DL5077-1997水工建筑物荷载设计规范.pdf

'/ٛ:>中华人民共和国电力行业标准水工建筑物荷载设计规范发布实施中华人民共和国电力工业部发布 中华人民共和国电力行业标准水工建筑物荷载设计规范主编单位电力工业部中南勘测设计研究院批准部门中华人民共和国电力工业部批准文号电综号前言本规范是根据年原能源部水利部水利水电规划设计总院水规字号文件的安排组织制订的其目的在于统一水利水电工程结构设计的作用荷载取值标准以利于按照水利水电工程结构可靠度设计统一标准的原则和方法进行水工结构设计本规范必须与按照水利水电工程结构可靠度设计统一标准制订的其他水工结构设计规范配套使用本规范中所列全部附录都是标准的附录本规范由电力工业部水电水利规划设计总院提出归口并负责解释本规范的主编单位电力工业部中南勘测设计研究院参编单位有电力工业部北京勘测设计研究院西北勘测设计研究院成都勘测设计研究院华东勘测设计研究院水利部上海勘测设计研究院东北勘测设计研究院中国水利水电科学研究院南京水利科学研究院本规范的主要起草人梁文浩宋常春苗琴生张学易段乐斋周芸黄东军范明桥刘文灏陈厚群席与光卢兴良薜瑞宝赵在望岳耀真吕祖珩潘玉华刘蕴琪吴孝仁侯顺载谯常忻王鉴义汤书明聂广明徐伯孟潘玉喜唐政生郦能惠李启雄黄淑萍 水工建筑物荷载设计规范目次前言范围引用标准总则主要符号作用分类和作用效应组合作用分类及作用代表值作用效应组合建筑物自重及永久设备自重建筑物自重永久设备自重静水压力一般规定枢纽建筑物的静水压力水工闸门的静水压力管道及地下结构的外水压力扬压力一般规定混凝土坝的扬压力水闸的扬压力水电站厂房和泵站厂房的扬压力动水压力一般规定渐变流时均压力反弧段水流离心力水流对尾槛的冲击力脉动压力水锤压力地应力及围岩压力一般规定岩体初始地应力场围岩压力土压力和淤沙压力挡土建筑物的土压力上埋式埋管的土压力淤沙压力 水工建筑物荷载设计规范风荷载和雪荷载风荷载雪荷载冰压力和冻胀力静冰压力动冰压力冻胀力浪压力一般规定直墙式挡水建筑物上的浪压力斜坡式挡水建筑物上的浪压力楼面及平台活荷载水电站主厂房楼面活荷载水电站副厂房楼面活荷载工作平台活荷载其他要求及作用分项系数桥机和门机荷载桥机荷载门机荷载温度作用一般规定边界温度温度作用标准值地震作用一般规定设计地震加速度及设计反应谱地震作用的水库计算水位灌浆压力附录标准的附录水工结构主要作用按随时间变异的分类附录标准的附录水工建筑物的材料重度附录标准的附录混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数附录标准的附录改进阻力系数法附录标准的附录简单管路水锤压力计算公式附录标准的附录主动土压力系数和静止土压力系数的计算附录标准的附录波浪要素和爬高计算附录标准的附录水库坝前水温计算附录标准的附录拱坝运行期温度作用的标准值附录标准的附录本规范用词说明 水工建筑物荷载设计规范范围本规范适用于各类水工建筑物的结构设计引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订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水利水电工程结构可靠度设计统一标准建筑结构荷载规范土的分类标准水工建筑物抗震设计规范水电站调压室设计规范总则为了统一水工结构设计的作用取值标准使设计符合安全适用经济合理技术先进的要求特制订本规范本规范是根据水利水电工程结构可靠度设计统一标准规定的原则制定的本规范未予规定的其他作用应按照各类水工结构设计规范的规定确定当水工结构设计引用与公路航运及港口工程等有关的作用时应根据各部门设计规范的规定经具体分析后确定主要符号分项系数极限状态设计式结构重要性系数设计状况系数作用效应函数结构抗力函数永久作用的标准值可变作用的标准值偶然作用的代表值几何参数的标准值材料性能的标准值永久作用的分项系数可变作用的分项系数材料性能的分项系数 水工建筑物荷载设计规范承载能力极限状态基本组合的结构系数承载能力极限状态偶然组合的结构系数正常使用极限状态短期组合的结构系数正常使用极限状态长期组合的结构系数正常使用极限状态短期组合的结构功能限值正常使用极限状态长期组合的结构功能限值可变作用的长期组合系数作用代表值静水压强外水压强标准值时均压强代表值脉动压强代表值水流离心力压强代表值脉动压力代表值水流冲击力代表值水锤压力水头代表值垂直地应力标准值水平地应力标准值围岩垂直压力标准值围岩水平压力标准值主动土压力标准值静止土压力标准值埋管垂直土压力标准值埋管侧向土压力标准值水平淤沙压力标准值静冰压力标准值动冰压力标准值单位切向冻胀力标准值单位水平冻胀力标准值单位竖向冻胀力标准值风荷载标准值雪荷载标准值浪压力标准值作用在桥机一边轨道上的最大轮压截面平均温度变化标准值截面等效线性温差变化标准值施工期温度作用标准值 水工建筑物荷载设计规范材料性能水的密度水的重度冰的抗压强度冰的抗挤压强度淤沙的干重度淤沙的浮重度淤沙的内摩擦角填土的重度岩石的重度混凝土的重度填土的凝聚力填土的内摩擦角填土的有效内摩擦角混凝土的比热混凝土的导热系数混凝土的导温系数混凝土的表面放热系数作用分类和作用效应组合作用分类及作用代表值结构上的作用可按作用随时间的变异分为下列三类永久作用可变作用偶然作用水工结构主要作用按随时间变异的分类可按附录采用水工结构设计时对不同作用应采用不同的代表值永久作用和可变作用的代表值采用作用的标准值偶然作用的代表值除本规范已有规定者外可按有关标准的规定或根据观测资料结合工程经验综合分析确定本规范所列永久作用可变作用的标准值和偶然作用的代表值以及作用的分项系数均应按各章中的规定采用作用效应组合水工结构设计时应根据不同设计状况下可能同时出现的作用按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用效应组合并采用各自最不利的组合进行设计当结构按承载能力极限状态设计时对应于持久设计状况和短暂设计状况应采用基本组合偶然设计状况应采用偶然组合偶然组合中应只考虑一种偶然作用承载能力极限状态的基本组合应采用下列设计表达式 水工建筑物荷载设计规范式中作用效应函数结构抗力函数结构重要性系数对于结构安全级别为和级的结构或构件可分别采用设计状况系数承载能力极限状态基本组合的结构系数几何参数的标准值材料性能的标准值材料性能的分项系数永久作用的标准值永久作用的分项系数可变作用的标准值可变作用的分项系数承载能力极限状态的偶然组合应采用下列设计表达式式中偶然作用的代表值承载能力极限状态偶然组合的结构系数在偶然组合中偶然作用的分项系数应采用与偶然作用同时出现的某些可变作用可对其标准值作适当折减当结构按正常使用极限状态设计时应根据结构设计要求分别采用作用的短期效应组合和长期效应组合并可采用下列设计表达式短期效应组合长期效应组合式中结构的功能限值正常使用极限状态短期组合长期组合的结构系数可变作用长期组合系数按各类水工结构设计规范的规定采用建筑物自重及永久设备自重建筑物自重水工建筑物结构的自重标准值可按结构设计尺寸与其材料重度计算确定水工建筑物常用材料的重度可参照附录中表采用 