5077水工建筑物荷载设计规范

'水工建筑物荷载设计规范Specificationforloaddesignofhydraulicstructures中华人民共和国电力行业标准水工建筑物荷载设计规范DL5077－1997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［1997］567号前言本规范是根据1990年原能源部、水利部水利水电规划设计总院“(90)水规字11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GB50199－94《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GB50199－94《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目次前言1范围2引用标准3总则4主要符号5作用分类和作用效应组合5.1作用分类及作用代表值5.2作用效应组合6建筑物自重及永久设备自重6.1建筑物自重6.2永久设备自重7静水压力7.1一般规定7.2枢纽建筑物的静水压力7.3水工闸门的静水压力7.4管道及地下结构的外水压力8扬压力8.1一般规定8.2混凝土坝的扬压力 8.3水闸的扬压力8.4水电站厂房和泵站厂房的扬压力9动水压力9.1一般规定9.2渐变流时均压力9.3反弧段水流离心力9.4水流对尾槛的冲击力9.5脉动压力9.6水锤压力10地应力及围岩压力10.1一般规定10.2岩体初始地应力(场)10.3围岩压力11土压力和淤沙压力11.1挡土建筑物的土压力11.2上埋式埋管的土压力11.3淤沙压力12风荷载和雪荷载12.1风荷载12.2雪荷载13冰压力和冻胀力13.1静冰压力13.2动冰压力13.3冻胀力14浪压力14.1一般规定14.2直墙式挡水建筑物上的浪压力14.3斜坡式挡水建筑物上的浪压力15楼面及平台活荷载15.1水电站主厂房楼面活荷载15.2水电站副厂房楼面活荷载15.3工作平台活荷载15.4其他要求及作用分项系数16桥机和门机荷载16.1桥机荷载16.2门机荷载17温度作用17.1一般规定17.2边界温度17.3温度作用标准值18地震作用18.1一般规定18.2设计地震加速度及设计反应谱18.3地震作用的水库计算水位 19灌浆压力附录A(标准的附录)水工结构主要作用按随时间变异的分类附录B(标准的附录)水工建筑物的材料重度附录C(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D(标准的附录)改进阻力系数法附录E(标准的附录)简单管路水锤压力计算公式附录F(标准的附录)主动土压力系数Ka和静止土压力系数K0的计算附录G(标准的附录)波浪要素和爬高计算附录H(标准的附录)水库坝前水温计算附录J(标准的附录)拱坝运行期温度作用的标准值附录K(标准的附录)本规范用词说明1范围本规范适用于各类水工建筑物的结构设计。2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。GB50199－94水利水电工程结构可靠度设计统一标准GBJ9－87建筑结构荷载规范GBJ145－90土的分类标准DL5073－1997水工建筑物抗震设计规范DL/T5058－1996水电站调压室设计规范3总则3.0.1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。3.0.2本规范是根据GB50199－94《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。3.0.3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。3.0.4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。4主要符号4.0.1分项系数极限状态设计式γ0—结构重要性系数；ψ—设计状况系数；S(·)—作用效应函数；R(·)—结构抗力函数；Gk—永久作用的标准值；Qk—可变作用的标准值；Ak—偶然作用的代表值；ak—几何参数的标准值；fk—材料性能的标准值；γG—永久作用的分项系数；γQ—可变作用的分项系数；γm—材料性能的分项系数； γd1—承载能力极限状态基本组合的结构系数；γd2—承载能力极限状态偶然组合的结构系数；γd3—正常使用极限状态短期组合的结构系数；γd4—正常使用极限状态长期组合的结构系数；c1—正常使用极限状态短期组合的结构功能限值；c2—正常使用极限状态长期组合的结构功能限值；ρ—可变作用的长期组合系数。4.0.2作用代表值pwr—静水压强；pek—外水压强标准值；ptr—时均压强代表值；pfr—脉动压强代表值；pcr—水流离心力压强代表值；Pfr—脉动压力代表值；Pir—水流冲击力代表值；ΔHr—水锤压力(水头)代表值；σvk—垂直地应力标准值；σhk—水平地应力标准值；qvk—围岩垂直压力标准值；qhk—围岩水平压力标准值；Fak—主动土压力标准值；Fok—静止土压力标准值；Fsk—埋管垂直土压力标准值；Ftk—埋管侧向土压力标准值；Psk—水平淤沙压力标准值；Fdk—静冰压力标准值；Fbk—动冰压力标准值；τt—单位切向冻胀力标准值；σht—单位水平冻胀力标准值；σvt—单位竖向冻胀力标准值；wk—风荷载标准值；sk—雪荷载标准值；Pwk—浪压力标准值；Pmax—作用在桥机一边轨道上的最大轮压；ΔTmk—截面平均温度变化标准值；ΔTdk—截面等效线性温差变化标准值；ΔTck—施工期温度作用标准值。4.0.3材料性能ρw—水的密度；γw—水的重度；fic—冰的抗压强度；fib—冰的抗挤压强度；γsd—淤沙的干重度；γsb—淤沙的浮重度； φs—淤沙的内摩擦角；γ—填土的重度；γR—岩石的重度；γc—混凝土的重度；c—填土的凝聚力；φ—填土的内摩擦角；φ′—填土的有效内摩擦角；cc—混凝土的比热；λc—混凝土的导热系数；ac—混凝土的导温系数；βc—混凝土的表面放热系数。5作用分类和作用效应组合5.1作用分类及作用代表值5.1.1结构上的作用，可按作用随时间的变异分为下列三类：(1)永久作用；(2)可变作用；(3)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A采用。5.1.2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。5.1.3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。5.2作用效应组合5.2.1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。5.2.2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。5.2.3承载能力极限状态的基本组合应采用下列设计表达式：(5.2.3－1)式中S(·)—作用效应函数；R(·)—结构抗力函数；γ0—结构重要性系数，对于结构安全级别为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级的结构或构件，可分别采用1.1、1.0、0.9；ψ—设计状况系数；γd1—承载能力极限状态基本组合的结构系数；ak—几何参数的标准值；fk—材料性能的标准值；γm—材料性能的分项系数；Gk—永久作用的标准值；γG—永久作用的分项系数；Qk—可变作用的标准值；γQ—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：(5.2.3－2)式中Ak—偶然作用的代表值；γd2—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1.0；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。5.2.4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：(1)短期效应组合：(5.2.4－1)(2)长期效应组合：(5.2.4－2)式中c1、c2—结构的功能限值；γd3、γd4—正常使用极限状态短期组合、长期组合的结构系数；ρ—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。6建筑物自重及永久设备自重6.1建筑物自重6.1.1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B中表B1采用。6.1.2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23.5～24.0kN/m3，或根据骨料重度、粒径按附录B中表B2采用。6.1.3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B表B3采用，但最终应根据试验资料予以修正。6.1.4建筑物(结构)自重的作用分项系数应按表6.1.4采用。表6.1.4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1.0普通水工混凝土结构、金属结构1.05(0.95)地下工程混凝土衬砌1.1(0.9)注：1.