1、中華人民共和國行業標準SL203-97水工建筑物抗震設計規范Specificatins for seismic design of hydraulic structures1997-08-04發布1997-10-01實施中華人民共和國水利部發布中華人民共和國行業標準主編單位：中國水利水電科學研究院批準部門：中華人民共和國水利部施行日期：1997年10月1日中華人民共和國水利部關于發布水工建筑物抗震設計規范SL203-97的通知水科技1997439號根據部水利水電技術標準制定,修訂計劃,由水利水電規劃設計總院主持,以中國水利水電科學研究院為主編單位修訂的水工建筑物抗震設計規范,經審查批準為水利行

2、業標準,現予以發布.標準的名稱和編號為：SL203-97.原水工建筑物抗震設計規范SDJ10-78同時廢止.本標準自1997年10月1日起實施.在實施過程中各單位應注意總結經驗,如有問題請函告主持部門,并由其負責解釋.本標準文本由中國水利水電出版社出版發行.一九九七年八月四日前言本規范是根據原能源部,水利部水利水電規劃設計總院(91)水規設便字第35號文的通知,由中國水利水電科學研究院會同有關設計研究院和高等院校對原水利電力部于1978年發布試行的SDJ10-78水工建筑物抗震設計規范進行修訂而成.本規范在修訂過程中,主編單位會同各協編單位開展了廣泛的專題研究,調查總結了近年來國內外大地震的經

3、驗教訓,吸收采用了地震工程新的科研成果,考慮了我國的經濟條件和工程實際,提出修訂稿后,在全國廣泛征求了有關設計,施工,科研,教學單位及管理部門和有關專家的意見,經過反復討論,修改和試設計,最后由電力工業部水電水利規劃設計管理局會同水利部水利水電規劃設計管理局組織審查定稿.本規范為強制性行業標準,替代SDJ10-78.本規范共分11章和1個標準的附錄.這次修訂的主要內容有：進一步明確了規范適用的烈度范圍,水工建筑物等級和類型,并擴大了建筑物類型和壩高的適用范圍；提出了對重要水工建筑物進行專門的工程場地地震危險性分析以確定地震動參數的要求,并給出了相應的設防概率水準；增加了場地分類標準,并相應修改

4、了設計反應譜；改進了地基中可液化土的判別方法和抗液化措施；根據1994年國家批準發布的GB50199-94水利水電工程結構可靠度設計統一標準的原則和要求,在保持規范連續性的條件下,區別不同情況,把各類主要水工建筑物的抗震計算從定值安全系數法向分項系數概率極限狀態的體系轉軌,套改,并給出了各類水工建筑物相應的結構系數；采用了對混凝土水工建筑物以計入結構,地基和庫水相互作用的動力法為主和擬靜力法為輔的抗震計算方法,對土石壩采用按設計烈度取相應動態分布系數的擬靜力抗震計算方法；在編寫的格局上改為按水工建筑物類型分章,各章分別給出抗震計算和抗震措施,并補充了內容.希望有關單位在執行本規范的過程中,結合

5、工程實際,注意總結經驗和積累資料,如發現需要修改和補充之處,請將意見和有關資料寄交歸口管理單位,以便今后再次修訂時考慮.本規范由原能源部,水利部水利水電規劃設計總院提出修訂.本規范由水利部水利水電規劃設計管理局歸口.本規范解釋單位：水利部水利水電規劃設計管理局本規范修訂主編單位：中國水利水電科學研究院本規范修訂協編單位：電力工業部昆明勘測設計研究院,電力工業部西北勘測設計研究院,上海市水利工程設計研究院,大連理工大學,河海大學.本規范主要起草人：陳厚群,侯順載,郭錫榮,蘇克忠,王鐘寧,楊佳梅,衛明,林皋,方大鳳,黃家森,李瓚,梁愛虎,武清璽,王錫忠,師接勞目次1總則2術語,符號2.1術語2.2

6、基本符號3場地和地基3.1場地3.2地基4地震作用和抗震計算4.1地震動分量及其組合4.2地震作用的類別4.3設計地震加速度和設計反應譜4.4地震作用和其它作用的組合4.5結構計算模式和計算方法4.6水工混凝土材料動態性能4.7承載能力分項系數極限狀態抗震設計4.8附屬結構的抗震計算4.9地震動土壓力5土石壩5.1抗震計算5.2抗震措施6重力壩6.1抗震計算6.2抗震措施7拱壩7.1抗震計算7.2抗震措施8水閘8.1抗震計算8.2抗震措施9水工地下結構9.1抗震計算9.2抗震措施10進水塔10.1抗震計算10.2抗震措施11水電站壓力鋼管和地面廠房11.1壓力鋼管11.2地面廠房附錄A土石壩的

7、抗震計算1總則為做好水工建筑物的抗震設計,減輕地震破壞及防止次生災害,特制定本規范.適用范圍：1主要適用于設計烈度為6,7,8,9度的1,2,3級的碾壓式土石壩,混凝土重力壩,混凝土拱壩,平原地區水閘,溢洪道,地下結構,進水塔,水電站壓力鋼管和地面廠房等水工建筑物的抗震設計.2設計烈度為6度時,可不進行抗震計算,但對1級水工建筑物仍應按本規范采取適當的抗震措施.3設計烈度高于9度的水工建筑物或高度大于250m的壅水建筑物,其抗震安全性應進行專門研究論證后,報主管部門審查,批準.按本規范進行抗震設計的水工建筑物能抗御設計烈度地震；如有局部損壞,經一般處理后仍可正常運行.水工建筑物工程場地地震烈度