水工建筑物荷载设计规范大体积混凝土结构的材料重度应根据选定的混凝土配合比通过试验确定当无试验资料时可采用或根据骨料重度粒径按附录中表采用土坝含土坝和堆石坝的防渗土体的材料重度应根据设计计算内容和土体部位的不同分别采用湿重度饱和重度或浮重度其数值可根据压实干重度含水量和孔隙率换算得出堆石坝的材料重度应根据堆石部位的不同分别采用压实干重度或浮重度土石坝土体和堆石体的压实干重度应由压实试验确定中小型土石坝在初步计算缺乏资料时其压实干重度可按附录表采用但最终应根据试验资料予以修正建筑物结构自重的作用分项系数应按表采用表建筑物结构自重的作用分项系数建筑物结构类型作用分项系数大体积混凝土结构土石坝普通水工混凝土结构金属结构地下工程混凝土衬砌注括号内的数值在自重作用效应对结构有利时采用大体积混凝土结构系指依靠其重量抵抗倾覆滑移的结构如混凝土重力坝厂房下部结构重力式挡土墙等除大体积混凝土结构以外的其他混凝土结构如厂房上部结构进水口的构架等均作为普通水工混凝土结构永久设备自重永久设备的自重标准值采用设备的铭牌重量永久设备自重的作用分项系数当其作用效应对结构不利时应采用有利时应采用静水压力一般规定垂直作用于建筑物结构表面某点处的静水压强应按下式计算式中计算点处的静水压强计算点处的作用水头按计算水位与计算点之间的高差确定水的重度一般采用对于多泥沙河流应根据实际情况确定应区分水工建筑物不同的设计状况分别按待久设计状况短暂设计状况和偶然设计状况下的计算水位确定相应的静水压力代表值静水压力包括外水压力的作用分项系数应采用枢纽建筑物的静水压力坝水闸等挡水建筑物和河床式水电站厂房在运用期静水压力代表值的计算水位应按下列规定确定持久设计状况上游采用水库的正常蓄水位或防洪高水位下游采用可能出现的不利水位偶然设计状况上游采用水库的校核洪水位下游采用水库在该水位泄洪时的水位短暂设计状况采用设计预定该建筑物在检修期的上下游水位 水工建筑物荷载设计规范注与地震作用组合时的静水压力代表值其计算水位应按的有关规定确定对于泄水建筑物的首部挡水结构其静水压力代表值的计算水位可按所规定的上游计算水位采用坝后式和岸边式水电站厂房静水压力代表值的下游计算水位可按下列规定确定持久设计状况采用厂房的设计洪水位偶然设计状况采用厂房的校核洪水位厂房在施工机组检修等短暂设计状况下的计算水位按水电站厂房设计规范的有关规定确定水工隧洞压力管道及调压室等建筑物在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位应根据水库特征水位结合建筑物具体运用条件按照各类水工结构设计规范的规定确定临时性水工建筑物以及坝体在施工期渡汛时静水压力代表值的计算水位应根据有关设计规范所规定的洪水标准计算确定水工闸门的静水压力水工闸门在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位应根据闸门的不同运用条件确定设置在发电供水泄水和排沙等建筑物进水口或泄水道内的工作闸门或事故闸门其持久设计状况和偶然设计状况下静水压力代表值的计算水位应按所规定的上游计算水位采用对于溢洪道露顶式工作闸门可不考虑偶然设计状况设置在船闸上闸首的工作闸门持久设计状况下静水压力代表值的计算水位应采用正常蓄水位或最高通航水位偶然设计状况应采用校核洪水位或最高挡水位设置在泄水道船闸等建筑物以及水电站引水道的进水口尾水管出口等处的上下游检修闸门其短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位应采用设计预定该建筑物检修时的上下游水位导流底孔和其他临时性挡水建筑物的闸门应根据其临时挡水的洪水标准以及闸门的运用条件确定相应短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位管道及地下结构的外水压力混凝土坝坝内钢管放空时各计算断面的外水压力标准值可按以下规定确定钢管起始断面的外水压力为钢管与下游坝面相接处的外水压力为零其间压力沿管轴线按直线规律分布起始断面作用水头的计算水位宜采用正常蓄水位折减系数可根据钢管外围的防渗排水及接触灌浆等情况采用计算地下结构外水压力标准值时所采用的设计地下水位线应根据实测资料结合水文地质条件和防渗排水效果并考虑工程投入运用后可能引起的地下水位变化等因素经综合分析确定作用于混凝土衬砌有压隧洞的外水压强标准值可按下式计算式中作用于衬砌上的外水压强标准值外水压力折减系数按附录采用作用水头按设计采用的地下水位线与隧洞中心线之间的高差确定当无压隧洞和地下洞室设置排水措施时可根据排水效果和排水设施的可靠性对计算外水压力标准值的作用水头作适当折减其折减值可采用工程类比或渗流计算分析确定 水工建筑物荷载设计规范对于有钢板衬砌的压力隧洞可按下列情况确定作用于钢管的外水压力标准值的作用水头对于埋深较浅且未设排水措施的压力隧洞其外水压力作用水头宜按设计地下水位与管道中心线之间的高差确定当压力隧洞的顶部或外侧设置排水洞时可在考虑岩层性能及排水效果的基础上根据工程类比或渗流计算分析对排水洞以上的外水压力作用水头作适当折减当钢衬外围设置排水管时可根据排水措施的长期有效性采用工程类比法或渗流计算综合分析确定外水压力作用水头扬压力一般规定混凝土坝水闸和水电站厂房等建筑物的扬压力应按垂直作用于计算截面全部截面积上的分布力计算作用于建筑物计算截面上的扬压力分布图形应根据不同的水工结构型式上下游计算水位地基地质条件及防渗排水措施等情况确定确定扬压力分布图形时的上下游计算水位应与计算静水压力代表值的上下游计算水位一致计算截面上的扬压力代表值应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定其中矩形部分的合力为浮托力代表值其余部分的合力为渗透压力代表值对于在坝基设置抽排系统的情况主排水孔之前的合力为扬压力代表值主排水孔之后的合力为残余扬压力代表值混凝土坝的扬压力岩基上各类混凝土坝坝底面的扬压力分布图形可按下列三种情况分别确定当坝基设有防渗帷幕和排水孔时坝底面上游坝踵处的扬压力作用水头为排水孔中心线处为下游坝趾处为其间各段依次以直线连接见图当坝基设有防渗帷幕和上游主排水孔并设有下游副排水孔及抽排系统时坝底面上游处的扬压力作用水头为主副排水孔中心线处分别为下游处为其间各段依次以直线连接见图当坝基未设防渗帷幕和上游排水孔时坝底面上游处的扬压力作用水头为下游处为其间以直线连接见图上述情况中渗透压力强度系数扬压力强度系数及残余扬压力强度系数可按表采用坝体内部计算截面上的扬压力分布图形当设有坝体排水管时可按图确定其中排水管处的坝体内部渗透压力强度系数可按下列情况采用实体重力坝拱坝及空腹重力坝的实体部位采用宽缝重力坝大头支墩坝的无宽缝部位采用有宽缝部位采用当未设坝体排水管时上游坝面处扬压力作用水头为下游坝面处为其间以直线连接坝底面和坝体内部扬压力的作用分项系数应按下列情况采用浮托力的作用分项系数均采用渗透压力的作用分项系数对实体重力坝采用对宽缝重力坝大头支墩坝空腹重力坝以及拱坝采用 