厚度

———（m）；

vi覆盖层第i层土的剪切波速

s———（m/s）；

n覆盖层的分层数

———。

2覆盖层厚度d应符合下列规定

0：

1按地面至剪切波速大于且其下卧各层岩土的剪

）500m/s

切波速均不小于的土层顶面的距离确定

500m/s；

2当地面以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速

）5m专用

倍的土层且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不

2.5，

小于时可按地面至该土层顶面的距离确定剪切

400m/s，；

波速大于的孤石透镜体应视同周围土层

500m/s、，；

3当土层中含有硬岩夹层时应视为刚体其厚度应从覆盖

），，

层厚度中扣除

。

表4.1.2场地土类型的划分

剪切波速范围

场地土类型代表性岩土名称和性状

v

s（m/s）

硬岩v坚硬较硬且完整的岩石

s＞800、

破碎和较破碎或软和较软的岩石密实的砂

软岩坚硬场地土v，

、人人文库800≥s＞500卵石

中密稍密的砂卵石密实的粗砂中砂坚

中硬场地土v、，、，

500≥s＞250硬的黏土和粉土

稍密的砾石粗砂中砂细砂和粉砂一般

中软场地土v、、、，

250≥s＞150黏土和粉土

软弱场地土v淤泥淤泥质土松散的砂土人工杂填土

s≤150，，，

·12·

4.1.3场地类别应根据场地土类型和场地覆盖层厚度按表

4.1.3

划分为共五类

Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

表4.1.3场地类别的划分

场地土覆盖层厚度d

0（m）

类型dddddd

00＜0≤33＜0≤55＜0≤1515＜0≤5050＜0≤800＞80

硬岩

Ⅰ0—

软岩坚

、

硬场地土Ⅰ1—

中硬

场地土—Ⅰ1Ⅱ

中软

场地土—Ⅰ1ⅡⅢ

软弱

1专用

场地土—ⅠⅡⅢⅣ

4.2地基

4.2.1水工建筑物地基的抗震设计应综合考虑上部建筑物的型

式荷载水力运行条件以及地基和岸坡的工程地质和水文地质

、、、，

条件等

。

4.2.2对于坝闸等壅水建筑物的地基和岸坡应满足在设计

、，

烈度地震作用下不发生强度失稳破坏包括砂土液化软弱黏土

（、

震陷等和渗透破坏的要求避免产生影响建筑物使用的有害

），

变形

。

水人人文库工建筑物的地基和岸坡中的断裂破碎带及层间错动等

4.2.3

、

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

，。

4.2.4水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排

，

·13·

水反滤结构等应采取有效措施防止地震时产生危害性裂缝或发

，，

生渗透破坏

。

4.2.5岩土性质及厚度等在水平方向变化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降滑移和集中渗漏并应