8、或基巖峰值加速度,應根據工程規模和區域地震地質條件按下列規定確定：1一般情況下,應采用中國地震烈度區劃圖(1990)確定的基本烈度.2基本烈度為6度及6度以上地區的壩高超過200m或庫容大于100億m3的大型工程,以及基本烈度為7度及7度以上地區壩高超過150m的大(1)型工程,應根據專門的地震危險性分析提供的基巖峰值加速度超越概率成果,按本規范的規定取值.水工建筑物的工程抗震設防類別應根據其重要性和工程場地基本烈度按表的規定確定.表1.0.5工程抗震設防類別工程抗震設防類別建筑物級別場地基本烈度甲1(壅水)6乙1(非壅水).2(壅水)丙2(非壅水).37丁4. 5各類水工建筑物抗震設計的設計

9、烈度或設計地震加速度代表值應按下列規定確定：1一般采用基本烈度作為設計烈度.2工程抗震設防類別為甲類的水工建筑物,可根據其遭受強震影響的危害性,在基本烈度基礎上提高1度作為設計烈度.3凡按本規范作專門的地震危險性分析的工程,其設計地震加速度代表值的概率水準,對壅水建筑物應取基準期100年內超越概率P100為0.02,對非壅水建筑物應取基準期50年內超越概率P50為0.05.4其它特殊情況需要采用高于基本烈度的設計烈度時,應經主管部門批準.5施工期的短暫狀況,可不與地震作用組合；空庫時,如需要考慮地震作用時,可將設計地震加速度代表值減半進行抗震設計.壩高大于100m,庫容大于5億m3的水庫,如有

10、可能發生高于6度的水庫誘發地震時,應在水庫蓄水前就進行地震前期監測.水工建筑物的抗震設計宜符合下列基本要求：1結合抗震要求選擇有利的工程地段和場地.2避免地基和鄰近建筑物的岸坡失穩.3選擇安全經濟合理的抗震結構方案和抗震措施.4在設計中從抗震角度提出對施工質量的要求和措施.5便于震后對遭受震害的建筑物進行檢修.重要水庫宜設置泄水建筑物,隧洞等,保證必要時能適當地降低庫水位.設計烈度為8,9度時,工程抗震設防類別為甲類的水工建筑物,應進行動力試驗驗證,并提出強震觀測設計,必要時,在施工期宜設場地效應臺陣,以監測可能發生的強震；工程抗震設防類別為乙類的水工建筑物,宜滿足類似要求.引用標準下列標準所

11、包含的條文,通過在本標準中應用而構成本標準的條文.在標準出版時,所示版本均為有效.所有標準都會被修改,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性.GBJ11-89建筑抗震設計規范GB50199-94 水利水電工程結構可靠度設計統一標準SL/T191-96 水工混凝土結構設計規范SDJ12-78 水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區,丘陵區部分)SDJ21-78 混凝土重力壩設計規范SD133-84 水閘設計規范SD134-84 水工隧洞設計規范SD144-85 水電站壓力鋼管設計規范SD145-85 混凝土拱壩設計規范SDJ217-87 水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(平原,海

12、濱部分)SDJ218-84 碾壓式土石壩設計規范SD303-88 水電站進水口設計規范SD335-89 水電站廠房設計規范按本規范進行水工建筑物抗震設計時,尚應符合有關標準,規范的要求.同級行業標準規范中,有關水工建筑物抗震方面的規定不符合本規范的,應以本規范為準.2術語,符號2.1術語抗震設計：地震區的工程結構所進行的一種專項設計.一般包括抗震計算和抗震措施兩個方面.基本烈度：50年期限內,一般場地條件下,可能遭遇超越概率P50為0.10的地震烈度.一般為中國地震烈度區劃圖(1990)上所標示的地震烈度值,對重大工程應通過專門的場地地震危險性分析工作確定.設計烈度：在基本烈度基礎上確定的作為

13、工程設防依據的地震烈度.2.1.4水庫誘發地震：由于水庫蓄水或大量泄水而引起庫區及附近發生的地震.地震動：由地震引起的巖土運動.地震作用：地震動施加于結構上的動態作用.地震動峰值加速度：地震動過程中,地表質點運動加速度的最大絕對值.設計地震加速度：由專門的地震危險性分析按規定的設防概率水準所確定的,或一般情況下與設計烈度相對應的地震動峰值加速度.地震作用效應：地震作用引起的結構內力,變形,裂縫開展等動態效應.地震液化：地震動引起的飽和砂土,粉土和少粘性土顆粒趨于緊密,孔隙水壓力增大,有效應力趨近于零的現象.設計反應譜：抗震設計中所采用的一定阻尼比的單質點體系,在地震作用下的最大加速度反應隨體系

14、自振周期變化的曲線,一般以其與地震動最大峰值加速度的比值表示.動力法：按結構動力學理論求解結構地震作用效應的方法.時程分析法：由結構基本運動方程輸入地震加速度記錄進行積分,求得整個時間歷程內結構地震作用效應的方法.振型分解法：先求解結構對應其各階振型的地震作用效應后,再組合成結構總地震作用效應的方法.各階振型效應用時程分析法求得后直接疊加的稱振型分解時程分析法,用反應譜法求得后再組合的稱振型分解反應譜法.平方和方根(SRSS)法：取各階振型地震作用效應的平方總和的方根作為總地震作用效應的振型組合方法.完全二次型方根(CQC)法：取各階振型地震作用效應的平方項和不同振型耦聯項的總和的方根作為總地