水工建筑物荷载设计规范排水孔中心线主排水孔副排水孔实体重力坝宽缝重力坝及大头支墩坝拱坝空腹重力坝坝基设有抽排系统未设帷幕及排水孔图坝底面扬压力分布表坝底面的渗透压力扬压力强度系数坝基处理情况坝型及部位设置防渗帷幕及排水孔设置防渗帷幕及主副排水孔并抽排渗透压力强度系数主排水孔前的扬压力强度系数残余扬压力强度系数部位坝型实体重力坝河宽缝重力坝床大头支墩坝坝空腹重力坝段拱坝 水工建筑物荷载设计规范续表坝基处理情况坝型及部位设置防渗帷幕及排水孔设置防渗帷幕及主副排水孔并抽排渗透压力强度系数主排水孔前的扬压力强度系数残余扬压力强度系数部位坝型实体重力坝岸宽缝重力坝坡大头支墩坝坝空腹重力坝段拱坝注当坝基仅设排水孔而未设防渗帷幕时渗透压力强度系数可按表中项适当提高拱坝拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数可按表中岸坡坝段采用但对于地质条件复杂的高拱坝则应经三向渗流计算或试验验证对于坝基下游设置抽排系统的情况主排水孔之前扬压力的作用分项系数采用主排水孔之后残余扬压力的作用分项系数采用当坝前地基面设有粘土铺盖或多泥沙河流的坝前地基面上能形成淤沙铺盖时可依据工程经验对坝踵及排水孔处的扬压力作用水头作适当折减作用于护坦底面的扬压力分布图形可根据相应设计状况下坝趾与护坦首部连接处的扬压力作用水头以及护坦下游水位确定若底部设置妥善的排水系统并具备检修条件且接缝间止水可靠时可考虑排水对降低扬压力的影响水闸的扬压力岩基上水闸底面的扬压力分布图形可按中实体重力坝情况确定软基上水闸底面的扬压力分布图形宜根据上下游计算水位闸底板地下轮廓线的布置情况地基土质分布及其渗透特性等条件分析确定一般情况下渗透压力可采用改进阻力系数法或流网法计算改进阻力系数法见附录坝内排水管排水管中心线实体重力坝宽缝重力坝拱坝空腹重力坝软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压图坝体计算截面上扬压力分布力的分布图形可按下列情况确定 水工建筑物荷载设计规范当墙后土层的渗透系数小于地基渗透系数时可近似地采用相应部位的闸底渗透压力分布图形当墙后土层的渗透系数大于地基渗透系数时应按侧向绕流计算确定对于大型水闸应经三向电拟试验或数值计算验证水闸扬压力的作用分项系数对于浮托力应采用渗透压力可采用水电站厂房和泵站厂房的扬压力岩基上河床式水电站厂房泵站厂房底面的扬压力分布图形可按中岩基上的实体重力坝情况确定对于坝后式岸边式水电站厂房则参照岩基上实体重力坝情况具体分析确定对于厂坝为整体连接或所设置的永久性变形缝已经止水封闭的岩基上的坝后式水电站厂房厂房底面的扬压力分布图形应与坝体共同考虑软基上河床式岸边式水电站厂房以及泵站厂房底面的扬压力分布图形可参照中软基上的水闸情况确定水电站厂房和泵站厂房扬压力的作用分项系数对于浮托力应采用渗透压力可采用动水压力一般规定作用在水工建筑物过流面一定面积上的动水压力包括时均压力和脉动压力应按该面积上各点动水压强的合力计算动水压力一般可只计及时均压力但当水流脉动影响结构的安全或引起结构振动时应计及脉动压力的影响计算动水压力时应区分恒定流和非恒定流两种水流状态对于恒定流尚应区别渐变流或急变流等不同流态并采用相应的方法计算水电站压力水道系统内产生的水锤压力应按有压管道的非恒定流计算对于重要的或体形复杂的水工建筑物其动水压力宜通过模型试验测定并经综合分析确定渐变流时均压力渐变流时均压强的代表值可根据相应设计状况下的水流条件通过计算或试验求得水面线后按下式计算见图式中过流面上计算点的时均压强代表值水的密度重力加速度计算点的水深结构物底面与水平面的夹角图时均压强计算示意渐变流时均压力的作用分项系数应采用 水工建筑物荷载设计规范反弧段水流离心力溢流坝等泄水建筑物反弧段底面上的动水压强近似取均匀分布其代表值可按下式计算式中水流离心力压强代表值相应设计状况下反弧段上的单宽流量反弧段最低点处的断面平均流速反弧半径溢流坝等泄水建筑物反弧段上离心力合力的水平及垂直分力代表值可按下式计算式中单位宽度上离心力合力的水平分力代表值单位宽度上离心力合力的垂直分力代表值图中所示的角度取其绝对值作用于反弧段边墙上的水流离心力压强沿径向剖面在水面处为零在墙底处为其间近似采用线性分布可按式计算并垂直作用于墙面反弧段水流离心力的作用分项系数可采用水流对尾槛的冲击力图反弧段水流离心力示意水流对消力池尾槛的冲击力代表值可按下式计算式中作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积水跃收缩断面的流速阻力系数对于消力池中未形成水跃水流直接冲击尾槛的情况可取对于消力池中已形成水跃且的情况可取弗氏数大者取小值反之取大值水流冲击力的作用分项系数应采用脉动压力作用于一定面积上的脉动压力代表值可按下式计算式中脉动压力代表值 水工建筑物荷载设计规范脉动压强代表值作用面积面积均化系数可按表选用其中正负号应按不利设计条件选定脉动压强代表值可按下式计算式中脉动压强系数相应设计状况下水流计算断面的平均流速可根据水流条件确定对于消力池水流可取收缩断面的平均流速对于泄槽水流可取计算断面的平均流速对于反弧鼻坎挑流可取反弧最低处的断面平均流速表面积均化系数溢流式厂房顶部溢洪道泄结构部位平底消力池底板槽鼻坎结构分块尺寸注结构块顺流向的长度结构块垂直流向的长度第二共轭水深泄水建筑物不同部位的脉动压强系数可按表及表选用对于重要工程宜根据专门试验确定表溢流厂房顶部溢洪道泄槽及鼻坎的脉动压强系数结构部位溢流式厂房顶部溢洪道泄槽鼻坎表平底消力池底板的脉动压强系数结构部位所在位置注收缩断面的弗氏数计算断面离消力池起点的距离消力池长度脉动压力的作用分项系数应采用水锤压力当水电站水轮发电机组的负荷突然变化时相应设计状况下压力水道包括蜗壳尾水管及压力尾水道内产生的水锤压力代表值可按下式计算式中水锤压力水头代表值 水工建筑物荷载设计规范水锤压力相对值可用解析法或数值积分法求得对于简单管路发生间接水锤时可用附录所列解析公式计算静水头即相应设计状况下上下游计算水位之差修正系数根据计算方法与水轮机型式而定当采用数值积分等方法时采用当采用附录中的解析公式计算时对于冲击式水轮机可采用对于反击式水轮机应根据其转速经试验确定当无试验数据时混流式水轮机可采用轴流式水轮机可采用压力水道不同部位在持久设计状况或偶然设计状况下的水锤压力代表值应按下列静水头和机组运行工况计算确定上游压力水道包括抽水蓄能电站上游压力水道采用水库正常蓄水位或校核洪水位与厂房下游相应发电或泄洪尾水位之差共一条压力水道的全部机组突然丢弃全部负荷下游压力水道采用厂房下游设计洪水位或校核洪水位与相应上游库水位之差共一条下游压力水道的全部台机组由台增至台或全部机组由三分之二负荷突然增至满载抽水蓄能电站的下游压力水道按下游水库设计洪水位或校核洪水位在水泵工况扬程最小抽水量最大时共一条下游压力水道的全部机组突然断电导叶全部拒动经分析论证后认为不存在全部丢弃负荷全部导叶拒动的情况亦可按机组部分丢弃负荷或部分导叶拒动考虑上下游压力管道中各计算截面的水锤压力水头值可按下列公式计算式中上游压力管道某计算截面的水锤压力水头值下游压力管道某计算截面的水锤压力水头值自上游进水口调压室至计算截面处各段压力水道长度与流速的乘积之和自下游出口至计算截面处各段压力水道长度与流速的乘积之和自上游进水口调压室至下游出口的压力管道长度与流速的乘积管道平均流速可按下式计算其中压力管道的各段长度与其流速的乘积之和上游压力水道末端采用的水锤压力升高值应不小于正常蓄水位下压力水道静水头的对于设置调压室的压力水道应根据具体情况考虑调压室涌波对水锤压力的影响水锤压力的作用分项系数可采用地应力及围岩压力一般规定地下结构是由围岩及其加固措施构成的统一体设计时应充分考虑围岩的自稳能力和承 