括号内的数值在自重作用效应对结构有利时采用；2.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；3.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6.2永久设备自重6.2.1永久设备的自重标准值采用设备的铭牌重量。6.2.2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1.05，有利时应采用0.95。7静水压力 7.1一般规定7.1.1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：pwr＝γwH(7.1.1)式中pwr—计算点处的静水压强(kN/m2)；H—计算点处的作用水头(m)，按计算水位与计算点之间的高差确定；γw—水的重度(kN/m3)，一般采用9.81kN/m3，对于多泥沙河流应根据实际情况确定。7.1.2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。7.1.3静水压力(包括外水压力)的作用分项系数应采用1.0。7.2枢纽建筑物的静水压力7.2.1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：(1)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；(2)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；(3)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。注：与地震作用组合时的静水压力代表值，其计算水位应按18.3的有关规定确定。7.2.2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7.2.1所规定的上游计算水位采用。7.2.3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；(1)持久设计状况，采用厂房的设计洪水位；(2)偶然设计状况，采用厂房的校核洪水位；(3)厂房在施工、机组检修等短暂设计状况下的计算水位，按SD335－89《水电站厂房设计规范》的有关规定确定。7.2.4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。7.2.5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。7.3水工闸门的静水压力7.3.1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。7.3.2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7.2.1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。7.3.3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。7.3.4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。7.3.5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。7.4管道及地下结构的外水压力7.4.1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：(1)钢管起始断面的外水压力为aγw H，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；(2)起始断面作用水头H的计算水位宜采用正常蓄水位，折减系数a可根据钢管外围的防渗、排水及接触灌浆等情况采用1.0～0.5。7.4.2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。7.4.3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：pek＝βeγwHe(7.4.3)式中pek—作用于衬砌上的外水压强标准值(kN/m2)；βe—外水压力折减系数，按附录C采用；He—作用水头(m)，按设计采用的地下水位线与隧洞中心线之间的高差确定。7.4.4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。7.4.5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：(1)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；(2)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；(3)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。8扬压力8.1一般规定8.1.1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。8.1.2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。8.1.3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。8.2混凝土坝的扬压力8.2.1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：(1)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H1，排水孔中心线处为H2＋a(H1－H2)，下游(坝趾)处为H2，其间各段依次以直线连接［见图8.2.1(a)、(b)、(c)、(d)］；(2)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H1，主、副排水孔中心线处分别为a1H1、a2H2，下游处为H2，其间各段依次以直线连接［见图8.2.1(e)］；(3)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H1，下游处为H2，其间以直线连接［见图8.2.1(f)］。上述情况中，渗透压力强度系数a、扬压力强度系数a1及残余扬压力强度系数a2可按表8.2.1采用。 8.2.2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8.2.2确定。其中排水管处的坝体内部渗透压力强度系数a3可按下列情况采用。(1)实体重力坝、拱坝及空腹重力坝的实体部位采用0.2；(2)宽缝重力坝、大头支墩坝的无宽缝部位采用0.2，有宽缝部位采用0.15。当未设坝体排水管时，上游坝面处扬压力作用水头为H1，下游坝面处为H2，其间以直线连接。8.2.3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：(1)浮托力的作用分项系数均采用1.0；(2)渗透压力的作用分项系数，对实体重力坝采用1.2；对宽缝重力坝、大头支墩坝、空腹重力坝以及拱坝采用1.1；1－排水孔中心线；2－主排水孔；3－副排水孔(a)实体重力坝；(b)宽缝重力坝及大头支墩坝；(c)拱坝； (d)空腹重力坝；(e)坝基设有抽排系统；(f)未设帷幕及排水孔图8.2.1坝底面扬压力分布表8.2.1坝底面的渗透压力、扬压力强度系数坝型及部位坝基处理情况(A)设置防渗帷幕及排水孔(B)设置防渗帷幕及主、副排水孔并抽排部位坝型渗透压力强度系数a主排水孔前的扬压力强度系数a1残余扬压力强度系数a2河床坝段实体重力坝0.250.200.50宽缝重力坝0.200.150.50大头支墩坝0.200.150.50空腹重力坝0.25——拱坝0.250.200.50岸坡坝段实体重力坝0.35——宽缝重力坝0.30——大头支墩坝0.30——空腹重力坝0.35——拱坝0.35——注：1.当坝基仅设排水孔而未设防渗帷幕时，渗透压力强度系数a可按表中(A)项适当提高。2.拱坝拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数a可按表中“岸坡坝段”采用0.35，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 1－坝内排水管；2－排水管中心线(a)实体重力坝；(b)宽缝重力坝；(c)拱坝；(d)空腹重力坝图8.2.2坝体计算截面上扬压力分布(3)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1.1，主排水孔之后残余扬压力的作用分项系数采用1.2。8.2.4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。8.2.5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。