、，

采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉降能力的措施

。

4.2.6地基中土层液化的判别应按现行国家标准水力发电工程

《

地质勘察规范水利水电工程地质勘察规范

》GB50287、《》

的有关规定进行

GB50487。

4.2.7地基中的可液化土层可根据工程的类型和具体情况选

，，

择采用下列抗震措施

：

1挖除液化土层并用非液化土置换

；

2振冲加密强夯击实等人工加密

、；

3压重和排水

；专用

4振冲挤密碎石桩等复合地基或桩体穿过可液化土层进入

非液化土层的桩基

；

5混凝土连续墙或其他方法围封可液化地基

。

4.2.8甲类乙类工程抗震设防类别的水工建筑物地基中的软弱

、

黏土层应进行专门的抗震试验研究和分析除另有规定地基中

。，

的土层只要满足下列任一指标即可判定为软弱黏土层

，：

1液性指数I大于或等于

L0.75；

2无侧限抗压强度q小于或等于

u50kPa；

3标准贯入锤击数N小于或等于

4；

4灵敏度S大于或等于

人人文库t4。

4.2.9地基中的软弱黏土层可根据建筑物的类型和具体情况选

，

择采用下列抗震措施

：

1挖除或置换地基中的软弱黏土

；

2预压加固

；

3压重和砂井排水塑料排水板

、；

4桩基或振冲挤密碎石桩等复合地基

。

·14·

4.3边坡

4.3.1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分析可能危害程度提出处理措施

，，。

4.3.2边坡的抗震设计烈度及其设计地震动峰值加速度代表值

应根据相关水工建筑物的抗震设防类别边坡与水工建筑物的相

、

互间关系以及边坡破坏对水工建筑物造成的影响等进行综合论

，

证后确定

。

4.3.3边坡抗震稳定的计算方法可采用刚体极限平衡法可不计

，

边坡地震惯性力的动力放大效应材料的抗剪断强度可按静态强

，

度取值

。

4.3.4边坡的抗震分析和安全系数取值应按现行行业标准水利

专用《

水电工程边坡设计规范或水电水利工程边坡设计规范

》SL386《》

的相关规定执行

DL/T5353。

4.3.5对于地质条件复杂的高边坡工程宜进行基于动态分析的

，

专门研究应通过对边坡位移残余位移或滑动面张开度等地震

。、

效应的综合分析评价其变形及抗震稳定安全性

，。

人人文库

·15·

5地震作用和抗震计算

5.1地震动分量及其组合

5.1.1除渡槽外的水工建筑物可只考虑水平向地震作用

。

5.1.2设计烈度为度及度以上的渡槽和设计烈度为度

ⅦⅦⅧ、Ⅸ

度的级级下列水工建筑物土石坝重力坝等壅水建筑物长

1、2：、，

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

、，

地震作用竖向设计地震动峰值加速度的代表值可取水平向设计

。

地震动峰值加速度代表值的在近场地震时应取水平向设计

2/3，

地震动峰值加速度代表值

。专用

5.1.3严重不对称空腹等特殊形式的拱坝以及设计烈度为度

、，Ⅷ、

度的级级双曲拱坝宜对其竖向地震作用效应做专门研究

Ⅸ1、2，。

5.1.4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

。

5.1.5混凝土拱坝水闸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

。

5.1.6进水塔闸顶机架和其他两个主轴方向的侧移刚度接近的

、

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

人人文库，。

5.1.7当采用振型分解反应谱法同时计算相互正交方向地震的

作用效应时总的地震作用效应可取各相互正交方向地震作用效

，

应的平方总和的方根值

。

5.2地震作用的类别

5.2.1水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为建筑物自重和

：

·16·

其上的荷重所产生的地震惯性力地震动土压力和地震动水压力

，，

并应考虑地震动孔隙水压力

。

5.2.2除混凝土面板堆石坝外土石坝的地震动水压力可以

，

不计

。

5.2.3地震浪压力和地震对渗透压力浮托力的影响可以不计

、。

5.2.4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做专门研究

，。

5.3设计反应谱

5.3.1对进行专门的场地地震安全性评价的抗震设防类别为甲类的

工程其设计反应谱应按本标准第条的规定采用场地相关反应

，3.0.6

谱其他工程的水平向和竖向设计反应谱应采用标专用准设计反应谱

，。

5.3.2标准设计反应谱图形状参数应符合下列规定

（5.3.2）：

1周期小于的区段βT取从到β直线段

0.1s，（）1.0max；

2自至特征周期的水平段βT取最大值β

0.1s，（）max；

.