水工建筑物荷载设计规范载能力地下结构设计中所涉及的围岩作用可根据岩体结构类型及其特征按下列情况分别考虑对于整体状块状中厚层至厚层状结构的围岩岩体初始地应力及局部块体滑移为其主要作用对于薄层状及碎裂散体结构的围岩围岩压力为其主要作用围岩岩体的结构类型及其特征应按国家标准水利水电工程地质勘察规范的有关规定确定岩体初始地应力及围岩压力的作用分项系数可采用岩体初始地应力场对于重要的地下工程岩体初始地应力场宜根据现场实测资料结合区域地质构造地形地貌地表剥蚀程度及岩体的力学性质等因素综合分析确定当具有少量可用资料时也可通过模拟计算或反演分析成果经综合分析确定当无实测资料时但符合下列条件之一者可将岩体初始地应力场视为重力场并按式式计算岩体地应力标准值工程区域内地震基本烈度小于度岩体纵波波速小于工程区域岩层平缓未经受过较强烈的地质构造变动式中岩体垂直地应力标准值岩体水平地应力标准值岩体重度洞室上覆岩体厚度岩体侧压力系数岩体的泊松比当无实测资料但地质勘察表明该工程区域曾受过地质构造变动时应考虑重力场与构造应力叠加可按下列公式计算岩体初始地应力标准值式中考虑构造应力的影响系数可采用受构造影响小者取小值岩体侧压力系数可采用洞室埋深大受构造影响小者取小值根据式式的计算结果尚应结合工程经验及类比分析确定岩体的初始地应力场对于高地应力地区宜通过现场实测取得地应力场资料围岩压力当洞室在开挖过程中采取了锚喷支护或钢架支撑等施工加固措施已使围岩处于基本稳定或已稳定的情况下设计时宜少计或不计作用在永久支护结构上的围岩压力对于块状中厚层至厚层状结构的围岩可根据围岩中不稳定块体的重力作用确定围岩压 水工建筑物荷载设计规范力标准值对于簿层状及碎裂散体结构的围岩垂直均布压力标准值可按下式计算并根据开挖后的实际情况进行修正式中垂直均布压力标准值洞室开挖宽度岩体重度对于碎裂散体结构的围岩水平均布压力标准值可按下式计算并根据开挖后的实际情况进行修正式中水平均布压力标准值洞室开挖高度对于不能形成稳定拱的浅埋洞室宜按洞室拱顶上覆岩体的重力作用计算围岩压力标准值并根据施工所采取的措施予以修正土压力和淤沙压力挡土建筑物的土压力计算挡土建筑物挡土墙的土压力时对于向外侧移动或转动的挡土结构可按主动土压力计算对于保持静止不动的挡土结构可按静止土压力计算作用在单位长度挡土墙背上的主动土压力标准值可按下式计算式中主动土压力标准值作用于距墙底墙背处与水平面呈夹角见图挡土墙后填土重度挡土墙高度主动土压力系数可按附录计算当墙背的坡角大于临界值时填土将产生第二破裂面见图其主动土压力标准值应按作用于第二破裂面上的主动土压力取按式计算和墙背与第二破裂面之间土重的合力计算按下式计算式中挡土墙后填土坡角挡土墙后填土内摩擦角挡土墙后填土对墙背的外摩擦角当填土表面有均布荷载时可将荷载换算成等效的土层厚度计算作用于墙背的主动土压力标准值此种情况下作用于墙背上的主动土压力应按梯形分布对于墙背铅直墙后填土表面水平的挡土墙作用单位长度墙背的静止土压力标准值可按下式计算见图 水工建筑物荷载设计规范第一破裂面第二破裂面图主动土压力作用示意图第二破裂面主动土压力作用示意式中静止土压力标准值作用于距墙底处水平指向墙背静止土压力系数可按附录计算图静止土压力作用示意主动土压力和静止土压力的作用分项系数应采用上埋式埋管的土压力作用在单位长度埋管上的垂直土压力标准值可按下式计算见图式中埋管垂直土压力标准值管顶以上填土高度埋管外直径埋管垂直土压力系数与地基刚度有关可根据地基类别按图查取作用在单位长度埋管的侧向土压力标准值可按下式计算见图式中埋管侧向土压力标准值埋管中心线以上填土高度埋管凸出地基的高度侧向土压力系数填土内摩擦角按附录确定埋管上垂直土压力侧向土压力的作用分项系数当其作用效应对管体结构不利时应采用 水工建筑物荷载设计规范有利时应采用淤沙压力作用在坝水闸等挡水建筑物单位长度上的水平淤沙压力标准值可按下式计算式中淤沙压力标准值岩基密实砂类土坚硬或硬塑粘性土中密砂类土淤沙的浮重度可塑粘性土松散砂类土流塑或软塑粘性土图埋管垂直土压力系数淤沙的干重度水的重度淤沙的孔隙率挡水建筑物前泥沙淤积厚度淤沙的内摩擦角挡水建筑物前的泥沙淤积厚度应根据河流水文泥沙特性和枢纽布置情况经计算确定对于多泥沙河流上图埋管侧向土压力作用的工程宜通过物理模型试验或数学模型计算并结合已建类似工程的实测资料综合分析确定淤沙的浮重度和内摩擦角一般可参照类似工程的实测资料分析确定对于淤沙严重的工程宜通过试验确定淤沙压力的作用分项系数应采用风荷载和雪荷载风荷载垂直作用于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算式中风荷载标准值高度处的风振系数风压高度变化系数风荷载体形系数基本风压基本风压应按建筑结构荷载规范中全国基本风压分布图采用但不得小于对于水工高耸结构其基本风压可按全国基本风压图中的基本风压值乘以后采用对于特别重要和有特殊使用要求的结构或建筑物则可乘以后采用 水工建筑物荷载设计规范当建设地点的基本风压值在全国基本风压分布图上未给出时其基本风压值可按下列方法确定可根据当年最大风速资料按照基本风压的定义通过统计分析确定分析时应考虑样本数量的影响当地没有风速资料时可根据附近地区规定的基本风压或长期资料通过气象和地形条件的对比分析确定山区的基本风压应通过实际调查和对比观测经分析后确定一般情况下可按相邻地区的基本风压值乘以下列调整系数采用山间盆地谷地等闭塞地形与大风方向一致的谷口山口注山顶及山坡包括悬崖的基本风压可根据山麓附近地区的基本风压按相差高度乘以风压高度变化系数确定沿海海岛的基本风压当缺乏实际资料时可按陆地上表海岛基本风压调整系数的基本风压值乘以表所列的调整系数采用距海岸距离调整系数风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表确定其中地面粗糙度类别可分为两类类海岛海岸湖岸及沙漠地区类田野乡村丛林丘陵及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区注位于坝水闸等建筑物顶部的结构风压高度变化系数可按表中类采用确定其距地面高度的计算基准面可按风向采用相应设计状况下的水库水位或下游尾水位水工建筑的风荷载体形系数可按照建表风压高度变化系数筑结构荷载规范和高耸结构设计规范等设距地面高度地面粗糙度类别计规范中有关规定采用对于高度大于且高宽比大于的水电站厂房以及基本自振周期大于的进水塔调压塔渡槽等建筑物应采用风振系数来考虑风压脉动的影响不属于上述情况者其风振系数采用风振系数的计算方法可参照和等设计规范的有关规定或经专门研究确定风荷载的作用分项系数应采用雪荷载水电站厂房泵站厂房渡槽等建筑物顶面水平投影面上的雪荷载标准值应按下式计算式中雪荷载标准值建筑物顶面积雪分布系数基本雪压基本雪压应按中全国基本雪压图采用山区的基本雪压应通过实际调查后确定当无 