8.3水闸的扬压力8.3.1岩基上水闸底面的扬压力分布图形，可按8.2中实体重力坝情况确定。8.3.2 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D。8.3.3软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压力的分布图形可按下列情况确定：(1)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；(2)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；(3)对于大型水闸，应经三向电拟试验或数值计算验证。8.3.4水闸扬压力的作用分项系数，对于浮托力应采用1.0，渗透压力可采用1.2。8.4水电站厂房和泵站厂房的扬压力8.4.1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8.2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。8.4.2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。8.4.3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8.3中软基上的水闸情况确定。8.4.4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1.0，渗透压力可采用1.2。9动水压力9.1一般规定9.1.1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。9.1.2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。9.1.3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。9.2渐变流时均压力9.2.1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7.2.1)：图9.2.1时均压强计算示意ptr＝ρwghcosθ(9.2.1)式中ptr—过流面上计算点A的时均压强代表值(N/m2)；ρw—水的密度(kg/m3)；g—重力加速度(m/s2)；h—计算点A的水深(m)；θ—结构物底面与水平面的夹角。 9.2.2渐变流时均压力的作用分项系数应采用1.05。9.3反弧段水流离心力9.3.1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：pcr＝qρwv/R(9.3.1)式中pcr—水流离心力压强代表值(N/m2)；q—相应设计状况下反弧段上的单宽流量［m3/(s·m)］；v—反弧段最低点处的断面平均流速(m/s)；R—反弧半径(m)。9.3.2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：Pxr＝qρwv(cosφ2－cosφ1)(9.3.2－1)Pyr＝qρwv(sinφ2＋sinφ1)(9.3.2－2)式中Pxr—单位宽度上离心力合力的水平分力代表值(N/m)；Pyr—单位宽度上离心力合力的垂直分力代表值(N/m)；φ1、φ2—图9.3.2中所示的角度，取其绝对值。图9.3.2反弧段水流离心力示意9.3.3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pcr，其间近似采用线性分布。pcr可按式(9.3.1)计算，并垂直作用于墙面。9.3.4反弧段水流离心力的作用分项系数可采用1.1。9.4水流对尾槛的冲击力9.4.1水流对消力池尾槛的冲击力代表值可按下式计算：(9.4.1)式中Pir—作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值(N)；A0—尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积(m2)；v—水跃收缩断面的流速(m/s)；Kd—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Kd＝0.6；对于消力池中已形成水跃且3≤Fr≤10的情况，可取Kd＝0.1～0.5(弗氏数Fr大者Kd取小值，反之取大值)。9.4.2水流冲击力的作用分项系数应采用1.1。9.5脉动压力9.5.1作用于一定面积上的脉动压力代表值可按下式计算：Pfr＝±βmpfrA(9.5.1)式中Pfr—脉动压力代表值(N)；pfr—脉动压强代表值(N/m2)；A—作用面积(m2)；βm—面积均化系数，可按表9.5.1选用。 其中正、负号应按不利设计条件选定。9.5.2脉动压强代表值可按下式计算：(9.5.2)式中Kp—脉动压强系数；v—相应设计状况下水流计算断面的平均流速(m/s)，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9.5.1面积均化系数结构部位溢流式厂房顶部、溢洪道泄槽、鼻坎平底消力池底板结构分块尺寸Lm＞5mLm≤5mLm/h20.51.01.5b/h20.51.01.50.51.01.50.51.01.5βm0.100.14—0.550.460.400.440.370.320.370.310.27注：Lm—结构块顺流向的长度(m)；b—结构块垂直流向的长度(m)；h2—第二共轭水深(m)。9.5.3泄水建筑物不同部位的脉动压强系数可按表9.5.3－1及表9.5.3－2选用。对于重要工程，宜根据专门试验确定。表9.5.3－1溢流厂房顶部、溢洪道泄槽及鼻坎的脉动压强系数Kp结构部位溢流式厂房顶部溢洪道泄槽鼻坎Kp0.010～0.0150.010～0.0250.010～0.020表9.5.3－2平底消力池底板的脉动压强系数Kp结构部位Fr1＞3.5Fr1≤3.5所在位置0.0＜x/L≤0.20.030.030.2＜x/L≤0.60.050.070.6＜x/L≤1.00.020.04注：Fr1—收缩断面的弗氏数；x—计算断面离消力池起点的距离(m)；L—消力池长度(m)。9.5.4脉动压力的作用分项系数应采用1.3。9.6水锤压力9.6.1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：ΔHr＝KyζH0(9.6.1)式中ΔHr—水锤压力(水头)代表值(m)；ζ—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E所列解析公式计算；H0—静水头，即相应设计状况下上、下游计算水位之差(m)；Ky—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1.0；当采用附录E中的解析公式计算时，对于冲击式水轮机可采用1.0；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1.2，轴流式水轮机可采用1.4。9.6.2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：(1)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； (2)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n台机组由(n－1)台增至n台，或全部机组由三分之二负荷突然增至满载；(3)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；(4)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。9.6.3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：(9.6.3－1)(9.6.3－2)式中ΔHi—上游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m)；ΔHj—下游压力管道某计算截面的水锤压力水头值(m)；Σlivi—自上游进水口(调压室)至计算截面处各段压力水道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和；Σljvj—自下游出口至计算截面处各段压力水道长度(m)与流速(m/s)的乘积之和；Lvm—自上游进水口(调压室)至下游出口的压力管道长度L(m)与流速vm(m/s)的乘积。管道平均流速vm可按下式计算：其中：Σlv—压力管道的各段长度(m)与其流速(m/s)的乘积之和。9.6.4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10%。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。9.6.5水锤压力的作用分项系数可采用1.1。10地应力及围岩压力10.1一般规定10.1.1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载能力。