15、震作用效應的振型組合方法.地震動水壓力：地震作用引起的水體對結構產生的動態壓力.地震動土壓力：地震作用引起的土體對結構產生的動態壓力.擬靜力法：將重力作用,設計地震加速度與重力加速度比值,給定的動態分布系數三者乘積作為設計地震力的靜力分析方法.地震作用的效應折減系數：由于地震作用效應計算方法的簡化而引入的對地震作用效應進行折減的系數.自振周期：結構按某一振型完成一次自由振動所需的時間.對應于第-振型的自振周期稱基本自振周期.2.2基本符號作用和作用效應：ah-水平向設計地震加速度代表值；av-豎向設計地震加速度代表值；g-重力加速度；Pw(h)-水深h處的地震動水壓力代表值；F 0-建筑物單位

16、寬度迎水面的總地震動水壓力代表值；Fi-作用在質點i的水平向地震慣性力的代表值；FE-地震主動動土壓力代表值；GE-產生地震慣性力的建筑物總重力作用的標準值；Ti-質點i的動態分布系數；-設計反應譜；-地震作用的效應折減系數.材料性能和幾何參數：ak-幾何參數的標準值；fk-材料性能的標準值；N63.5-標準貫入錘擊數；Ncr-臨界錘擊數；w-水體質量密度的標準值.分項系數極限狀態設計：Ek-地震作用的代表值；Gk-永久作用的標準值；Qk-可變作用的標準值；R-結構的抗力；S-結構的作用效應；0-結構重要性系數；-承載能力極限狀態的結構系數；m-材料性能的分項系數；G -永久作用的分項系數；Q

17、-可變作用的分項系數；-設計狀況系數.其他：T-結構自振周期；Tg-特征周期；f -附屬結構和主體結構的基本頻率比值；m-附屬結構和主體結構質量比值.3場地和地基3.1場地水工建筑物的場地選擇,應在工程地質勘察和專門工程地質研究的基礎上,按構造活動性,邊坡穩定性和場地地基條件等進行綜合評價.可按表劃分為有利,不利和危險地段.宜選擇對建筑物抗震相對有利地段,避開不利地段,未經充分論證不得在危險地段進行建設.表3.1.1各類地段的劃分地段類別構造活動性邊坡穩定性場地地基條件有利地段距壩址8km范圍內無活動斷層；庫區無大于等于5級的地震活動巖體完整,邊坡穩定抗震穩定性好不利地段樞紐區內有長度小于10

18、km的活動斷層；庫區有長度大于10km的活動斷層,或有過大于等于5級但小于7級的地震活動,或有誘發強水庫地震的可能樞紐區,庫區邊坡穩定條件較差抗震穩定性差危險地段樞紐區內有長度大于等于10km的活動斷層；庫區有過大于等于7級的地震活動,有伴隨地震產生地震斷裂的可能樞紐區邊坡穩定條件極差,可產生大規模崩塌,滑坡地基可能失穩水工建筑物開挖后的場地土類型,宜根據土層剪切波速,按表劃分.3.1.3場地類別應根據場地土類型和場地覆蓋層厚度劃分為四類,并宜符合表的規定.表3.1.2場地土類型的劃分場地土類型土層剪切波速(m/s)代表性巖土名稱堅硬場地土s500巖石及密實的砂卵石層中硬場地土500sm250

19、中密,稍密的砂礫石,粗中砂及堅硬粘土中軟場地土250sm140稍密的礫,粗,中砂,軟粘土軟弱場地土sm140淤泥,淤泥質土,松散的砂,人工雜土注：s 為土層剪切波速；sm為土層平均剪切波速,取建基面下15m內且不深于場地覆蓋層厚度的各土層剪切波速,按土層厚度加權的平均值.表3.1.3場地類別的劃分場地土類型場地覆蓋層厚度dov(m)00dov33dov99dov80d ov80堅硬場地土-中硬場地土-中軟場地土軟弱場地土在水工建筑物場地范圍內,巖體結構復雜,有軟弱結構面或夾泥層不利組合,邊坡穩定條件較差時,應查明在設計烈度的地震作用下不穩定邊坡的分布,估計可能的危害程度,提出處理措施.3.2地

20、基水工建筑物地基的抗震設計,應綜合考慮上部建筑物的型式,荷載,水力,運行條件,以及地基和岸坡的工程地質,水文地質條件.對于壩,閘等壅水建筑物的地基和岸坡,應要求在設計烈度的地震作用下不發生失穩破壞和滲透破壞,避免產生影響建筑物使用的有害變形.水工建筑物的地基和岸坡中的斷裂,破碎帶及層間錯動等軟弱結構面,特別是緩傾角夾泥層和可能發生泥化的巖層,應根據其產狀,埋藏深度,邊界條件,滲流情況,物理力學性質以及建筑物的設計烈度,論證其在設計烈度的地震作用下不致發生失隱和超過允許的變形,必要時應采取抗震措施.地基中液化土層的判別,可按水利水電工程地質勘察規范中的有關規定進行評價.地基中的可液化土層,可根據