水工建筑物荷载设计规范实测资料时可按当地空旷平坦地面的基本雪压值乘以后采用建筑物顶面的积雪分布系数可参照规定的屋面积雪分布系数采用雪荷载的作用分项系数应采用冰压力和冻胀力静冰压力冰层升温膨胀时作用于坝面或其他宽长建筑物单位长度上的静冰压力标准值可按表采用表静冰压力标准值冰层厚度静冰压力标准值注冰层厚度取多年平均年最大值对于小型水库应将表中静冰压力标准值乘以后采用对于库面开阔的大型平原水库应乘以后采用表中静冰压力标准值适用于结冰期内水库水位基本不变的情况结冰期内水库水位变动情况下的静冰压力应作专门研究静冰压力数值可按表列冰厚内插作用于独立墩柱上的静冰压力可按照式计算静冰压力垂直作用于结构物前沿其作用点取冰面以下冰厚处冰冻期冰层厚度内的冰压力与水压力不同时作用于建筑物静冰压力的作用分项系数应采用动冰压力作用于铅直的坝面或其他宽长建筑物上的动冰压力标准值可按下式计算式中冰块撞击建筑物时产生的动冰压力冰块流速宜按实测资料确定当无实测资料时对于河渠冰可采用水流流速对于水库冰可采用历年冰块运动期内最大风速的但不宜大于对于过冰建筑物可采用该建筑物前流冰的行近流速冰块面积可由当地或邻近地点的实测或调查资料确定流冰厚度可采用当地最大冰厚的倍流冰初期取大值冰的抗压强度宜由试验确定当无试验资料时对于水库可采用对于河流流冰初期可采用后期可采用作用于独立墩柱上的动冰压力标准值可按下列情况计算确定作用于前沿铅直的三角形独立墩柱上的动冰压力可分别按式式计算冰块切入和撞击两种情况下的冰压力并取其中的小值式中冰块切入三角形墩柱时产生的动冰压力冰块撞击三角形墩柱时产生的动冰压力 水工建筑物荷载设计规范墩柱前沿的平面形状系数按表采用三角形夹角的一半冰的抗挤压强度流冰初期可取后期可取在冰作用高程处的墩柱前沿宽度作用于前沿铅直的矩形多边形或圆形独立墩柱上的动冰压力可按式计算动冰压力的作用分项系数可采用表形状系数值夹角为的三角形平面形状矩形多边形或圆形冻胀力表面平整的混凝土桩墩基础在无竖向位移的条件下作用于侧表面上的切向冻胀力标准值可按下式计算式中切向冻胀力标准值有效冻深系数表面粗糙系数可采用单位切向冻胀力标准值按表采用冻土层内桩墩柱基础水平横截面周长设计冻深表单位切向冻胀力标准值地表土冻胀量注值可按表列冻胀量内插土的冻胀量宜按建筑物所在地点的实测资料确定当无实测资料时可按水工建筑物抗冰冻设计规范确定对于标准冻深大于地区的簿壁混凝土挡土墙当墙前地面至墙后填土顶部的高差小于或等于在无水平位移的条件下作用于挡土墙的水平冻胀力可采用按图所示的压强分布计算的合力为其标准值图中最大单位水平冻胀力可按下式计算式中最大单位水平冻胀力墙体变形影响系数挡墙迎土面边坡修正系数单位水平冻胀力标准值可按表采用表单位水平冻胀力标准值墙后土冻胀量注表中为距墙前地面高度处墙后土的冻胀量值可按表列冻胀量内插 水工建筑物荷载设计规范在图中为墙前地面至墙后填土面的高度最大单位水平冻胀力高度系数和非冻胀区深度系数可按表采用表和值墙后土冻胀量注当小于时表中值均取为零对于标准冻深大于地区墙前地面至墙后填土顶部的高差大于的簿壁挡土墙和其他图水平冻胀力压强分布示意型式的挡土墙水平冻胀力的计算应经专门研究在标准冻深大于地区的水闸涵洞和其他具有板型基础的建筑物当基础埋深小于设计冻深时作用在单块基础板底面上的竖向冻胀力标准值可按下式计算式中竖向冻胀力标准值竖向位移影响系数可按下式计算基础厚度影响系数可按下式计算单位竖向冻胀力标准值按表采用单块基础板底面积建筑物基础允许产生可复位的竖向位移值级建筑物为级建筑物可按表采用建筑物所在地的地表冻胀量基础板厚基础表面的冰层厚度当表面无冰层时为设计冻深表单位竖向冻胀力标准值单板基础板底面积地表土冻胀量注表中值可按表列冻胀量和基础板底面积内插本表不适用于单块基础板边长小于和长宽比大于的基础 水工建筑物荷载设计规范表基础允许冻胀竖向位移值建筑物类型及结构部位级建筑物级建筑物水闸涵洞进出口基础板闸室段洞身段钢筋混凝土基础钢筋混凝土陡坡段底板消力池底板有侧向约束护坦板无侧向约束水平冻胀力和土压力不同时作用于建筑物设计时应取其中的大值进行荷载组合切向冻胀力水平冻胀力及竖向冻胀力的作用分项系数均应采用浪压力一般规定本章适用于风浪对坝水闸等挡水建筑物不包括海堤河堤产生的浪压力的计算浪压力标准值一般可由波浪要素波高波长等按计算确定对于级挡水建筑物当浪压力为主要荷载之一时宜通过模型试验论证波浪要素可按附录计算其中计算风速的取值应遵循下列规定当浪压力参与作用基本组合时采用重现期为年的年最大风速当浪压力参与偶然组合时采用多年平均年最大风速浪压力的作用分项系数应采用直墙式挡水建筑物上的浪压力作用于铅直迎水面建筑物上的浪压力应根据建筑物迎水面前的水深按以下三种波态分别计算当和时浪压力分布如图所示单位长度上的浪压力标准值按下式计算式中单位长度迎水面上的浪压力标准值水的重度平均波长累积频率为的波高挡水建筑物迎水面前的水深波浪中心线至计算水位的高度按下式计算使波浪破碎的临界水深按下式计算 水工建筑物荷载设计规范当但时浪压力分布如图所示单位长度上的浪压力标准值按下式计算式中建筑物底面处的剩余浪压力强度按下式计算当时浪压力分布如图所示单位长度上的浪压力标准值按下式计算式中建筑物底面的浪压力强度折减系数当时采用当时采用计算水位处的浪压力强度按下式计算底坡影响系数按表采用图直墙式挡水建筑物的浪压力分布表底坡影响系数底坡值注底坡采用建筑物迎水面前一定距离内的平均值斜坡式挡水建筑物上的浪压力对于的混凝土整体式或装配式单坡护面板上的浪压力标准值可按图压力强度分布计算的合力确定图中有关参数可按下列各项计算斜坡上最大受力点的浪压力强度按下式计算式中最大浪压力强度频率换算系数采用系数按下式计算系数按表采用 水工建筑物荷载设计规范浪压力相对强度系数按表采用有效波高约相当于累积频率为的波高图斜坡式混凝土护面板上的浪压力分布表系数值表浪压力相对强度系数斜坡上最大浪压力强度作用点距计算水位的垂直高度按下式计算式中当时取图中按下列各式确定式中图中波浪爬高可按附录计算确定装配式斜坡面板上的波浪反压力标准值可按图反压力强度分布计算的合力确定其中波浪反压力强度按下式计算式中波浪反压力强度 