10.1.2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：(1)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；(2)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。10.1.3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。10.1.4岩体初始地应力及围岩压力的作用分项系数可采用1.0。10.2岩体初始地应力(场)10.2.1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。10.2.2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(10.2.2－1)、式(10.2.2－2)计算岩体地应力标准值：(1)工程区域内地震基本烈度小于6度；(2)岩体纵波波速小于2500m/s； (3)工程区域岩层平缓，未经受过较强烈的地质构造变动。σvk＝γRH(10.2.2－1)σhk＝K0σvk(10.2.2－2)式中σvk—岩体垂直地应力标准值(kN/m2)；σhk—岩体水平地应力标准值(kN/m2)；γR—岩体重度(kN/m3)；H—洞室上覆岩体厚度(m)；K0—岩体侧压力系数，K0＝νR/(1－νR)；νR—岩体的泊松比。10.2.3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：σvk＝λγRH(10.2.3－1)σhk＝K1σvk(10.2.3－2)式中λ—考虑构造应力的影响系数，可采用1.2～2.5(受构造影响小者取小值)；K1—岩体侧压力系数，可采用1.1～3.0(洞室埋深大、受构造影响小者取小值)。10.2.4根据式(10.2.2)、式(10.2.3)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。10.3围岩压力10.3.1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。10.3.2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力标准值。10.3.3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：qvk＝(0.2～0.3)γRB(10.3.3)式中qvk—垂直均布压力标准值(kN/m2)；B—洞室开挖宽度(m)；γR—岩体重度(kN/m3)。10.3.4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：qhk＝(0.05～0.10)γRH(10.3.4)式中qhk—水平均布压力标准值(kN/m2)；H—洞室开挖高度(m)。10.3.5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。11土压力和淤沙压力11.1挡土建筑物的土压力11.1.1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。11.1.2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：Fak＝γH2Ka(11.1.2－1)式中Fak—主动土压力标准值(kN/m)，作用于距墙底H3墙背处，与水平面呈(δ＋ε)夹角(见图11.1.2－1)； γ—挡土墙后填土重度(kN/m3)；H—挡土墙高度(m)；Ka—主动土压力系数，可按附录F计算。当墙背的坡角ε大于临界值εcr时，填土将产生第二破裂面(见图11.1.2－2)，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Fa2〔取δ＝φ按式(11.1.2－1)计算〕和墙背与第二破裂面之间土重的合力计算。εcr按下式计算：(11.1.2－2)式中β—挡土墙后填土坡角(°)；φ—挡土墙后填土内摩擦角(°)；δ—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。11.1.3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11.1.3)：图11.1.2－1主动土压力作用示意1－第一破裂面；2－第二破裂面图11.1.2－2第二破裂面主动土压力作用示意图11.1.3静止土压力作用示意F0k＝γH2K0(11.1.3)式中F0k—静止土压力标准值(kN/m)，作用于距墙底处，水平指向墙背；K0—静止土压力系数，可按附录F计算。11.1.4主动土压力和静止土压力的作用分项系数应采用1.2。11.2上埋式埋管的土压力 11.2.1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11.2.1)：Fsk＝KsγHdD1(11.2.1)式中Fsk—埋管垂直土压力标准值(kN/m)；Hd—管顶以上填土高度(m)；D1—埋管外直径(m)；Ks—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11.2.1查取。11.2.2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11.2.2)：Ftk＝KtγH0Dd(11.2.2)式中Ftk—埋管侧向土压力标准值(kN/m)；H0—埋管中心线以上填土高度(m)；Dd—埋管凸出地基的高度(m)；Kt—侧向土压力系数，；φ—填土内摩擦角，按附录F.0.1确定。11.2.3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1.1，有利时应采用0.9。1－岩基；2－密实砂类土，坚硬或硬塑粘性土；3－中密砂类土，可塑粘性土；4－松散砂类土，流塑或软塑粘性土图11.2.1埋管垂直土压力系数11.3淤沙压力11.3.1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：(11.3.1)式中Psk—淤沙压力标准值(kN/m)；γsb—淤沙的浮重度(kN/m3)，γsb＝γsd－(1－n)γw；图11.2.2埋管侧向土压力作用γsd—淤沙的干重度(kN/m3)；γw—水的重度(kN/m3)；n—淤沙的孔隙率；hs—挡水建筑物前泥沙淤积厚度(m)； φs—淤沙的内摩擦角(°)11.3.2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。11.3.3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。11.3.4淤沙压力的作用分项系数应采用1.2。12风荷载和雪荷载12.1风荷载12.1.1垂直作用于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算。wk＝βzμzμsw0(12.1.1)式中wk—风荷载标准值(kN/m2)；βz—z高度处的风振系数；μz—风压高度变化系数；μs—风荷载体形系数；w0—基本风压(kN/m2)。12.1.2基本风压应按GBJ9－87《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0.25kN/m2。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1.1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1.2后采用。12.1.3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：(1)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；(2)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。12.1.4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：(1)山间盆地、谷地等闭塞地形，0.75～0.85；(2)与大风方向一致的谷口、山口，1.2～1.5。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。12.1.5沿海海岛的基本风压，当缺乏实际资料时，可按陆地上的基本风压值乘以表12.1.5所列的调整系数采用。12.1.6风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按表12.1.6确定。其中地面粗糙度类别可分为A、B两类：A类—海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B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。