21、工程的類型和具體情況,選擇采用以下抗震措施：1挖除可液化土層并用非液化土置換；2振沖加密,重夯擊實等人工加密的方法；3填土壓重；4樁體穿過可液化土層進入非液化土層的樁基；5混凝土連續墻或其它方法圍封可液化地基.重要工程地基中的軟弱粘土層,應進行專門的抗震試驗研究和分析.一般情況下,地基中的軟弱粘土層的評價可采用以下標準：1液性指數IL0.75；2無側限抗壓強度qu50kPa；3標準貫入錘擊數N63.54；4靈敏度St4.地基中的軟弱粘土層,可根據建筑物的類型和具體情況,選擇采用以下抗震措施：1挖除或置換地基中的軟弱粘土；2預壓加固；3壓重和砂井排水；4樁基或復合地基.水工建筑物地基和岸坡的防滲

22、結構及其連接部位以及排水反濾結構等,應采取措施防止地震時產生危害性裂縫引起滲流量增大,或發生管涌,流土等險情.巖土性質,厚度等在水平方向變化很大的不均勻地基,應采取措施防止地震時產生較大的不均勻沉陷,滑移和集中滲漏,并采取提高上部建筑物適應地基不均勻沉陷能力的措施.4地震作用和抗震計算4.1地震動分量及其組合一般情況下,水工建筑物可只考慮水平向地震作用.設計烈度為8,9度的1,2級下列水工建筑物：土石壩,重力壩等壅水建筑物,長懸臂,大跨度或高聳的水工混凝土結構,應同時計入水平向和豎向地震作用.嚴重不對稱,空腹等特殊型式的拱壩,以及設計烈度為8,9度的1,2級雙曲拱壩,宜對其豎向地震作用效應作專

23、門研究.一般情況下土石壩,混凝土重力壩,在抗震設計中可只計入順河流方向的水平向地震作用.兩岸陡坡上的重力壩段,宜計入垂直河流方向的水平向地震作用.重要的土石壩,宜專門研究垂直河流方向的水平向地震作用.混凝土拱壩應同時考慮順河流方向和垂直河流方向的水平向地震作用.閘墩,進水塔,閘頂機架和其它兩個主軸方向剛度接近的水工混凝土結構,應考慮結構的兩個主軸方向的水平向地震作用.當同時計算互相正交方向地震的作用效應時,總的地震作用效應可取各方向地震作用效應平方總和的方根值；當同時計算水平向和豎向地震作用效應時,總的地震作用效應也可將豎向地震作用效應乘以0.5的遇合系數后與水平向地震作用效應直接相加.4.2

24、地震作用的類別一般情況下,水工建筑物抗震計算應考慮的地震作用為：建筑物自重和其上的荷重所產生的地震慣性力,地震動土壓力,水平向地震作用的動水壓力.除面板堆石壩外,土石壩的地震動水壓力可以不計.地震浪壓力和地震對滲透壓力,浮托力的影響可以不計.地震對淤沙壓力的影響,一般可以不計,此時計算地震動水壓力的建筑物前水深應包括淤沙深度；當高壩的淤沙厚度特別大時,地震對淤沙壓力的影響應作專門研究.4.3設計地震加速度和設計反應譜除按規定的概率水準由專門的地震危險性分析確定水平向設計地震加速度代表值a h外,其余應根據設計烈度按表4.3.1的規定取值.表4.3.1水平向設計地震加速度代表值ah設計烈度789

25、ah0.1g0.2g0.4g注：g9.81m/s2 豎向設計地震加速度的代表值av應取水平向設計地震加速度代表值的2/3.設計反應譜應根據場地類別和結構自振周期T按圖采用.各類水工建筑物的設計反應譜最大值的代表值max應按表的規定取值.圖4.3.3設計反應譜表4.3.4設計反應譜最大值的代表值max建筑物類型重力壩拱 壩 水閘,進水塔及其他混凝土建筑物max2.002.502.25設計反應譜下限值的代表值min應不小于設計反應譜最大值的代表值的20%.不同類別場地的特征周期Tg應按表的規定取值.表4.3.6特征周期Tg 場地類別Tg (s)0.200.300.400.65設計烈度不大于8度且基

26、本自振周期大于1.0s的結構,特征周期宜延長0.05s.4.4地震作用和其他作用的組合一般情況下,作抗震計算時的上游水位可采用正常蓄水位；多年調節水庫經論證后可采用低于正常蓄水位的上游水位.土石壩的上游壩坡抗震穩定計算,應根據運用條件選用對壩坡抗震穩定最不利的常遇水位進行抗震計算.土石壩的上游壩坡抗震穩定計算,需要時,應將地震作用和常遇的水位降落幅值組合.重要的拱壩及水閘的抗震強度計算,宜補充地震作用和常遇低水位組合的驗算.4.5結構計算模式和計算方法各類水工建筑物抗震計算中,地震作用效應的計算模式應與相應設計規范規定的計算模式相同.除了窄河谷中的土石壩和橫縫經過灌漿的重力壩外,重力壩,水閘,