3自特征周期至区段βT按公式βT=βTT06

3s，（）（）max（g/）

取值

。

人人文库

图标准设计反应谱

5.3.2

·17·

5.3.3各类水工建筑物的标准设计反应谱最大值的代表值β

max

应按表的规定取值

5.3.3。

表5.3.3标准设计反应谱最大值的代表值βmax

建筑物类型土石坝重力坝拱坝水闸进水塔等其他建筑物及边坡

、

β

max1.602.002.502.25

5.3.4标准设计反应谱下限值的代表值β不应小于设计反应

min

谱最大值的代表值的

20%。

5.3.5不同类别场地的标准设计反应谱的特征周期T可按现

g

行国家标准中国地震动参数区划图中场址所在地区

《》GB18306

取值后按表进行调整

，5.3.5。

表5.3.5场地标准设计地震动加速度反应谱特征周期调整表

类场地基本地震动加速度反应谱场地类别

Ⅱ

特征周期分区值专用

Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ

0.35s0.20s0.25s0.35s0.45s0.65s

0.40s0.25s0.30s0.40s0.55s0.75s

0.45s0.30s0.35s0.45s0.65s0.90s

5.4地震作用和其他作用的组合

5.4.1水工建筑物做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

。

5.4.2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也可将地震作用和常遇的库水

，

降落工况相人人文库组合

。

5.4.3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

。

5.5结构计算模式和计算方法

5.5.1各类水工建筑物抗震计算中地震作用效应的计算模式应

·18·

与其相应设计规范规定的计算模式相同

。

5.5.2除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

、、（）。

5.5.3各类水工建筑物的地震作用效应计算方法除应按本标准

相关章节规定采用外应根据工程抗震设防类别按表的规

，5.5.3

定采用

。

表5.5.3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

甲类动力法对土石坝可同时采用拟静力法

，

乙类丙类动力法或拟静力法

、

丁类拟静力法或着重采取抗震措施

5.5.4对水工建筑物进行线弹性分析时其地震作用效应的计算

，专用

可采用只计地基弹性影响的振型分解反应谱法或振型分解时程分

析法各类水工建筑物的阻尼比取值土石坝可取为重力

。：20%，

坝可取为拱坝可取为水闸进水塔及其他建筑物可取

10%，5%，、

为边坡阻尼比应专门论证

7%，。

5.5.5对于工程抗震设防类别为甲类的混凝土重力坝和拱坝工

程在其专门的抗震研究中计算地震作用效应所采用的动力分析

，，

模型中应考虑以下因素

，：

1结构地基库水体系的动力相互作用近场地基的质量

--，、

岩性和各类地质构造远域地基的辐射阻尼及沿坝基地震动输入

，

的不均匀性影响

人人文库；

2对于拱坝应计入地震过程中横缝开合和滑移的影响

；

3对其他水工建筑物采用动力法计算地震作用效应时结构

，

和地基的动力相互作用可采用无质量地基模型

。

5.5.6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

0.1，

·19·

采用完全二次型方根法组合

。

mm

S=SiSj

Eρij（）

∑i∑j5.5.6-1

/

ijiγjγ32

ζζζ+ωζω

ρij=8（）

-γ22+ζiζjγ+γ2+ζi2+ζj2γ2

（1ω）4ω（1ω）4（）ω

（5.5.6-2）

式中m计算采用的振型数

：———；

S地震作用效应

E———；

SiSj第i阶第阶振型的地震作用效应

、———、j；

第i阶和第j阶的振型相关系数

ρij———；

ij第i阶第阶振型的阻尼比

ζ、ζ———、j；

γ圆频率比γωjωi

ω———，ω=/；

ωiωj第i阶第阶振型的圆频率

、———、j。专用

5.5.7对地震作用效应影响不超过的高阶振型可略去不计

5%。

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

4。

5.5.8采用时程分析法计算地震作用效应时应以阻尼比为

，5%

的设计反应谱为目标谱生成至少套人工模拟地震加速度时程

，3

作为基岩的输入地震动加速度时程各套地震动的各分量之间的

，

相关系数均不应大于应对按不同地震加速度时程计算的结

0.3。

果进行综合分析以确定设计采用的地震作用效应

，。

5.5.9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i的水平向地震惯性力代表值应按下式计算

人人文库：

Ei=aξGiαig

hE/（5.5.9）

式中Ei作用在质点i的水平向地震惯性力代表值

：———；

a水平向设计地震加速度代表值

h———；

地震作用的效应折减系数值除采用动力法计算钢

ξ———，

筋混凝土结构外应取

，0.25；

Gi集中在质点i的重力作用标准值

E———；

·20·

αi质点i的地震惯性力的动态分布系数应按本标准

———，

相应章节中的有关条文的规定采用

；

重力加速度

g———。

5.6水工混凝土和地基岩体材料动态性能

5.6.1工程抗震设防类别为甲类的大体积混凝土水工建筑物应

，

通过专门的试验确定其混凝土材料的动态性能

。

5.6.2对不进行专门的试验确定其混凝土材料动态性能的大体

积水工混凝土建筑物其混凝土动态强度的标准值可按表

，5.6.2

确定相应的材料性能分项系数可取为其动态弹性模量标准

，1.5；

值可较其静态标准值提高其动态抗拉强度的标准值可取为

50%；

其动态抗压强度标准值的

10%。

表5.6.2大坝混凝土动态抗压强度标准值（MPa）

专用

混凝土强度等级

C5C7.5C10C15C20C25C30

常规混凝土

—9.111.817.222.226.931.4

碾压混凝土

8.612.516.223.530.437.2—

5.6.3在混凝土水工建筑物的抗震计算中地基岩体的动态变形

，

模量可取其静态变形模量当采用动力法计算其地震作用效应时

；，

地基岩体及混凝土和地基间的动态抗剪断强度参数的标准值均可

取其静态抗剪断参数的标准值当采用拟静力法计算其地震作用

。

效应时地基岩体及混凝土和地基间的动态抗剪强度参数的标准

，

值均应取其静态抗剪强度参数的均值

。

人人文库5.7承载能力分项系数极限状态抗震设计

5.7.1各类水工建筑物在综合静动态作用下最不利组合下的抗

、

震强度和稳定应满足下式

：

■f■

γψSγGγQγEa1R■ka■

0（Gk，Qk，Ek，k）γ■γ，k■（）

≤dm5.7.1

式中a几何参数的标准值

：k———；

·21·

E地震作用的代表值

k———；

f材料性能的标准值

k———；

G永久作用的标准值

k———；

Q可变作用的标准值

k———；

R结构的抗力函数

（·）———；

S作用效应函数

（·）———；

γ永久作用的分项系数

G———；

ψ设计状况系数可取

———，0.85；

γ结构重要性系数应按现行国家标准水利水电工程

0———，《

结构可靠性设计统一标准的规定取值

》GB50199；

γ承载能力极限状态的结构系数

d———；

γ地震作用的分项系数可取

E———，1.0；

γ材料性能的分项系数

m———；

γ可变作用的分项系数专用

Q———。

5.7.2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标准相应章节的有关规定采用

。

5.7.3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抗震计算中引入地震作

。

用的效应折减系数时分项系数应取为

，1.0。

5.7.4钢筋混凝土结构构件的抗震设计在按本标准确定地震作

，

用效应后应按现行行业标准水工混凝土结构设计规范

，《》SL191

或水工混凝土结构设计规范进行截面承载力抗震

《》DL/T5057

验算当采用动力法计算地震作用效应时应取地震作用的效应

。，

折减系数为当采用拟静力法计算钢筋混凝土结构构件的

人人文库0.35。

地震作用效应时应按在地震惯性力中计入地震作用的效应折减

，

系数的规定采用

0.25。

5.7.5材料动态性能的分项系数值可取为其静态作用下的值

。

5.8附属结构的抗震计算

5.8.1在水工建筑物附属结构的地震作用效应计算中当附属结

，

·22·

构和主体结构的质量比值λ及基本频率比值λ符合下列条件之

mf

一时附属结构与主体结构可不做耦联分析

，：

1λ.

m＜001；

2.λ.且λ.或λ.