水工建筑物荷载设计规范波浪反压力强度系数按图曲线查取图中为护面板沿斜坡方向的边长为平均波长图波浪反压力强度系数对于折波或具有平台的复坡斜坡式挡水建筑物其浪压力应通过专门研究确定楼面及平台活荷载水电站主厂房楼面活荷载主厂房安装间发电机层和水轮机层各层楼面在机组安装运行和检修期间由设备堆放部件组装搬运等引起的楼面局部荷载及集中荷载均应按实际情况考虑对于大型水电站可按设备部件的实际堆放位置分区确定各区间的荷载值当缺乏资料时主厂房各层楼面的均布活荷载标准值可按表采用表主厂房楼面均布活荷载标准值标准值序号楼层名称安装间发电机层水轮机层注单机容量当时均布荷载值可视实际情况酌情增大水电站副厂房楼面活荷载生产副厂房各层楼面在安装检修过程中可移动的集中荷载或局部荷载均应按实际情况考虑无设备区的操作荷载包括操作人员一般工具和零星配件等可按均布活荷载考虑其标准值可采用当缺乏资料时副厂房的楼面活荷载标准值可按照表采用 水工建筑物荷载设计规范工作平台活荷载尾水平台活荷载按下列原则确定当尾水平台仅承受尾水闸门操作或检修荷载时其活荷载标准值可采用大型电站取大值当尾水平台兼作公路桥时车辆荷载应按公路桥梁荷载标准确定并可与闸表副厂房各楼面均布活荷载标准值门操作或检修荷载分区考虑序号房间名称标准值当尾水平台布置有变压器时应按中央控制室计算机室实际情况考虑通信载波室继电保护室施工期安放的起吊设备及临时堆蓄电池室酸室充电机室放荷载应根据工程实际情况确定开关室生进水口平台活荷载按下列原则确励磁盘室厂用动力盘室定产电缆室进水口承受闸门启闭机及清污机副空压机室厂水泵室通风机室等设备产生的集中或局部荷载均应按实厂内油库油处理室际情况考虑房试验室进水口平台兼作公路桥时应按公电工室路桥梁车辆荷载标准确定机修室进水口平台在安装金属结构时需工具室安放重型起吊设备者应考虑施工期的临值班室办时荷载公会议室用资料室副其他要求及作用分项系数厂厕所盥洗室房走道楼梯设计楼面平台的梁墙柱和基注当室内有较重设备时其活荷载应按实际情况考虑础时应对楼面平台的活荷载标准值乘以的折减系数当考虑搬运装卸重物车辆行驶和设备运转对楼面和梁的动力作用时均应将活荷载乘以动力系数动力系数可采用楼面及平台活荷载的作用分项系数一般情况下可采用对于安装间及发电机层楼面当堆放设备的位置在安装检修期间有严格控制并加垫木时可采用桥机和门机荷载桥机荷载本节适用于作直线轨道运行或作曲线轨道运行的水电站厂房内的桥式吊车以及在水工建筑物其他部位室内工作的桥式或台车式启闭机桥机荷载应按竖向荷载和水平荷载包括纵向横向水平荷载分别进行计算桥机的竖向荷载标准值可采用设计图样提供的最大轮压也可采用桥机通用资料提供的参数按下列公式计算 水工建筑物荷载设计规范当用一台桥机吊物时作用在一边轨道上的最大轮压当用两台型号相同的桥机吊物时作用在一边轨道上的最大轮压式中桥机一边轨道上的最大轮压单台桥机作用在一边轨道上的轮数桥机跨度实际起吊最大部件中心至桥机轨道中心的最小距离单台桥机总质量单台桥机小车质量吊物和吊具质量平衡梁质量重力加速度纵向水平荷载标准值可按作用在一边轨道上所有制动轮的最大轮压之和的采用其作用点即制动轮与轨道的接触点其方向与轨道方向一致横向水平荷载标准值可按小车吊物及吊具的重力之和的采用该项荷载由两边轨道上的各轮平均传至轨顶方向与轨道垂直并应考虑正反两个作用方向当对桥机吊车梁进行强度计算时桥机竖向荷载应乘以动力系数动力系数可采用桥机竖向荷载水平荷载的作用分项系数均应采用门机荷载本节适用于作直线轨道运行或作曲线轨道运行的坝顶门机也适用于厂房尾水平台上的门机及在水工建筑物其他部位室外工作的门机门机荷载应按竖向荷载和水平荷载包括纵向横向水平荷载分别进行计算门机竖向荷载标准值应采用设计图样提供的在不同运用工况下的轮压值初步计算时可采用门机通用资料提供的数据但应根据门机的实际工作情况加以修正纵向水平荷载标准值可按大车运行时作用在一边轨道上所有制动轮的最大轮压之和的采用其作用点即制动轮与轨道的接触点其方向与轨道方向一致门机横向水平荷载标准值可按小车和吊物及吊具的重力之和的采用该项荷载由两边轨道上的各轮平均传至轨顶方向与轨道垂直并应考虑正反两个作用方向当对门机承重梁进行强度计算时门机竖向荷载应乘以动力系数动力系数可采用门机的竖向荷载水平荷截的作用分项系数均应采用温度作用一般规定本章适用于计算混凝土结构的温度作用该作用系指可能出现且对该结构产生作用效应的温度变化包括温升和温降 水工建筑物荷载设计规范应根据结构特征分别考虑结构在施工期和运行期的温度作用宜针对不同的结构型式及计算方法按下述三种情况计算结构的温度作用杆件结构假定温度沿截面厚度方向呈线性分布并以截面平均温度和截面内外温差表示式中杆件内外表面计算温度结构的温度作用即指的变化可简化为杆件结构计算的平板结构或的壳体结构如图所示可将沿结构厚度方向实际分布的计算温度分解为三部分即截面平均温度等效线性温差和非线性温差并按下列公式计算式中平板或壳体厚度壳体的曲率半径结构的温度作用可仅计及和的变化一般可不予考虑大体积混凝土结构和其他空间形状复杂的非杆件结构应根据其温度边值条件按连续介质热传导理论计算其温度场温度作用即指其温度场的变化截面实际温度截面平均温度等效线性温差非线性温差图结构温度分布计算结构的温度作用时应考虑以下因素结构所处环境的气温水温日照及基岩温度等边界条件按中有关条文确定与温度作用有关的混凝土热学特性指标宜由试验研究确定初步计算时可按表采用温度作用的作用分项系数应采用表混凝土热学特性指标序号项次符号单位数值导热系数比热导温系数表面放热系数空气中流水中注表中为计算风速 水工建筑物荷载设计规范边界温度结构物外界气温的年周期变化过程可用下式表示式中多年月平均气温时间变量月初始相位月对于纬度高于的地区取月对于纬度低于或等于的地区取月圆频率为温度变化周期取月多年年平均气温多年平均气温年变幅应采用当地实测多年月平均气温按下式计算式中月多年平均气温月计算时点月也可近似地按下式计算式中月多年平均气温水库坝前水温宜根据拟建水库的具体条件经专门研究确定初步计算时可采用附录所提供的方法坝下游水温一般情况下可假定沿水深呈均匀分布其年周期变化过程当尾水直接源于上游库水时可参照与之相应的坝前水温确定否则可参照当地气温确定暴露在空气中并受日光直接照射的结构应考虑日光辐射热的影响一般可考虑辐射热引起结构表面的多年平均温度增加多年平均温度年变辐增加对于大型工程宜经专门研究确定坝基温度可假定在年内不随时间变化其多年年平均温度可根据当地地温库底水温及坝基渗流等条件分析确定温度作用标准值厂房进水塔等建筑物的构架在运行期的温度作用标准值可按下列公式计算其中 