27、土石壩均可取單位寬度或單個壩(閘)段進行抗震計算.各類工程抗震設防類別的水工建筑物,除土石壩,水閘應分別按第5,8章規定外,地震作用效應計算方法應按表的規定采用.其中工程抗震設防類別為乙,丙類的水工建筑物,其地震作用效應的計算方法,應按本規范各類水工建筑物章節中的有關條文規定采用.采用動力法計算地震作用效應時,應考慮結構和地基的動力相互作用,與水體接觸的建筑物,還應考慮結構和水體的動力相互作用,但可不計庫水可壓縮性及地震動輸入的不均勻性.表4.5.3地震作用效應的計算方法工程抗震設防類別地震作用效應的計算方法甲 動力法乙,丙動力法或擬靜力法丁擬靜力法或著重采取抗震措施作為線彈性結構的混凝土建筑

28、物,可采用振型分解反應譜法或振型分解時程分析法,此時,拱壩的阻尼比可在3%5%范圍內選取,重力壩的阻尼比可在5%10%范圍內選取,其他建筑物可取5%.采用振型分解反應譜法計算地震作用效應時,可由各階振型的地震作用效應按平方和方根法組合.當兩個振型的頻率差的絕對值與其中一個較小的頻率之比小于0.1時,地震作用效應宜采用完全二次型方根法組合： (-1) (-2)式中：SE-地震作用效應；Si,Sj-分別為第i階,第j階振型的地震作用效應；m-計算采用的振型數；ij-第i階和第j階的振型相關系數；i ,j -分別為第i階,第j階振型的阻尼比；-圓頻率比, j /i ； i, j-分別為第i階,第j階

29、振型的圓頻率.地震作用效應影響不超過5%的高階振型可略去不計.采用集中質量模型時,集中質量的個數不宜少于地震作用效應計算中采用的振型數的4倍.采用時程分析法計算地震作用效應時,宜符合下列規定：1應至少選擇類似場地地震地質條件的2條實測加速度記錄和1條以設計反應譜為目標譜的人工生成模擬地震加速度時程；2設計地震加速度時程的峰值應按或1.0.6的規定采用；3不同地震加速度時程計算的結果應進行綜合分析,以確定設計驗算采用的地震作用效應.當采用擬靜力法計算地震作用效應時,沿建筑物高度作用于質點i的水平向地震慣性力代表值應按下式計算：FiahGEiai/g ()式中Fi-作用在質點i的水平向地震慣性力代

30、表值；a-地震作用的效應折減系數,除另有規定外,取0.25；G Ei-集中在質點i的重力作用標準值；Ti-質點i的動態分布系數,應按本規范各類水工建筑物章節中的有關條文規定采用；g-重力加速度.4.6水工混凝土材料動態性能除水工鋼筋混凝土結構外的混凝土水工建筑物的抗震強度計算中,混凝土動態強度和動態彈性模量的標準值可較其靜態標準值提高30%；混凝土動態抗拉強度的標準值可取為動態抗壓強度標準值的8%.在混凝土水工建筑物的抗震穩定計算中,動態抗剪強度參數的標準值可取靜態標準值,當采用擬靜力法計算地震作用效應時,應取靜態均值.各類極限狀態下的材料動態性能的分項系數可取靜態作用下的值.4.7承載能力分

31、項系數極限狀態抗震設計各類水工建筑物的抗震強度和穩定應滿足下列承載能力極限狀態設計式 ()式中：0-結構重要性系數,應按GB50199-94的規定取值；j-設計狀況系數,可取0.85；S()-結構的作用效應函數；G-永久作用的分項系數；Gk-永久作用的標準值；Q-可變作用的分項系數；Qk-可變作用的標準值；E-地震作用的分項系數,取1.0；Ek-地震作用的代表值；ak-幾何參數的標準值；d-承載能力極限狀態的結構系數；R()-結構的抗力函數；fk-材料性能的標準值；m-材料性能的分項系數.各類水工建筑物在地震作用下應驗算的極限狀態及其相應的結構系數,均應按本規范相應建筑物章節中的有關規定采用.

32、與地震作用組合的各種靜態作用的分項系數和標準值,應按各類建筑物相應的設計規范規定采用.凡在這些規范中未規定分項系數的作用和抗力,或在抗震計算中引入地震作用的效應折減系數時,分項系數均可取為1.0.鋼筋混凝土結構構件的抗震設計,在按本規范確定地震作用效應后,應按SL/T191-96進行截面承載力抗震驗算.當采用動力法計算地震作用效應時,應對地震作用效應進行折減,折減系數a可取為0.35.4.8附屬結構的抗震計算在水工建筑物附屬結構的地震作用效應計算中,當附屬結構和主體結構的質量比值m及基本頻率比值f符合下列條件之一時,附屬結構與主體結構可不作耦聯分析：1)m0.01；2)0.01m0.1,且f

33、0.8或f 1.25.不作耦聯分析的附屬結構,可取與主體結構連接處的加速度作為附屬結構地震作用效應計算中的地震輸入.當不作耦聯分析的附屬結構和主體結構可視為剛性連接時,附屬結構的質量應作為主體結構的附加質量.4.9地震動土壓力地震主動動土壓力代表值可按式(-)計算.其中Ce 應取式(4.9.1-2)中按+,-號計算結果中的大值. (-1)C e (-2)Z= (-3) (-4)式中：FE-地震主動動土壓力代表值；q0-土表面單位長度的荷重；j1-擋土墻面與垂直面夾角；j2-土表面和水平面夾角；H-土的高度；-土的重度的標準值；-土的內摩擦角；e-地震系數角；-擋土墻面與土之間的摩擦角；-計算系