表12.1.5海岛基本风压调整系数距海岸距离(km)调整系数＜401.040～601.0～1.160～1001.1～1.2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12.1.6中A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。 表12.1.6风压高度变化系数μz距地面高度(m)地面粗糙度类别AB51.170.80101.381.00151.521.14201.631.25301.801.42401.921.56502.031.67602.121.77702.201.86802.271.95902.342.021002.402.091502.642.382002.832.612502.992.803003.122.97≥3503.123.1212.1.7水工建筑的风荷载体形系数，可按照GBJ9－87《建筑结构荷载规范》和GBJ135－90《高耸结构设计规范》等设计规范中有关规定采用。12.1.8对于高度大于30m且高宽比大于1.5的水电站厂房，以及基本自振周期大于0.25s的进水塔、调压塔、渡槽等建筑物，应采用风振系数βz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1.0。风振系数的计算方法可参照GBJ9－87和GBJ135－90等设计规范的有关规定，或经专门研究确定。12.1.9风荷载的作用分项系数应采用1.3。12.2雪荷载12.2.1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：sk＝μrs0(12.2.1)式中sk—雪荷载标准值(kN/m2)；μr—建筑物顶面积雪分布系数；s0—基本雪压(kN/m2)。12.2.2基本雪压应按GBJ9－87中全国基本雪压图采用。12.2.3山区的基本雪压，应通过实际调查后确定。当无实测资料时，可按当地空旷平坦地面的基本雪压值乘以1.2后采用。12.2.4建筑物顶面的积雪分布系数，可参照GBJ9－87规定的屋面积雪分布系数采用。12.2.5雪荷载的作用分项系数应采用1.3。13冰压力和冻胀力13.1静冰压力13.1.1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Fdk可按表13.1.1采用。表13.1.1静冰压力标准值冰层厚度(m)0.40.60.81.01.2静冰压力标准值(kN/m)85180215245280 注：1.冰层厚度取多年平均年最大值。2.对于小型水库，应将表中静冰压力标准值乘以0.87后采用；对于库面开阔的大型平原水库，应乘以1.25后采用。3.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。4.静冰压力数值可按表列冰厚内插。13.1.2作用于独立墩柱上的静冰压力可按照式(13.2.2－1)计算。13.1.3静冰压力垂直作用于结构物前沿，其作用点取冰面以下1/3冰厚处。13.1.4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。13.1.5静冰压力的作用分项系数应采用1.1。13.2动冰压力13.2.1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：Fbk＝0.07vdi(13.2.1－1)式中Fbk—冰块撞击建筑物时产生的动冰压力(MN)；v—冰块流速(m/s)，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3%，但不宜大于0.6m/s；对于过冰建筑物可采用该建筑物前流冰的行近流速；A—冰块面积(m2)，可由当地或邻近地点的实测或调查资料确定；di—流冰厚度，可采用当地最大冰厚的0.7～0.8倍，流冰初期取大值；fic—冰的抗压强度(MPa)，宜由试验确定，当无试验资料时，对于水库可采用0.3MPa；对于河流，流冰初期可采用0.45MPa，后期可采用0.3MPa。13.2.2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：(1)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(13.2.2－1)、式(13.2.2－2)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：Fp1＝mfibdib(13.2.2－1)Fp2＝0.04vdi(13.2.2－2)式中Fp1—冰块切入三角形墩柱时产生的动冰压力(MN)；Fp2—冰块撞击三角形墩柱时产生的动冰压力(MN)；m—墩柱前沿的平面形状系数，按表13.2.2采用；γ—三角形夹角的一半(°)；fib—冰的抗挤压强度(MPa)，流冰初期可取0.75MPa，后期可取0.45MPa；b—在冰作用高程处的墩柱前沿宽度(m)。(2)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(13.2.2－1)计算。13.2.3动冰压力的作用分项系数可采用1.1。表13.2.2形状系数m值平面形状夹角为2γ的三角形矩形多边形或圆形45°60°75°90°120°m0.540.590.640.690.771.00.913.3冻胀力13.3.1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：Fτ＝φcφrτtuZd(13.3.1)式中Fτ—切向冻胀力标准值(kN)；φc—有效冻深系数； φr—表面粗糙系数，可采用1.0；τt—单位切向冻胀力标准值(kN/m2)，按表13.3.1采用；u—冻土层内桩(墩、柱)基础水平横截面周长(m)；Zd—设计冻深(m)。表13.3.1单位切向冻胀力标准值地表土冻胀量Δh(mm)2050120220＞220τt(kN/m2)204080110111～150注：1.τt值可按表列冻胀量内插。2.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13.3.2对于标准冻深大于0.5m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5m、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13.3.2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：σhm＝m0Crσht(13.3.2)式中σhm—最大单位水平冻胀力(kN/m2)；m0—墙体变形影响系数；Cr—挡墙迎土面边坡修正系数；σht—单位水平冻胀力标准值(kN/m2)，可按表13.3.2－1采用。表13.3.2－1单位水平冻胀力标准值墙后土冻胀量Δhd(mm)2050120220＞220σht(kN/m2)305090120121～170注：1.表中Δhd为距墙前地面0.25H1高度处墙后土的冻胀量。2.σht值可按表列冻胀量内插在图13.3.2中，H1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β和非冻胀区深度系数β′可按表13.3.2－2采用。图13.3.2水平冻胀力压强分布示意表13.3.2－2β和β′值墙后土冻胀量Δhd(mm)≤5050＜Δhd≤120120＜Δhd≤220＞220β0.150.300.450.50β′≤0.20≤0.15≤0.08≤0.08注：当H1小于2.0m时，表中β′值均取为零。13.3.3对于标准冻深大于0.5m地区，墙前地面至墙后填土顶部的高差大于5m的簿壁挡土墙和其他型式的挡土墙，水平冻胀力的计算应经专门研究。13.3.4在标准冻深大于0.5m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：Fvt＝m1a0σvtA(13.3.4－)式中Fvt—竖向冻胀力标准值(kN)；m1—竖向位移影响系数，可按下式计算：m1＝1－(〔s〕/Δh)1/2(13.3.4－2)a0—基础厚度影响系数，可按下式计算：a0＝〔1－(dt＋di)/Zd〕3/2(13.3.4－3) σvt—单位竖向冻胀力标准值(kN/m2)，按表13.3.4－1采用；A—单块基础板底面积(m2)；〔s〕—建筑物基础允许产生可复位的竖向位移值(mm)。1、2级建筑物为0；3～5级建筑物可按表13.3.4－2采用；Δh—建筑物所在地的地表冻胀量(mm)；dt—基础板厚(m)；di—基础表面的冰层厚度(m)，当表面无冰层时为0；Zd—设计冻深(m)。表13.3.4－1单位竖向冻胀力标准值(kN/m2)单板基础板底面积(m2)51050地表土冻胀量Δh(mm)2010060505015010080120210150120220280210170＞220281～360211～280171～230注：1.表中σvt值可按表列冻胀量和基础板底面积内插。2.本表不适用于单块基础板边长小于2.0m和长宽比大于5的基础表13.3.4－2基础允许冻胀竖向位移值建筑物类型及结构部位〔s〕(mm)3级建筑物4、5级建筑物水闸、涵洞进出口基础板1525闸室段、洞身段钢筋混凝土基础1015钢筋混凝土陡坡段底板、消力池底板、护坦板有侧向约束1525无侧向约束203013.3.5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。