水工建筑物荷载设计规范式中截面平均温度变化标准值和截面等效线性温差变化标准值结构封闭时内外表面温度结构运行期内外表面多年年平均温度结构运行期内外表面多年平均温度年变幅应根据结构所处外部环境按中有关条文确定对温度作用比较敏感的重要结构必要时应考虑气温月变幅的影响拱坝运行期的温度作用标准值可按附录计算实体重力坝一般可不计及运行期的温度作用但当坝体接缝灌浆时的温度高于稳定温度时坝体应力计算宜计及温度作用其标准值可取坝体灌浆的温度与稳定温度之差值宽缝重力坝空腹坝及支墩坝等在运行期的温度作用标准值应取结构运行期最高或最低温度场与其准稳定温度场的年平均温度之差值大体积混凝土结构施工期的温度作用标准值应取结构稳定温度场与施工期最高温度场之差值可采用下列计算表达式式中结构施工期温度作用标准值结构稳定温度场混凝土的浇筑温度混凝土硬化时的最高温升坝内引水管道周围混凝土运行期的温度作用标准值可采用进水口处的多年月平均最低水温所确定的温度场与坝体准稳定温度场之差值初期充水时的温度作用可根据充水时的水温及环境温度条件分析确定地震作用一般规定水利水电工程的抗震设防依据一般情况下可采用中国地震烈度区划图确定的基本烈度对于基本烈度为度或度以上地区且坝高超过或库容大于大型工程以及基本烈度为度或度以上地区且坝高超过的大型工程其抗震设防依据应根据专门的地震危险性分析成果评定各类水工建筑物的设计地震烈度设计地震加速度工程抗震设防类别场地类别的划分及地震作用效应的计算方法等应按水工建筑物抗震设计规范的有关规定确定水工建筑物的地震作用应包括建筑物自重以及其上的设备自重所产生的地震惯性力地震动水压力和地震动土压力各类水工建筑物的地震作用应按下列原则考虑土石坝和混凝土重力坝的水平向地震作用可只考虑顺河流方向的水平向地震作用两岸陡坡上的重力坝坝段尚宜计入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他两个主轴方向刚度接近的水工混凝土结构应考虑结构两个主轴方向的水平向地震作用 水工建筑物荷载设计规范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支墩坝沿垂直河流方向的水平向地震作用宜作专门研究当设计烈度为度时级土石坝重力坝等挡水建筑物和长悬臂大跨度及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或空腹等特殊型式的拱坝以及设计烈度为度的级双曲拱坝竖向地震作用宜作专门研究设计地震加速度及设计反应谱按中国地震烈度区划图确定基本烈度时水平向设计地震加速度代表值应按表采用竖向设计地震加速度代表值可采用水平向地震加速度代表值的专门进行地震危险性分析的工程设计表水平向设计地震加速度的代表值地震烈度及设计地震加速度的代表值对于级设计烈度挡水建筑物应按年基准期内超越概率确定对于非挡水建筑物应按年基准期内超注重力加速度越概率确定基岩面下及其以下的地下结构水平向设计地震加速度代表值可按或规定值的采用基岩面下不足处的水平向设计地震加速度代表值可按深度线性插值按动力法计算地震作用效应时设计反应谱值应根据结构自振周期按图采用设计反应谱最大值应根据建筑物类型按表采用其下限值应不小于的特征周期应根据场地类别按表采用对于设计烈度不大于度的基本自振周期大于的结构宜延长表设计反应谱最大值水闸进水塔及其建筑物类型重力坝拱坝他混凝土建筑物表特征周期场地类别地震作用的水库计算水位图设计反应谱水工建筑物抗震计算时的水库计算水位可采用正常蓄水位对于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对于土坝和堆石坝上游坝坡的抗震稳定性计算应根据运用条件选用对坝坡抗震稳定最不利的常遇水位水库水位降落时宜采用常遇的水位降落幅值重要的混凝土拱坝和水闸宜补充水库常遇低水位时的抗震强度计算灌浆压力水工结构设计应考虑以下三种灌浆压力地下结构的混凝土衬砌顶拱与围岩之间的回填灌浆压力钢衬与外围混凝土之间的接触灌浆压力 水工建筑物荷载设计规范混凝土坝坝体施工缝的接缝灌浆压力回填灌浆压力接触灌浆压力和接缝灌浆压力均属施工过程中出现的临时性可变作用仅作为短暂状况计算的一种作用灌浆压力作用的标准值可采用设计规定的灌浆压力值一般可按以下范围取值回填灌浆压力一序灌浆孔取小值二序灌浆孔取大值接触灌浆压力接缝灌浆压力对于回填灌浆和接触灌浆压力可对其设计规定的灌浆压力值乘以一个小于的面积系数作为标准值面积系数的取值应根据结构实际施工状况灌浆施工的工序及方法计算作用的分布简图等因素经分析确定灌浆压力的作用分项系数可采用 水工建筑物荷载设计规范附录标准的附录水工结构主要作用按随时间变异的分类永久作用结构自重和永久设备自重土压力淤沙压力有排沙设施时可列为可变作用地应力围岩压力预应力可变作用静水压力扬压力包括渗透压力和浮托力动水压力包括水流离心力水流冲击力脉动压力等水锤压力浪压力外水压力风荷载雪荷载冰压力包括静冰压力和动冰压力冻胀力楼面平台活荷载桥机门机荷载温度作用土壤孔隙水压力灌浆压力偶然作用地震作用校核洪水位时的静水压力 水工建筑物荷载设计规范附录标准的附录水工建筑物的材料重度表常用材料重度序号材料名称重度备注钢铁钢材铸钢铸铁普通水工混凝土砂浆素混凝土钢筋混凝土沥青混凝土水泥砂浆水泥浆砌粗料石浆砌块石干砌块石回填土石不包括土石坝抛块石抛块石水下抛碎石抛碎石水下细砂粗砂干卵石干砂夹卵石干松砂夹卵石干压实砂土干压实砂土湿压实岩石石料花岗岩玄武岩辉绿岩大理岩石灰岩砂岩页岩表大体积混凝土重度骨料最大粒径骨料重度 水工建筑物荷载设计规范表土石坝压实干重度材料名称代号重度备注堆石花岗岩堆石石灰岩采用堆石砂岩大堆石大理岩型堆石石英岩振堆石玄武岩动碾堆石片麻岩压堆石千枚岩实堆石卵石级配良好砾级配不良砾含细粒土砾粉土质砾粘土质砾级配良好砂级配不良砂含细粒土砂粉土质砂粘土质砂低液限粉土高液限粉土低液限粘土高液限粘土附录标准的附录混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数可根据围岩地下水活动状态结合采用的排水措施等情况按表选用表外水压力折减系数级别地下水活动状态地下水对围岩稳定的影响值洞壁干燥或潮湿无影响风化结构面有充填物质地下水降低结构面的抗剪沿结构面有渗水或滴水强度对软弱岩体有软化作用沿裂隙或软弱结构面有大量泥化软弱结构面有充填物质地下水降低抗剪强度滴水线状流水或喷水对中硬岩体有软化作用地下水冲刷结构面中的充填物质加速岩体风化对严重滴水沿软弱结构面有断层等软弱带软化泥化并使其膨胀崩解及产生机械小量涌水管涌有渗透压力能鼓开较薄的软弱层地下水冲刷带出结构面中的充填物质分离岩体有严重股状流水断层等软弱渗透压力能鼓开一定厚度的断层等软弱带并导致围带有大量涌水岩塌方 水工建筑物荷载设计规范附录标准的附录改进阻力系数法地基有效深度按下式计算当时当时式中地基有效深度地下轮廓的水平投影长度地下轮廓的垂直投影长度当计算得到的值大于地基实际深度时应按地基实际深度采用分段阻力系数可分别按下列情况计算进出口段见图式中进出口段的阻力系数板桩或齿墙的入土深度地基透水层深度内部垂直段见图式中内部垂直段的阻力系数水平段见图进出口段内部垂直段水平段图闸基分段示意式中水平段的阻力系数进口段出口段板桩或齿墙的入土深度各分段水头损失值可按下式计算式中上下游水位差各分段的水头损失值各分段的阻力系数总分段数将分段计算点的水头值依次按直线连接即得渗透压力的分布图形 水工建筑物荷载设计规范在渗透压力图形中尚应对进出口段按下述方法进行修正进出口段修正后的水头损失值可按下式计算式中按式计算的水头损失值修正后的水头损失值阻力修正系数可按下式计算见图其中底板埋深与板桩入土深度之和板桩另一侧地基透水层深度当计算的时采用修正后水头损失的减少值可按下式计算水力坡降呈急变形式的长度可按下式计算图进出口段渗透压力图形修正式中水力坡降呈现急变形式的长度渗透压力图形修正如图所示齿墙不规则部位可按下列情况修正见图凸型进出口型进出口图齿墙不规则部位的渗透压力图形修正当时可按下式修正式中水平段的水头损失值修正后的水平段水头损失值当时可按下列两种情况分别修正若可按下列二式修正 