001≤m≤01，f≤08f≥125。

5.8.2不做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动输入

。

5.8.3当不做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

，。

5.9地震动土压力

5.9.1地震主动动土压力代表值可按公式计算并应

（5.9.1-1），

取公式中按号计算结果中的大值

（5.9.1-1）“+”、“-”。

■ψ■

■1■专用

F=■qcosH+1γH2■±ξagC

E■0ψ-ψ■（1v/）e

cos（12）2

（5.9.1-1）

2φ-θ-ψ

C=cos（e1）

e2（）

θ2ψδ+ψ+θ+Z5.9.1-2

cosecos1cos（1e）（1）

δ+φφ-θ-ψ

Z=sin（）sin（e2）

δ+ψ+θψ-ψ（5.9.1-3）

cos（1e）cos（21）

式中F地震主动动土压力代表值

：E———；

q土表面单位长度的荷重

0———；

ψ挡土墙面与垂直面夹角

1———；

ψ土表面和水平面夹角

2人人文库———；

H土的高度

———；

γ土的重度的标准值

———；

土的内摩擦角

φ———；

-ξa

θ地震系数角θ=1h

e———，ea；

tang±ξv

δ挡土墙面与土之间的摩擦角

———；

·23·

地震作用的效应折减系数动力法计算地震作用效

ξ———，

应时取为拟静力法计算地震作用效应时取为

1.00；

对钢筋混凝土结构取为

0.25，0.35。

5.9.2地震被动动土压力应经专门研究确定

。

专用

人人文库

·24·

6土石坝

6.1抗震计算

6.1.1土石坝抗震计算应包括抗震稳定计算永久变形计算防

、、

渗体安全评价和液化判别等内容结合抗震措施进行抗震安全性

，，

综合评价

。

6.1.2对土石坝的抗震稳定计算一般采用拟静力法计算地震作

，

用效应符合下列条件之一时应同时采用有限元法对坝体和坝

。，

基的地震作用效应进行动力分析综合判断其抗震稳定性

，。

1设计烈度为度且坝高以上

Ⅶ，150m；专用

2设计烈度为度度且坝高以上

Ⅷ、Ⅸ，70m；

3地基中存在可液化土层

。

覆盖层厚度超过的土石坝宜进行动力分析

40m。

6.1.3土石坝采用拟静力法计算地震作用效应并进行抗震稳定

计算时宜采用基于计及条块间作用力的滑弧法按本标准第

，，

条的规定进行验算其计算公式应按本标准附录执行

5.7.1，A。

对于有薄软黏土夹层的地基以及薄斜墙坝和薄心墙坝可采用滑

，，

楔法计算

。

6.1.4土石坝采用拟静力法计算地震作用效应并进行抗震稳定

计算时质点i的地震惯性力的动态分布系数αi图应按下

，（6.1.4）

列规定取值人人文库

：

1坝底动态分布系数α取为

1.0；

2当设计烈度为度度度时坝顶动态分布系数α

Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，m

分别取和

3.0、2.52.0；

3当坝高H不大于时各高程动态分布系数按坝顶和

40m，

坝底的动态分布系数线性插值

；

·25·

4当坝高H大于时H高程的动态分布系数αi取

40m，0.6

α大于H高程的动态分布系数αi按H处

1.0+（m-1）/3，0.60.6

和坝顶的动态分布系数线性插值小于H高程的动态分布系

，0.6

数αi按H处和坝底的动态分布系数线性插值

0.6。

专用

图土石坝坝体地震惯性力的动态分布系数示意图

6.1.4

6.1.5采用拟静力法计算地震作用效应并进行抗震稳定计算时

，

对级级土石坝宜通过动力试验测定土体的动态抗剪强度

1、2，。

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

。

黏性土和紧密砂砾石等非液化土在无动力试验资料时可采

，

用静态有效抗剪强度指标对堆石砂砾石等粗粒无黏性土宜采

，、，

用考虑围压影响的非线性静态抗剪强度指标

。

6.1.6采用有限元法进行土石坝地震作用效应的动力分析时宜

，

按下列规定人人文库进行

：

1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

；

2通过材料动力试验测定动力变形动力残余变形和动强度

、

等动力特性参数并宜结合工程类比选用

，；

3按材料的非线性动应力应变关系进行地震反应分析

-；

·26·

4根据地震作用效应计算沿潜在滑裂面的抗震稳定性并计

，

算由地震引起的坝体永久变形

；

5根据地震反应分析成果从稳定变形防渗体安全液化

，、、、

判别等方面按本标准第条要求进行抗震安全性综合

，6.1.11

评价

。

6.1.7材料动力试验用料应具有代表性试验条件应能反映坝体