13.3.6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1.1。14浪压力14.1一般规定14.1.1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。14.1.2浪压力标准值一般可由波浪要素(波高、波长等)按14.2、14.3计算确定。对于1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。14.1.3波浪要素可按附录G计算。其中计算风速的取值应遵循下列规定：(1)当浪压力参与作用基本组合时，采用重现期为50年的年最大风速；(2)当浪压力参与偶然组合时，采用多年平均年最大风速。14.1.4浪压力的作用分项系数应采用1.2。14.2直墙式挡水建筑物上的浪压力14.2.1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：(1)当H≥Hcr和H≥时，浪压力分布如图14.2.1(a)所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：(14.2.1－1)式中Pwk—单位长度迎水面上的浪压力标准值(kN/m)；γw—水的重度(kN/m3)；Lm—平均波长(m)； h1%—累积频率为1%的波高(m)；H—挡水建筑物迎水面前的水深(m)；hz—波浪中心线至计算水位的高度(m)，按下式计算：(14.2.1－2)Hcr—使波浪破碎的临界水深(m)，按下式计算：(14.2.1－3)(2)当H≥Hcr，但H＜时，浪压力分布如图14.2.1(b)所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：(14.2.1－4)式中p1f———建筑物底面处的剩余浪压力强度(kN/m2)，按下式计算：(14.2.1－5)(3)当H＜Hcr时，浪压力分布如图14.2.1(c)所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：(14.2.1－6)式中λ—建筑物底面的浪压力强度折减系数。当H≤1.7h1%时，采用0.6；当H＞1.7h1%时，采用0.5。p0—计算水位处的浪压力强度(kN/m2)，按下式计算：(14.2.1－7)Ki—底坡影响系数，按表14.2.1采用。图14.2.1直墙式挡水建筑物的浪压力分布表14.2.1底坡影响系数Ki底坡I1/101/201/301/401/501/601/80＜1/100Ki值1.891.611.481.411.361.331.291.25 注：底坡i采用建筑物迎水面前一定距离内的平均值。14.3斜坡式挡水建筑物上的浪压力14.3.1对于1.5≤m≤5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14.3.1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。(1)斜坡上最大受力点的浪压力强度按下式计算：(14.3.1－1)式中pm—最大浪压力强度(kN/m2)；Kp—频率换算系数，采用1.35；K1—系数，按下式计算；(14.3.1－2)K2—系数，按表12.3.1－1采用；K3—浪压力相对强度系数，按表14.3.1－2采用；hs—有效波高(m)，约相当于累积频率为14%的波高。图14.3.1斜坡式混凝土护面板上的浪压力分布表14.3.1－1系数K2值Lm/hs1015202535K21.001.151.301.351.48表14.3.1－2浪压力相对强度系数K3hs(m)0.51.01.52.02.53.03.5≥4.0K33.72.82.32.11.91.81.751.7(2)斜坡上最大浪压力强度作用点距计算水位的垂直高度Zm按下式计算：(14.3.1－3)式中：(14.3.1－4)(14.3.1－5)当Zm＜0时，取Zm＝0。(3)图14.3.1中li(i＝1，2，3，4)按下列各式确定：l1＝0.0125Lφl2＝0.0325Lφl3＝0.0265Lφl4＝0.0675Lφ(14.3.1－6)式中： (14.3.1－7)图14.3.1中波浪爬高R1%，可按附录G计算确定。14.3.2装配式斜坡面板上的波浪反压力标准值，可按图14.3.2反压力强度分布计算的合力确定，其中波浪反压力强度pc按下式计算：(14.3.2)式中pc—波浪反压力强度(kN/m2)；Kc—波浪反压力强度系数，按图14.3.2曲线查取。图中bf为护面板沿斜坡方向的边长，Lm为平均波长。图14.3.2波浪反压力强度系数14.3.3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。15楼面及平台活荷载15.1水电站主厂房楼面活荷载15.1.1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。15.1.2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15.1.2采用。表15.1.2主厂房楼面均布活荷载标准值序号楼层名称标准值(kN/m2)300＞P≥100100＞P≥5050＞P≥51安装间160～140140～6060～302发电机层50～4040～2020～103水轮机层30～2020～1010～6注：P—单机容量(MW)；当P≥300MW时，均布荷载值可视实际情况酌情增大。15.2水电站副厂房楼面活荷载15.2.1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3～4kN/m2。15.2.2当缺乏资料时，副厂房的楼面活荷载标准值可按照表15.2.2采用。15.3工作平台活荷载15.3.1尾水平台活荷载按下列原则确定：(1)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10～20kN/m2(大型电站取大值)；表15.2.2副厂房各楼面均布活荷载标准值序号房间名称标准值(kN/m2)01生中央控制室、计算机室5～6 产副厂房02通信载波室、继电保护室503蓄电池室、酸室、充电机室604开关室505励磁盘室、厂用动力盘室506电缆室407空压机室408水泵室、通风机室409厂内油库、油处理室410试验室411电工室512机修室7～1013工具室514办公用副厂房值班室315会议室416资料室517厕所、盥洗室318走道、楼梯4注：当室内有较重设备时，其活荷载应按实际情况考虑。(2)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，并可与闸门操作或检修荷载分区考虑；(3)当尾水平台布置有变压器时，应按实际情况考虑：(4)施工期安放的起吊设备及临时堆放荷载，应根据工程实际情况确定。15.3.2进水口平台活荷载按下列原则确定：(1)进水口承受闸门、启闭机及清污机等设备产生的集中或局部荷载，均应按实际情况考虑；(2)进水口平台兼作公路桥时，应按公路桥梁车辆荷载标准确定；(3)进水口平台在安装金属结构时需安放重型起吊设备者，应考虑施工期的临时荷载。15.4其他要求及作用分项系数15.4.1设计楼面(平台)的梁、墙、柱和基础时，应对楼面(平台)的活荷载标准值乘以0.8～0.85的折减系数。15.4.2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1.1～1.2。15.4.3楼面及平台活荷载的作用分项系数，一般情况下可采用1.2；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1.05。16桥机和门机荷载16.1桥机荷载16.1.1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。16.1.2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。16.1.3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：(1)当用一台桥机吊物时，作用在一边轨道上的最大轮压：(16.1.3－1)(2)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： (16.1.3－2)式中Pmax—桥机一边轨道上的最大轮压(kN)；n—单台桥机作用在一边轨道上的轮数；Lk—桥机跨度(m)；L1—实际起吊最大部件中心至桥机轨道中心的最小距离(m)；m—单台桥机总质量(t)；m1—单台桥机小车质量(t)；m2—吊物和吊具质量(t)；m3—平衡梁质量(t)；g—重力加速度，9.81m/s2。16.1.4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5%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。