34、數,動力法計算地震作用效應時取1.0,擬靜力法計算地震作用效應時一般取0.25,對鋼筋混凝土結構取0.35.地震被動動土壓力應經專門研究確定.5土石壩5.1抗震計算土石壩應采用擬靜力法進行抗震穩定計算.設計烈度為8,9度的70m以上土石壩,以及地基中存在可液化土時,應同時用有限元法對壩體和壩基進行動力分析,綜合判斷其抗震安全性.土石壩動力分析的要求見本規范附錄A中的A.1.采用擬靜力法進行抗震穩定計算時,對于均質壩,厚斜墻壩和厚心墻壩,可采用瑞典圓弧法按本規范的規定進行驗算,其作用效應和抗力的計算公式見本規范附錄A中的A.2；對于1,2級及70m以上土石壩,宜同時采用簡化畢肖普法.對于夾有薄層

35、軟粘土的地基,以及薄斜墻壩和薄心墻壩,可采用滑楔法計算.在擬靜力法抗震計算中,質點i的動態分布系數,應按表的規定采用.表中Tm在設計烈度為7,8,9度時,分別取3.0,2.5和2.0.表5.1.3土石壩壩體動態分布系數aI壩高H40m壩高H40m1,2級壩,宜通過動力試驗測定土體的動態抗剪強度.當動力試驗給出的動態強度高于相應的靜態強度時,應取靜態強度值.粘性土和緊密砂礫等非液化土在無動力試驗資料時,宜采用靜態有效抗剪強度指標,其中對堆石,砂礫石等粗粒無粘性土,可采用對數函數或指數函數表達的非線性靜態抗剪強度指標.混凝土面板堆石壩的動水壓力可按本規范和6.1.10的規定確定.采用瑞典圓弧法進行

36、抗震穩定計算時,其結構系數應取1.25.采用簡化畢肖普法時,相應的結構系數應比采用瑞典圓弧法時的值提高5%10%.5.2抗震措施地震區修建土石壩,宜采用直線的或向上游彎曲的壩軸線,不宜采用向下游彎曲的,折線形的或S形的壩軸線.設計烈度為8,9度時,宜選用堆石壩,防滲體不宜選用剛性心墻的型式.選用均質壩時,應設置內部排水系統,降低浸潤線.確定地震區土石壩的安全超高時應包括地震涌浪高度,可根據設計烈度和壩前水深,取地震涌浪高度為0.5m1.5m.對庫區內可能因地震引起的大體積塌岸和滑坡而形成的涌浪,應進行專門研究.設計烈度為8,9度時,安全超高應計入壩和地基在地震作用下的附加沉陷.設計烈度為8,9

37、度時,宜加寬壩頂,采用上部緩,下部陡的斷面.壩坡可采用大塊石壓重,或土體內加筋.應加強土石壩防滲體,特別是在地震中容易發生裂縫的壩體頂部,壩與岸坡或混凝土等剛性建筑物的連接部位.應在防滲體上,下游面設置反濾層和過渡層,且必須壓實并適當加厚.應選用抗震性能和滲透穩定性較好且級配良好的土石料筑壩.均勻的中砂,細砂,粉砂及粉土不宜作為地震區的筑壩材料.對于粘性土的填筑密度以及堆石的壓實功能和設計孔隙率,應按SDJ218-84及其補充規定中的有關條文執行.設計烈度為8,9度時,宜采用其規定范圍值的高限.對于無粘性土壓實,要求浸潤線以上材料的相對密度不低于0.75,浸潤線以下材料的相對密度則根據設計烈度

38、大小,選用0.750.85；對于砂礫料,當大于5mm的粗料含量小于50%時,應保證細料的相對密度滿足上述對無粘性土壓實的要求,并按此要求分別提出不同含礫量的壓實干密度作為填筑控制標準.1,2級土石壩,不宜在壩下埋設輸水管.當必須在壩下埋管時,宜采用鋼筋混凝土管或鑄鐵管,且宜置于基巖槽內,其管頂與壩底齊平,管外回填混凝土；應做好管道連接處的防滲和止水,管道的控制閘門應置于進水口或防滲體上游端.6重力壩6.1抗震計算重力壩抗震計算應進行壩體強度和整體抗滑穩定分析.重力壩的動力分析應以同時計入彎曲和剪切變形的動,靜材料力學法為基本分析方法.對于工程抗震設防類別為甲類,或結構復雜,或地基條件復雜的重力

39、壩,宜補充作有限元法動力分析.重力壩抗滑穩定分析應按抗剪斷強度公式計算.壩基巖體內有軟弱夾層,緩傾角結構面時,應核算壩體帶動部分基巖的抗滑穩定性.此時,應進行專門研究.重力壩抗震作用效應計算應按本規范的規定采用動力法或擬靜力法.對于工程抗震設防類別為乙,丙類的設計烈度小于8度且壩高小于等于70m的重力壩,可采用擬靜力法.采用動力法計算重力壩的地震作用效應時,應采用振型分解反應譜法.對特殊重要的重力壩,宜按本規范的規定用時程分析法進行補充計算.采用動力法驗算重力壩壩體強度和壩基面上抗滑穩定時,抗壓和抗拉強度結構系數應分別取2.00,0.85,抗滑穩定的結構系數應取0.60.采用擬靜力法計算重力壩