，

和坝基土体密度状态和固结应力状态有条件时宜采用室内试

。，

验和现场测试相结合的方式确定土体的动力特性参数

。

6.1.8对坝体的永久变形计算宜采用包括残余体应变和残余剪

，

应变影响的残余变形计算方法

。

6.1.9对于混凝土面板堆石坝其动水压力可按本标准第

，7.1.12

条第条的规定确定

～7.1.14。

6.1.10采用计及条块间作用力的条分法进行抗震稳定性计算

专用

时其结构系数不应小于采用不计条块间作用力的条分法计

，1.2；

算时其结构系数不应小于

，1.1。

6.1.11根据动力计算结果进行抗震安全性综合评价宜按下列

，

规定进行

：

1根据滑动面的位置深度范围及稳定指标超限持续时间

、、

和程度等综合评判坝坡的抗滑稳定性及其对大坝整体安全性的

，

影响

；

2给出坝体及地基局部剪切破坏或液化破坏的分布范围

（），

评价其引发整体破坏的可能性

；

3残余变形计算应给出坝体残余变形的量值和分布规律并

，

宜根据最大人人文库震陷率和变形的不均匀程度等综合评价大坝及防渗体

的抗震安全性

。

6.2抗震措施

6.2.1强震区修建土石坝时宜采用直线或向上游弯曲的坝轴

，

线不宜采用向下游弯曲折线形或形的坝轴线

，、S。

·27·

6.2.2设计烈度为度度时宜选用堆石坝防渗体不宜采用

Ⅷ、Ⅸ，，

刚性心墙的形式选用均质坝时应设置内部排水系统降低浸

。，，

润线

。

6.2.3强震区土石坝的安全超高应包括地震涌浪高度和地震沉

陷可按下列原则确定

，：

1根据设计烈度和坝前水深取地震涌浪高度为

，0.5m～

1.5m；

2设计烈度为度度度时安全超高应计入坝体和地

Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，

基的地震沉陷

；

3对库区内可能因地震引起的大体积崩塌和滑坡等形成的

涌浪应进行专门研究

，。

6.2.4设计烈度为度度时宜加宽坝顶放缓上部坝坡坡

Ⅷ、Ⅸ，，。

脚可采取铺盖或压重措施上部坝坡可采用浆砌块石护坡上部坝

，专用，

坡内可采用钢筋土工合成材料或混凝土框架等加固措施

、。

6.2.5应加强土石坝防渗体特别是在地震中容易发生裂缝的坝

，

体顶部坝体与岸坡或混凝土等结构的连接部位防渗体与岸坡

、。

或混凝土结构的结合面不宜过陡坡角变化不宜过大不得有反坡

，，

和突然变坡应适当加厚防渗体及其上下游面反滤层和过渡层

；、。

6.2.6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强震区筑坝材料

。、、。

6.2.7对于黏性土的压实功能和压实度以及堆石的填筑干密度

或孔隙率应按现行行业标准碾压式土石坝设计规范或

，《》SL274

碾压式土石坝设计规范混凝土面板堆石坝设计规

《》DL/T5395、《

范人人文库或混凝土面板堆石坝设计规范的有关规

》SL228《》DL/T5016

定执行设计烈度为度度时宜采用其规定范围值的高限

。Ⅷ、Ⅸ，。

6.2.8对于无黏性土的压实浸润线以上材料的相对密度不应低

，

于浸润线以下材料的相对密度不应低于对于砂砾料

0.75，0.80；，

当大于的粗粒料含量小于时应保证细料的相对密度

5mm50%，

满足上述对无黏性土压实的要求并应根据相对密度提出不同含

，

·28·

砾量的砂砾料压实干密度作为填筑控制标准

。

6.2.9级级土石坝不宜在坝下埋设输水管当必须在坝下

1、2。

埋管时宜采用钢筋混凝土管或铸铁管且宜置于基岩槽内管顶

，，，

不宜高于坝底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管道出口和

，。

接头处应做好反滤设计

。

6.2.10地震区土石坝存在可液化地层或软黏土地基时宜按本

，

标准第条或第条的规定进行处理

4.2.74.2.9。

6.2.11对于混凝土面板堆石坝宜采用下列抗震工程措施

，：

1加大垫层区的厚度加强其与地基及岸坡的连接当岸坡

，；

较陡时延长垫层料与基岩接触的长度并采用更细的垫层料

，，；

2在河床中部面板垂直缝内填塞沥青浸渍木板或其他有一

定强度和柔性的填充材料

；专用

3增加河床中部面板上部的配筋率特别是顺坡向的配

，

筋率

；

4分期面板水平施工缝垂直于面板并在施工缝上下一定范

，

围内布置双层钢筋及箍筋

；

5采用变形性能好的止水结构并减少其对面板截面面积的

，

削减

；

6增加坝体堆石料的压实密度特别重视地形突变处的压实

，

质量

；

7坝体用软岩砂砾石料填筑时宜设置内部排水区保证排

、，，

水通畅在下游坝坡一定区域内采用堆石填筑

，人人文库。

·29·

7重力坝

7.1抗震计算

7.1.1重力坝的抗震计算应进行坝体强度及沿建基面的整体抗

滑稳定分析对于碾压混凝土重力坝尚应进行沿碾压层面的抗