16.1.5横向水平荷载标准值，可按小车、吊物及吊具的重力之和的4%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。16.1.6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1.05。16.1.7桥机竖向荷载、水平荷载的作用分项系数均应采用1.1。16.2门机荷载16.2.1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。16.2.2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。16.2.3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。16.2.4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8%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。16.2.5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5%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。16.2.6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1.05。16.2.7门机的竖向荷载、水平荷截的作用分项系数均应采用1.1。17温度作用17.1一般规定17.1.1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)。17.1.2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。17.1.3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。(1)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Tm和截面内外温差Td表示：Tm＝(Te＋Ti)/2(17.1.3－1)Td＝Te－Ti(17.1.3－2)式中Ti、Te—杆件内、外表面计算温度。结构的温度作用即指Tm、Td的变化。 (2)可简化为杆件结构计算的平板结构或＜0.5的壳体结构，如图17.1.3所示，可将沿结构厚度方向实际分布的计算温度T(x)分解为三部分，即截面平均温度Tm、等效线性温差Td和非线性温差Tn，并按下列公式计算：(17.1.3－3)(17.1.3－4)Tn＝T(x)－Tm－xTd/L(17.1.3－5)式中L—平板或壳体厚度(m)；R—壳体的曲率半径(m)。结构的温度作用可仅计及Tm和Td的变化，Tn一般可不予考虑。(3)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。(a)截面实际温度；(b)截面平均温度；(c)等效线性温差；(d)非线性温差图17.1.3结构温度分布17.1.4计算结构的温度作用时，应考虑以下因素：(1)结构所处环境的气温、水温、日照及基岩温度等边界条件，按17.2中有关条文确定。(2)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17.1.4采用。17.1.5温度作用的作用分项系数应采用1.1。表17.1.4混凝土热学特性指标序号项次符号单位数值1导热系数λckJ/(m·h·℃)10.62比热cckJ/(kg·℃)0.963导温系数acm2/h0.00454表面放热系数空气中流水中βcJ/(m2·s·℃)βc＝6.42＋3.83v0∞注：表中v0为计算风速(m/s)。17.2边界温度17.2.1结构物外界气温的年周期变化过程可用下式表示：Ta＝Tam＋Aacosω(τ－τ0)(17.2.1－1)式中Ta—多年月平均气温；τ—时间变量(月)；τ0—初始相位(月)；对于纬度高于30°的地区，取τ0＝6.5(月)；对于纬度低于或等于30°的地区，取τ0＝6.7(月)；ω—圆频率，ω＝2π/p，p为温度变化周期，取p＝12(月)；Tam—多年年平均气温；Aa—多年平均气温年变幅。Tam、Aa应采用当地实测多年月平均气温按下式计算： (17.2.1－2)(17.2.1－3)式中Tai—i月多年平均气温；τi—i月计算时点，τi＝i－0.5(月)。Aa也可近似地按下式计算：Aa＝(Ta7－Ta1)/2(17.2.1－4)式中Ta1、Ta7—1、7月多年平均气温。17.2.2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H所提供的方法。17.2.3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。17.2.4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2～4℃，多年平均温度年变辐增加1～2℃。对于大型工程，宜经专门研究确定。17.2.5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。17.3温度作用标准值17.3.1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：ΔTmk＝Tm1＋Tm2－Tm0(17.3.1－1)ΔTdk＝Td1＋Td2－Td0(17.3.1－2)其中：Tm0＝(T0e＋T0i)/2(17.3.1－3)Td0＝T0e－T0i(17.3.1－4)Tm1＝(Tme＋Tmi)/2(17.3.1－5)Td1＝Tme－Tmi(17.3.1－6)Tm2＝(Ae＋Ai)/2(17.3.1－7)Td2＝Ae－Ai(17.3.1－8)式中ΔTmk、ΔTdk—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；T0i、T0e—结构封闭时内、外表面温度；Tmi、Tme—结构运行期内、外表面多年年平均温度；Ai、Ae—结构运行期内、外表面多年平均温度年变幅。Tmi、Tme、Ai、Ae应根据结构所处外部环境按17.2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。17.3.2拱坝运行期的温度作用标准值可按附录J计算。17.3.3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。17.3.4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：ΔTck＝Tf－(Tp＋Tr)(17.3.4) 式中ΔTck—结构施工期温度作用标准值；Tf—结构稳定温度场；Tp—混凝土的浇筑温度；Tr—混凝土硬化时的最高温升。17.3.5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。18地震作用18.1一般规定18.1.1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(1990)》确定的基本烈度。对于基本烈度为6度或6度以上地区且坝高超过200m或库容大于100×108m3大型工程，以及基本烈度为7度或7度以上地区且坝高超过150m的大(1)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。18.1.2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DL5073－1997《水工建筑物抗震设计规范》的有关规定确定。18.1.3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。18.1.4各类水工建筑物的地震作用，应按下列原则考虑：(1)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；(2)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；(3)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；(4)当设计烈度为8、9度时，1、2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；(5)严重不对称或空腹等特殊型式的拱坝，以及设计烈度为8、9度的1、2级双曲拱坝，竖向地震作用宜作专门研究。18.2设计地震加速度及设计反应谱18.2.1按《中国地震烈度区划图(1990)》确定基本烈度时，水平向设计地震加速度代表值ah应按表18.2.1采用；竖向设计地震加速度代表值av可采用水平向地震加速度代表值的2/3。18.2.2专门进行地震危险性分析的工程，设计地震烈度及设计地震加速度的代表值，对于1级挡水建筑物，应按100年基准期内超越概率0.02确定；对于非挡水建筑物，应按50年基准期内超越概率0.05确定。表18.2.1水平向设计地震加速度的代表值设计烈度789ah0.1g0.2g0.4g注：g—重力加速度，9.81m/s2。