40、地震作用效應時,各質點水平向地震慣性力代表值應根據本規范的規定進行計算,其中動態分布系數應按下式確定ai1.4 ()式中：n-壩體計算質點總數；H-壩高,溢流壩的H應算至閘墩頂；hi,hj-分別為質點i,j的高度；GE-產生地震慣性力的建筑物總重力作用的標準值.采用擬靜力法計算重力壩地震作用效應時,水深h處的地震動水壓力代表值應按下式計算pw(h)ah(h)wH0 (-1)式中：pw(h)-作用在直立迎水壩面水深h處的地震動水壓力代表值；(h)-水深h處的地震動水壓力分布系數,應按表的規定取值；w-水體質量密度標準值；H0-水深.單位寬度壩面的總地震動水壓力作用在水面以下0.54H0處,其代表

41、值F0應按下式計算：F00.65ahawH(-2)與水平面夾角為的傾斜迎水壩面,按本規范的規定計算的動水壓力代表值應乘以折減系數：c/90()迎水壩面有折坡時,若水面以下直立部分的高度等于或大于水深H0的一半,可近似取作直立壩面；否則應取水面點與坡腳點連線代替坡度.采用動力法時,可將式()計算的地震動水壓力折算為與單位地震加速度相應的壩面附加質量pw(h)()表6.1.9重力壩地震動水壓力分布系數j(h)h/H0j(h)h/H0j(h)0.00.000.60.760.10.430.70.750.20.580.80.710.30.680.90.680.40.741.00.670.50.76-采用

42、擬靜力法驗算重力壩壩體強度和壩基面上抗滑穩定時,抗壓,抗拉強度的結構系數應分別取4.10,2.40,抗滑穩定的結構系數應取2.70.6.2抗震措施重力壩的體形應簡單,壩坡避免劇變,頂部折坡宜取弧形.壩頂不宜過于偏向上游.宜減輕壩體上部重量,增大剛度,并提高上部混凝土等級或適當配筋.地基中的斷裂,破碎帶,軟弱夾層等薄弱部位,應采取工程處理措施,并適當提高底部混凝土等級.壩頂宜采用輕型,簡單,整體性好的附屬結構,應力求降低高度,不宜設置笨重的橋梁和高聳的塔式結構.宜加強溢流壩段頂部交通橋的連接,并增加閘墩側向剛度.重力壩壩體的斷面沿壩軸線方向分布有突變,或縱向地形,地質條件突變的部位,應設置橫縫,

43、宜選用變形能力大的接縫止水型式及止水材料.7拱壩7.1抗震計算拱壩抗震計算應包括壩體強度和拱座穩定分析.拱壩強度分析方法應以靜,動力拱梁分載法為基本分析方法.對于工程抗震設防類別為甲類,或結構復雜,或地基條件復雜的拱壩,宜補充作有限元法動力分析.拱壩的地震作用效應計算應按本規范的規定采用動力法或擬靜力法.對于工程抗震設防類別為乙,丙類的設計烈度低于8度且壩高小于或等于70m的拱壩,可采用擬靜力法計算.采用動力法計算拱壩的地震作用效應時,宜采用振型分解反應譜法.對于特殊重要的拱壩,可按規定用時程分析法進行補充計算.拱座穩定分析應以剛體極限平衡法為主,按抗剪斷強度公式計算.對于工程抗震設防類別為甲

44、類的拱壩或地質條件復雜的,可輔以有限元法或其他方法進行分析論證.拱壩拱座(包括重力墩)穩定的抗震計算可按以下各項規定進行：1在確定可能滑動的巖塊后,按壩體動,靜力計算的最不利成果確定地震時拱端的最大推力及方向.2在確定可能滑動巖塊本身的地震慣性力代表值時,應按本規范式()計算,a取1.0,當采用動力法時,地震作用的效應折減系數取1.0,并假定巖塊的地震慣性力代表值和拱端推力最大值同時發生.3根據可能滑動巖塊幾何特性,選擇不隨時間改變的最不利滑動模式.4不計地震時巖體內滲透壓力變化的影響.采用動力法驗算拱壩壩體強度時,其結構系數應按本規范的規定取值.用動力法驗算拱座巖體穩定時,巖體性能的分項系數

45、取1.0,抗剪強度參數取靜態均值,其相應的結構系數應取1.40.采用擬靜力法計算拱壩地震作用效應時,各層拱圈各質點水平向地震慣性力沿徑向作用,其代表值應根據規定進行計算,其中動態分布系數壩頂取3.0,壩基取1.0,且沿高程按線性內插,沿拱圈均勻分布.采用擬靜力法計算拱壩地震作用效應時,水平向地震作用的動水壓力代表值可按式本規范()計算,并乘以本規范7.1.8規定的動態分布系數Ti 和地震作用的效應折減系數a.采用動力法時,可將水平向單位地震加速度作用下的地震動水壓力折算為相應的壩面徑向附加質量考慮.采用擬靜力法對拱壩壩體強度和拱座穩定進行抗震計算時,結構系數應按本規范的規定取值.7.2抗震措施