。，

滑稳定分析

。

7.1.2重力坝的抗震分析一般可取不同类型坝段的最高坝段

，，

按单个坝段进行对于整体作用显著的重力坝宜进行全坝段整

。，

体分析

。

7.1.3在设计地震作用下重力坝强度安全应以动静力的材料

，专用、

力学法计算的同时采用有限元法分析对工程抗震设防类别为

，。

甲类或结构复杂或地质条件复杂的重力坝在进行有限元法分

，，，

析时应考虑材料等非线性影响对应进行最大可信地震作用下抗

。

震计算的重力坝应采用计入坝体和地基非线性特性的有限元法

，

进行专门研究

。

7.1.4重力坝沿建基面的整体抗滑稳定及沿碾压层面的抗滑稳

定分析应按刚体极限平衡法中的抗剪断强度公式计算对深层

，。

抗滑稳定问题应以基于等安全系数法又称等法的刚体极限

，（K）

平衡法为基本分析方法对于地质条件复杂的重力坝宜补充进

。，

行非线性有限元法分析

人人文库。

7.1.5重力坝抗震计算可采用动力法或拟静力法对于工程抗

。

震设防类别为甲类工程抗震设防类别为乙类丙类但设计烈度

，、Ⅷ

度及以上的或坝高大于的重力坝的地震作用效应应采用动

70m，

力法计算

。

7.1.6在设计地震作用下重力坝的动力分析方法应采用振型分

，

解法对工程抗震设防类别为甲类的重力坝应增加非线性有限元

，，

·30·

法的计算评价

。

7.1.7在设计地震作用下采用动力法验算重力坝坝体强度及坝

，

基面碾压混凝土层面的抗滑稳定当采用材料力学法或采用有限

、，

元法计算并按等效应力处理时抗压和抗拉结构系数应分别不小

，

于和坝基面碾压混凝土层面的抗滑稳定结构系数不应

1.30.7；、

小于或采用时程分析法进行进一步论证

0.65，。

7.1.8用动力法验算重力坝沿坝基内深层滑动面的抗滑稳定时

，

岩体的抗剪强度参数应取静态均值其分项系数应取为深层

，1.0，

抗滑稳定的结构系数不应小于或采用时程分析法进行综合

1.4，

分析评判

。

7.1.9采用时程分析法对重力坝沿建基面或碾压层面坝基深层

、

滑动面的抗震稳定性进行综合评判时应按下列步骤进行

，：

1在每一时间步长内按刚体极限平衡法计算滑动面抗

，专用

震稳定的结构系数给出整个地震过程中结构系数随时间变化

，

的时程应以该时程中结构系数的最小值评价其滑动抗震稳

，

定性

；

2当结构系数时程中的最小值不满足本标准第条或

7.1.7

第条的规定时宜根据稳定指标超限的持续时间和程度综

7.1.8，，

合评判大坝的抗滑稳定性

。

7.1.10当进行重力坝在最大可信地震作用下抗震安全性论证

时应建立反映大坝地基库水系统的有限元模型综合考虑远域

，--，

地基辐射阻尼效应坝体混凝土和近域地基岩体的材料非线性等

、

因素的影响确定计算参数进行计算分析对于属本标准第

，，。

条规人人文库定范围内的重要重力坝宜进行动力模型试验验证应

3.0.6，。

根据计算分析和模型试验结果结合工程类比对不发生库水失控

，，

下泄的灾变的设防要求进行综合评价

。

7.1.11采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时各质点水平

，

向地震作用代表值应根据本标准第条的规定进行计算其

5.5.9，

中地震惯性力的动态分布系数αi应按下式确定

：

·31·

+hiH4

αi.（/）

=×1n4（）

14Gj7.1.11

+EhjH4

14j=G（/）

∑1E

式中n坝体计算质点总数

：———；

H坝高溢流坝应算至闸墩顶

———，；

hihj质点i的高度

、———、j；

GEj质点的重力作用标准值

———j；

G大坝总重力作用标准值

E———。

7.1.12采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时水深h处的

，

地震动水压力代表值应按下式计算

：

Ph=aξψhρH

w（）h（）w0（7.1.12-1）

式中Ph作用在直立迎水坝面水深h处的地震动水压力

：w（）———

代表值

；专用

h水深h处的地震动水压力分布系数应按表

ψ（）———，

的规定取值

7.1.12；

ρ水体质量密度标准值

w———；

H水深

0———。

单位宽度坝面的总地震动水压力作用在水面以下H

0.540

处其代表值应按下式计算

，：

F=.aξρH2

0065hw0（7.1.12-2）

表7.1.12重力坝动水压力分布系数

hHhhHh

/0ψ（）/0ψ（）

0.0人人文库0.000.60.76

0.10.430.70.75

0.20.580.80.71

0.30.680.90.68

0.40.741.00.67

0.50.76——

·32·

7.1.13与水平面夹角为θ的倾斜迎水坝面按本标准公式

，