水工建筑物荷载设计规范式中内部垂直段水头损失值修正后的内部垂直段水头损失值若可按下列三式修正式中图中段的水头损失值修正后段的水头损失值将修正后的各分段点的水头值依次按直线连接即得修正后的渗透压力图形附录标准的附录简单管路水锤压力计算公式水锤特性系数按下列公式计算式中自上游进水口调压室至下游出口压力水道包括蜗壳尾水管及压力尾水道的长度压力水道负荷变化前或变化后的流速可按下式计算压力水道的各段长度与其流速的乘积之和静水头负荷变化前上下游计算水位之差水轮导叶有效关闭开启时间水锤在压力管道中的传播速度其值与管壁材料及厚度有关数值变化在范围内在缺乏资料的情况下可近似采用重力加速度发生间接水锤时的水锤压力相对值或可按表所列公式计算表简单管路最大水锤压力计算公式机组运导叶开度计算公式近似公式行工况开始终了关机 水工建筑物荷载设计规范续表机组运导叶开度计算公式近似公式行工况开始终了开机注导叶初始和第一相末的开度末相第一相水锤压力相对升高值末相第一相水锤压力相对降低值附录标准的附录主动土压力系数和静止土压力系数的计算主动土压力系数可按下式计算参见图式中主动土压力系数挡土墙后填土的重度挡土墙高度挡土墙背面与铅垂面的夹角挡土墙后填土表面坡角挡土墙后填土对墙背的外摩擦角可按表采用填土内摩擦角填土粘聚力填土内摩擦角的平均值填土内摩擦角的标准差填土粘聚力的平均值计算系数可根据墙后填土的内摩擦角和粘聚力的均值及其变异系数由表查取挡土墙后填土的值一般应根据试验资料确定当试验资料不足时对一般土可参照表 水工建筑物荷载设计规范表采用表填土对挡土墙背的外摩擦角表砾类土砂类土的值挡土墙情况类别松散状态中密状态密实状态墙背光滑排水不良墙背粗糙排水良好砾类土墙背很粗糙排水良好砂类土墙背与填土间不可能滑动表细粒土的值孔隙比塑性指数表计算系数值 水工建筑物荷载设计规范续表静止土压力系数可按下式计算式中静止土压力系数墙后填土的泊松比可取其概率分布的分位值若墙后填土为正常固结粘土也可由下式计算式中墙后填土的有效内摩擦角可取其概率分布的分位值当的试验资料不足时可参照表采用表静止土压力系数土类土状态砾类土砂类土竖硬或硬塑低液限粉土可塑低液限粘土软塑或流塑坚硬或硬塑高液限粘土可塑软塑或流塑 水工建筑物荷载设计规范附录标准的附录波浪要素和爬高计算基本资料年最大风速系指水面上空高度处平均风速的年最大值对于水面上空处的风速应乘以表中的修正系数后采用陆地测站的风速应参照有关资料进行修正风区长度有效吹程按下列情况确定表风速高度修正系数当沿风向两侧的水域较宽广时可采用高度计算点至对岸的直线距离修正系数当沿风向有局部缩窄且缩窄处的宽度小于倍计算波长时可采用倍为风区长度同时不小于计算点至缩窄处的直线距离当沿风向两侧的水域较狭窄或水域形状不规则或有岛屿等障碍物时可自计算点逆风向做主射线与水域边界相交然后在主射线两侧每隔做一条射线分别与水域边界相交如图所示记为计算点沿主射线方向至对岸的距离为计算点沿第条射线至对岸的距离为第条射线与主射线的夹角一般取同时令则等效风区长度可按下式计算图等效风区长度计算示意风区内的水域平均深度一般可通过沿风向作出地形剖面图求得其计算水位应与相应设计状况下的静水位一致波浪要素计算宜根据拟建水库的具体条件按下述三种情况计算波浪要素平原滨海地区水库宜按莆田试验站公式计算式中平均波高平均波周期计算风速风区长度水域平均水深重力加速度丘陵平原地区水库宜按鹤地水库公式计算适用于库水较深及 水工建筑物荷载设计规范式中累积频率为的波高平均波长内陆峡谷水库宜按官厅水库公式计算适用于及式中当时为累积频率的波高当时为累积频率的波高累积频率为的波高与平均波高的关系可按表进行换算表累积频率为的波高与平均波高的比值平均波长与平均波周期可按下式换算对于深水波即当时上式可简化为平均波长平均波周期与建筑物迎水面前水深的换算值也可由表查取表平均波长与平均波周期建筑物迎水面前水深的换算表 水工建筑物荷载设计规范续表深水波波浪爬高计算斜坡式建筑物累积频率为的波浪爬高可按下式计算式中累积频率为的波浪爬高累积频率为的波高考虑波浪入射角的折减系数按表采用与斜坡护面的结构型式有关的系数整片光滑不透水护面采用混凝土护面采用与计算风速和波速有关的系数可按表采用相对爬高系数按式式计算 水工建筑物荷载设计规范表考虑波浪入射角的折减系数表系数值注波浪入射角即波峰线与堤轴线的夹角注波速附录标准的附录水库坝前水温计算水库坝前水温的年周期变化过程可用下式表示式中水深处月时刻的多年月平均水温气温年周期变化过程的初始相位按确定水深处的多年年平均水温按确定水深处的多年平均水温年变幅按确定水深处的水温年周期变化过程与气温年周期变化过程的相位差月按确定拟建水库的多年平均水温可根据水库特性分别按下列情况确定的多年调节水库的非多年调节水库的水库式中水库坝前正常水深多年调节水库的变化温度层深度一般可取拟合参数按下式计算坝址多年年平均气温按确定拟建水库的多年平均水温年变幅可根据水库特性分别按下列情况确定的多年调节水库的非多年调节水库的水库 水工建筑物荷载设计规范式中拟合参数按下式计算修正后的气温年变幅按下式计算坝址多年平均气温年变幅按确定月多年平均气温可取太阳辐射所引起的增量可取拟建水库水温年周期变化过程与气温年周期变化过程的相位差可根据水库特性分别按下列情况确定的多年调节水库的非多年调节水库的水库附录标准的附录拱坝运行期温度作用的标准值拱坝运行期温度作用的标准值可由下列公式计算式中截面平均温度变化标准值和截面等效线性温差变化标准值封拱时的截面平均温度和等效线性温差由封拱时的实际温度分布按式计算由坝体多年年平均温度场确定的截面平均温度和等效线性温差按计算由坝体多年平均变化温度场确定的截面平均温度和等效线性温差按计算按下列公式计算式中上下游坝面多年年平均温度根据其外部环境按节中有关条文确定按下列公式计算其中 水工建筑物荷载设计规范式中温度变化周期取月坝体厚度混凝土的导温系数按确定气温年周期变化过程的初始相位按确定上下游坝面温度年周期变化过程的相位差当上游面为库水下游面为空气时可按确定上下游坝面多年平均温度年变幅根据其外部环境按中有关条文确定温度作用最不利组合的计算时点通常可取或计算与温升标准值相应的然后改变符号作为与温降标准值相应的上式中也可从图中查得图与的关系 水工建筑物荷载设计规范附录标准的附录本规范用词说明为便于在执行本规范条文时区别对待对要求严格程度不同的用词说明如下表示很严格非这样做不可的正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况下均应这样做的正面词采用应反面词采用不应或不得对表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的正面词采用宜或可反面词采用不宜条文中指定应按其他有关标准规范执行时写法为应符合的规定非必须按所指定的标准规范或规定执行时写法为可参照'