46、應合理選擇壩體體形,改善拱座推力方向,減小在地震作用下壩體中上部及接近壩基部分的拉應力區.雙曲拱壩宜校核向上游的倒懸,其頂部拱冠部分宜適當傾向下游.應加強拱壩兩岸壩頭岸坡的抗震穩定性,避免兩岸巖性和巖體結構相差太大或座落在比較單薄的山頭上.對地基內軟弱部位可采取灌漿,混凝土塞,局部錨固,支護等措施加固.應嚴格控制頂部拱座與岸坡接觸面的施工質量,必要時采取加厚拱座,深嵌錨固等措施.應做好壩基,壩肩防滲帷幕和排水措施,并避免壓力隧洞離壩肩過近,力求降低巖體內滲透壓力.應加強壩體分縫的構造設計,尤其是分縫的止水,灌漿溫度控制及鍵槽設計,改進止水片的形狀及材料以適應地震時接縫多次張開的特點.拱壩中上部

47、拱冠附近受拉區及局部壓應力較大的部位,宜適當布置拱向及梁向抗震鋼筋.可采取適當提高壩體局部混凝土等級,減輕頂部重量并加強其剛度等措施.壩頂宜采用輕型,簡單,整體性好的附屬結構,并減小其突出于壩體的尺寸.溢流壩段閘墩間宜設置傳遞拱向推力的結構；應加強頂部交通橋等結構的連接部位,采取防止受震脫落的措施.8水閘8.1抗震計算水閘的抗震計算應包括抗震穩定和結構強度計算.對閘室和兩岸連接建筑物及其地基,應進行抗震穩定計算；對各部位的結構構件,應進行抗震強度計算.水閘地震作用效應計算可采用動力法或擬靜力法.設計烈度為8,9度的1,2級水閘,或地基為可液化土的1,2級水閘,應采用動力法進行抗震計算.采用擬靜

48、力法計算水閘地震作用效應時,各質點水平向地震慣性力代表值應根據的規定進行計算,其中動態分布系數ai應按表8.1.3的規定取值.表8.1.3水閘動態分布系數ai水閘閘墩閘頂機架岸墻.翼墻豎向及順河流方向地震順河流方向地震順河流方向地震垂直河流方向地震垂直河流方向地震垂直河流方向地震注：水閘墩底以下ai取1.0；H為建筑物高度.采用動力法計算水閘地震作用效應時,宜采用振型分解反應譜法.采用動力法計算時,應把閘室段作為一個整體三維體系,可按多質點體系或多跨多層平面剛架或二維桿塊結合體系進行計算.順河流方向的地震作用,可取前三階振型；垂直河流方向的地震作用,一般也取前三階振型,但對于橫向支撐系統較復雜

49、的結構,宜取前五階振型.驗算交通橋,工作橋的橋跨支座抗震強度時,簡支梁支座上的水平向地震慣性力代表值可按下式計算：F1.5ahGEl/g ()式中：GEl-結構重力作用標準值,對于固定支座取一孔橋跨上部結構的重量,對于活動支座,為一孔橋跨上部結構重量的1/2.作用在水閘上的地震動水壓力的代表值可按本規范,6.1.10規定計算.采用動力法時,可將式(6.1.11)計算的動水壓力折算為與單位地震加速度相應的迎水面附加質量.作用在水閘岸墻和翼墻上的地震主動動土壓力的代表值,可按本規范的規定計算.水閘建筑物各部件的結構強度,應按進行抗震驗算,并符合SD133-84其他有關規定.水閘沿基礎底面的抗滑穩定

50、,在按本規范確定地震作用效應后,應按本規范的規定進行抗震驗算,并符合SD133-84其他有關規定.當采用動力法作地震作用效應計算時,應采用與強度折算相一致的地震作用效應.驗算土基上水閘沿基礎底面的抗滑穩定時,抗剪強度參數取靜態均值,結構系數應取1.20.8.2抗震措施水閘地基采用樁基時,應做好地基與閘底板的連接及防滲措施,底板可置齒墻,尾坎等措施,防止因地震作用使地基與閘底板脫離而產生管涌或集中滲流.閘室結構的布置宜力求勻稱,增強整體性.水閘的閘室宜采用鋼筋混凝土整體結構.分縫應設在閘墩上,止水應選用耐久并能適應較大變形的型式和材料,關鍵部位止水縫應采取加強措施.宜從閘門,啟閉機的選型和布置方

51、面設法降低機架橋高度,減輕機架頂部的重量.機架橋宜做成框架式結構,并加強機架橋柱與閘墩和橋面結構的連接,在連接部位應增大截面及增加鋼筋；當機架橋縱梁為預制活動支座時,橋梁支座應采用擋塊,螺栓聯結或鋼夾板連接等防止落梁的措施.機架柱上,下端范圍內箍筋應加密.設計烈度為9度時,應在機架柱全柱范圍內加密箍筋.宜提高邊墩及岸坡的穩定性,防止地震產生河岸變形及附加側向荷載而引起的閘孔變形,適當降低墩后填土高度,避免在邊墩附近建造房屋或堆放荷重,并做好墩后的排水措施.1,2,3級水閘的上游防滲鋪蓋宜采用混凝土結構,并適當布筋,做好分縫止水及水閘閘底和兩岸滲流的排水措施.9水工地下結構9.1抗震計算設計烈度為9度的地下結構或設計烈度為8度的1級地下結構,均應驗算建筑物和圍巖的抗震強度和穩定性；設計烈度高于7度的地下結構,當進,出口部位巖體破碎和節理裂隙發育時,應驗算其抗震穩定性,計算巖體地震慣性力時可不計其動力放大效應.在地下結構的抗震計算中,基巖面下50m及其以下部位的設計地震加速度代表值可取本規范或1.0.6規定值的1/2；基巖面下不足50m處的設計