计算出的动水压力代表值应乘以折减系数

（7.1.12-1）：

η=θ

c/90（7.1.13）

迎水坝面有折坡时当水面以下直立部分的高度等于或大于

，

水深的一半时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

。

7.1.14采用动力法时水深h处的水平向地震动水压力相应的

，

坝面法向附加质量应按下式计算

：

mh=7ρHh

w（）w0（7.1.14）

8

7.1.15采用拟静力法验算重力坝坝体强度和坝基面碾压层面

、

及深层滑动面的抗滑稳定时抗压强度和抗拉强度的结构系数应

，

分别不小于和抗滑稳定的结构系数应不小于

2.82.1，专用2.7。

7.2抗震措施

7.2.1重力坝布置时坝轴线宜取直线避免采用折线型坝轴线

，，。

7.2.2重力坝的体型应简单坝坡避免突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应提

。、，

高上部混凝土强度等级或适当配筋

。

7.2.3坝顶宜采用轻型简单整体性好的附属结构应力求降低

、、，

高度不宜设高耸的塔式结构宜加强溢流坝段顶部交通桥的连

，，

接并宜增加闸墩侧向刚度

，。

7.2.4地基中的断层破碎带软弱夹层等薄弱部位应采取工程

、、

处理措施人人文库并宜提高底部混凝土等级在上游坝踵部位可铺设黏土

，，

铺盖

。

7.2.5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

、，，

止水型式及材料

。

7.2.6对工程抗震设防类别为甲类的重力坝当设计地震动峰值

，

·33·

加速度大于g时各坝段横缝间宜设置键槽或采取灌浆措施

0.2，，

加强大坝整体性应加强横缝止水设计选用变形能力大的接缝

。，

止水型式及止水材料

。

7.2.7重力坝孔口周边溢流坝闸墩与堰面交接部位等抗震薄弱

、

部位应加强配筋

。

专用

人人文库

·34·

8拱坝

8.1抗震计算

8.1.1拱坝抗震计算应包括设计地震作用下的坝体强度和拱座

稳定分析对于进行在最大可信地震作用下抗震计算的拱坝尚

。，

应进行坝体和地基系统的变形分析

。

8.1.2在设计地震作用下拱坝强度安全应在以动静力的拱梁

，、

分载法进行计算的同时采用有限元法分析对工程抗震设防类

，。

别为甲类或结构复杂或地质条件复杂的拱坝在进行有限元法

，，，

分析时应考虑材料等非线性影响

。专用

8.1.3拱坝抗震计算可采用动力法或拟静力法对于工程抗震

。

设防类别为甲类工程抗震设防类别为乙类丙类但设计烈度度

，、Ⅷ

及以上或坝高大于的拱坝的地震作用效应应采用动力法

70m

计算

。

8.1.4在设计地震作用下拱坝的动力分析方法应采用振型分解

，

法对于工程抗震设防类别为甲类的拱坝应增加非线性有限元法

，，

的计算评价

。

8.1.5拱坝坝面法向附加质量可按本标准公式计算值

（7.1.14）

的取值其中H为计算截面的水深采用拟静力法分析时

1/2，0。，

水平向地震动水压力应将坝面附加质量乘以本标准第条

人人文库8.1.13

规定的动态分布系数αi和地震作用的效应折减系数

ξ。

8.1.6在设计地震作用下采用动力法验算拱坝坝体强度时其抗

，

压抗拉强度结构系数应分别不小于和

、1.30.7。

8.1.7在设计地震作用下拱座稳定分析应按刚体极限平衡法中

，

的抗剪断公式计算对于工程抗震设防类别为甲类的拱坝尚应

。，

按照本标准第条的要求进行拱坝地基系统的整体稳定安

8.1.11

·35·

全性评价

。

8.1.8在设计地震作用下拱坝拱座包括重力墩稳定的抗震计

，（）

算可按下列各项规定并符合本标准第条和第条的

8.1.98.1.10

规定进行也可采用多种方法进行对比后综合评定

，。

1在确定可能滑动的岩块后按坝体静动力计算的最不利

，、

组合成果确定拱端的最大推力及方向

。

2在确定可能滑动岩块本身的地震惯性力代表值时应按本

，

标准公式计算式中αi值取为当拱端推力的最大值

（5.5.9），1.0。

采用动力法确定时岩块地震惯性力的作用效应折减系数应取

，ξ

为并假定岩块的地震惯性力代表值和拱端推力最大值的发

1.0，

生时刻相同计算岩块地震惯性力时地震作用的基岩峰值加速

。，

度各分量的最大值应分别按下列情况进行遇合

：

1当地震加速度横河向分量取设计值时其顺河向分量和

）专用，

竖向分量均取设计值的

1/2；

2当地震加速度顺河向分量取设计值时其横河向分量和

），

竖向分量均取设计值的

1/2；

3当地震加速度竖向分量取设计值时其顺河向分量和横

），

河向分量均取设计值的

1/2。

3根据可能滑动岩块的几何特性选择不随时间改变的最不

，

利滑动模式

。

4不计地震作用下岩体内渗透压力变化的影响

。

8.1.9在设计地震作用下采用动力法验算拱座岩体稳定时岩体

，

抗剪断参数应取静态均值其分项系数应取为抗滑稳定的结

，1.0，

构系数不应人人文库小于或可采用时程分析法对拱座潜在滑动岩块

1.4；

的抗震稳定性进行综合分析评判

。

8.1.10采用时程分析法对拱座潜在滑动岩块的抗震稳定性进行

综合分析评判时应按下列步骤进行

，：

1在设计地震动三个分量作用下采用时程分析法计算拱端

，

静动综合的合力时程并与不计动力放大效应的岩体惯性力时程

、，

·36·

一并作用于潜在滑动岩块

；

2在每一时间步长内按刚体极限平衡法计算拱座岩体稳定

，

的结构系数给出整个地震过程中结构系数随时间变化的时程以

，，

该时程中结构系数的最小值评价拱座抗震稳定性

。

3当结构系数时程中的最小值不满足本标准第条的

8.1.9

规定时宜根据稳定指标超限的持续时间和程度综合评判拱座潜

，，

在滑动岩块的抗滑稳定性及其对大坝整体安全性的影响

。

8.1.11对于工程抗震设防类别为甲类的拱坝应采用非线性数

，

值计算分析评价拱坝与地基整体系统在设计地震作用下的整体稳

定安全性对于进行最大可信地震作用设防的重要拱坝尚应进

。，

行在最大可信地震作用下的整体稳定安全性分析计算分析中

。，

应计入坝体横缝以及构成坝基内控制性滑裂面的接触非线性近

、

域地基岩体中主要软弱带的材料非线性以及远域地基的辐射阻

，专用

尼效应的影响对属于本标准第条规定范围内的重要拱

。3.0.6

坝宜进行动力模型试验验证应根据计算分析和模型试验结果

，。，

结合工程类比按不发生库水失控下泄的灾变的设防要求进行综

，

合评价

。

8.1.12采用本标准第条的规定进行大坝抗震分析及评

8.1.11

价时可采用坝体或基岩典型部位的变形随地震作用加大而变化

，

的曲线上出现拐点作为大坝地基系统整体安全度的评价指标以

，

此时的地震加速度值与设计地震加速度的比值作为大坝不发生库

水失控下泄的灾变的安全裕度

。

8.1.13采用拟静力法计算拱坝地震作用效应时各层拱圈

，

各质点的人人文库水平向地震惯性力沿法向作用其代表值应根据本标

，

准第条的规定进行计算其中动态分布系数坝顶取为

5.5.9，

最低建基面取为沿高程方向线性内插沿拱圈均匀

3.0，1.0，，

分布

。

8.1.14采用拟静力法对拱坝坝体强度和拱座稳定进行抗震计算

时结构系数应符合本标准第条的规定

，7.1.15。

·37·

8.2抗震措施

8.2.1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

。

上游的倒悬度其顶部拱冠部宜增加向下游的倒悬度

，。

8.2.2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坐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保

、、、。

证顶部拱座与岸坡接触面的施工质量可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力求降低岩体内

。、，

渗透压力并避免压力隧洞离坝肩过近

，。

8.2.3应加强坝体分缝的构造设计尤其是分缝的止水灌浆温

，、

度控制及键槽设计采用的止水片的形状及材料应能适应地震时

，专用

接缝多次反复开合的特点当计算表明地震作用下坝段间横缝变

。

形过大危及缝间止水结构安全时宜研究采取坝体顶部布设减振

，

阻尼器坝体上部布设跨缝钢筋等抗震措施

、。

8.2.4对拱坝坝面拉应力较大部位特别是下游面中部受拉区

，，

可采取提高坝体局部混凝土等级布置坝面抗震钢筋减轻顶部重

、、

量并加强其刚度等措施在上游坝踵部位可铺设黏土铺盖

。。

8.2.5坝顶宜采用轻型简单整体性好的附属结构并减小其突

、、，

出于坝体的尺寸各溢流坝段的闸墩间宜增设能传递拱向推力的

。

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

。人人文库

·38·

9水闸

9.1抗震计算

9.1.1水闸的抗震计算应包括抗震稳定和结构强度验算对

。

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对水闸结构中的非结构

，。

构件附属机电设备及其与结构主体的连接件应进行抗震

、，

设计

。

9.1.2水闸地震作用效应的计算可采用动力法或拟静力法设

。

计烈度为度度的级级水闸或地基为可液化土的级

Ⅷ、Ⅸ1、2专用1、2

级水闸应采用动力法进行抗震计算

，。

9.1.3采用拟静力法计算水闸的地震作用效应时各质点水平

，

向地震惯性力代表值应根据本标准第条的规定进行计

5.5.9

算其中地震惯性力的动态分布系数αi图应按下列规

，（