18.2.3基岩面下50m及其以下的地下结构，水平向设计地震加速度代表值可按18.2.1或18.2.2规定值的1/2采用；基岩面下不足50m处的水平向设计地震加速度代表值，可按深度线性插值。18.2.4按动力法计算地震作用效应时，设计反应谱β值应根据结构自振周期T按图18.2.4采用。设计反应谱最大值βmax应根据建筑物类型按表18.2.4－1采用，其下限值βmin应不小于β max的20%；特征周期Tg应根据场地类别按表18.2.4－2采用，对于设计烈度不大于8度的基本自振周期大于1.0s的结构，Tg宜延长0.05s。图18.2.4设计反应谱表18.2.4－1设计反应谱最大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βmax2.02.52.25表18.2.4－2特征周期场地类别ⅠⅡⅢⅣTg(s)0.200.300.400.6518.3地震作用的水库计算水位18.3.1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。18.3.2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。18.3.3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。19灌浆压力19.0.1水工结构设计应考虑以下三种灌浆压力：(1)地下结构的混凝土衬砌顶拱与围岩之间的回填灌浆压力；(2)钢衬与外围混凝土之间的接触灌浆压力；(3)混凝土坝坝体施工缝的接缝灌浆压力。19.0.2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。19.0.3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：(1)回填灌浆压力，0.2～0.4MPa(一序灌浆孔取小值，二序灌浆孔取大值)；(2)接触灌浆压力，0.1～0.2MPa；(3)接缝灌浆压力，0.2～0.5MPa。19.0.4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1.0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。19.0.5灌浆压力的作用分项系数可采用1.3。附录A(标准的附录)水工结构主要作用按随时间变异的分类A.0.1永久作用：(1)结构自重和永久设备自重；(2)土压力；(3)淤沙压力(有排沙设施时可列为可变作用)；(4)地应力；(5)围岩压力；(6)预应力。A.0.2可变作用： (1)静水压力；(2)扬压力(包括渗透压力和浮托力)；(3)动水压力(包括水流离心力、水流冲击力、脉动压力等)；(4)水锤压力；(5)浪压力；(6)外水压力；(7)风荷载；(8)雪荷载；(9)冰压力(包括静冰压力和动冰压力)；(10)冻胀力；(11)楼面(平台)活荷载；(12)桥机、门机荷载；(13)温度作用；(14)土壤孔隙水压力；(15)灌浆压力；A.0.3偶然作用：(1)地震作用；(2)校核洪水位时的静水压力。附录B(标准的附录)水工建筑物的材料重度表B1常用材料重度序号材料名称重度(kN/m3)备注1钢铁(1)钢材、铸钢(2)铸铁78.572.52普通水工混凝土、砂浆(1)素混凝土(2)钢筋混凝土(3)沥青混凝土(4)水泥砂浆23.5～24.024.5～25.021.0～23.018.5～20.03水泥14.5～16.04浆砌粗料石22.0～25.05浆砌块石21.0～23.06干砌块石18.0～21.07回填土石(不包括土石坝)(1)抛块石抛块石(2)抛碎石抛碎石(3)细砂、粗砂(4)卵石砂夹卵石砂夹卵石(5)砂土砂土17.0～18.010.0～11.016.0～17.010.0～11.014.5～16.516.0～18.015.0～17.016.0～19.016.018.0水下水下干干干、松干、压实干、压实湿、压实8岩石石料(1)花岗岩(2)玄武岩24.0～27.5 (3)辉绿岩(4)大理岩、石灰岩(5)砂岩(6)页岩25.5～31.525.0～29.526.5～28.024.0～27.023.5～27.5表B2大体积混凝土重度(kN/m3)骨料重度(kN/m3)骨料最大粒径(mm)20408015026.023.523.924.224.426.523.724.124.424.627.023.924.324.624.827.524.124.524.825.0表B3土石坝压实干重度材料名称代号重度(kN/m3)备注堆石(花岗岩)堆石(石灰岩)堆石(砂岩)堆石(大理岩)堆石(石英岩)堆石(玄武岩)堆石(片麻岩)堆石(千枚岩)堆石(卵石)20.0～22.018.5～21.018.0～21.018.5～21.020.0～22.019.0～20.520.5～22.520.0～22.519.0～22.0采用大型振动碾压实级配良好砾级配不良砾含细粒土砾粉土质砾粘土质砾GWGPGFGMGC18.5～21.018.0～20.518.0～20.017.5～19.517.0～19.0级配良好砂级配不良砂含细粒土砂粉土质砂粘土质砂SWSPSFSMSC16.5～19.016.0～18.016.0～18.516.0～18.516.0～18.0低液限粉土高液限粉土低液限粘土高液限粘土MLMHCLCH15.5～17.015.5～17.015.0～16.014.0～15.0附录C(标准的附录)混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数C.0.1混凝土衬砌有压隧洞的外水压力折减系数βe，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C选用。表C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βe值1洞壁干燥或潮湿无影响0～0.202沿结构面有渗水或滴水风化结构面有充填物质，地下水降低结构面的抗剪强度，对软弱岩体有软化作用0.1～0.43沿裂隙或软弱结构面有大量滴水、线状流水或喷水泥化软弱结构面有充填物质，地下水降低抗剪强度，对中硬岩体有软化作用0.25～0.60 4严重滴水，沿软弱结构面有小量涌水地下水冲刷结构面中的充填物质，加速岩体风化，对断层等软弱带软化泥化，并使其膨胀崩解及产生机械管涌。有渗透压力，能鼓开较薄的软弱层0.40～0.805严重股状流水，断层等软弱带有大量涌水地下水冲刷带出结构面中的充填物质，分离岩体，有渗透压力，能鼓开一定厚度的断层等软弱带，并导致围岩塌方0.65～1.00附录D(标准的附录)改进阻力系数法D.0.1地基有效深度按下式计算：当≥5时，Te＝0.5L0(D1)当＜5时，(D2)式中Te—地基有效深度(m)；L0—地下轮廓的水平投影长度(m)；S0—地下轮廓的垂直投影长度(m)。当计算得到的Te值大于地基实际深度时，应按地基实际深度采用。D.0.2分段阻力系数可分别按下列情况计算：(1)进、出口段［见图D1(a)］：(D3)式中ξ0—进、出口段的阻力系数；S—板桩或齿墙的入土深度(m)；T—地基透水层深度(m)。(a)进出口段；(b)内部垂直段；(c)水平段图D1闸基分段示意(2)内部垂直段［见图D1(b)］：ξy＝2πlncotπ41－ST(D4)式中ξy—内部垂直段的阻力系数。(3)水平段［见图D1(c)］：(D5)式中ξx—水平段的阻力系数；S1、S2—进口段、出口段板桩或齿墙的入土深度(m)。D.0.3各分段水头损失值可按下式计算： (D6)式中ΔH—上、下游水位差(m)；hi—各分段的水头损失值(m)；ξi—各分段的阻力系数；n—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。D.0.4在渗透压力图形中，尚应对进、出口段按下述方法进行修正：(1)进、出口段修正后的水头损失值可按下式计算：h0′＝β′h0(D7)式中h0—按式(D6)计算的水头损失值(m)；h0′—修正后的水头损失值(m)；β′—阻力修正系数，可按下式计算［见图D2(a)］(D8)其中S′—底板埋深与板桩入土深度之和(m)；T′—板桩另一侧地基透水层深度(m)。当计算的β′≥1.0时，采用β′＝1.0。图D2进、出口段渗透压力图形修正修正后水头损失的减少值Δh，可按下式计算：Δh＝(1－β′)h0(D9)水力坡降呈急变形式的长度可按下式计算：(D10)式中a—水力坡降呈现急变形式的长度(m)。渗透压力图形修正如图D2(b)所示。(2)齿墙不规则部位可按下列情况修正(见图D3)：(a)凸型进出口；(b)Г型进出口图D3齿墙不规则部位的渗透压力图形修正a)当hx≥Δh时，可按下式修正：hx′＝hx＋Δh(D11) 式中hx—水平段的水头损失值(m)；hx′—修正后的水平段水头损失值(m)。b)当hx＜Δh时，可按下列两种情况分别修正：若hx＋hy≥Δh，可按下列二式修正：hx′＝2hx(D12)hy′＝hy＋Δh－hx(D13)式中hy———内部垂直段水头损失值(m)；hy′———修正后的内部垂直段水头损失值(m)。若hx＋hy＜Δh，可按下列三式修正：hx′＝2hx(D14)hy′＝2hy(D15)hcd′＝hcd＋Δh－(hx＋hy)(D16)式中hcd—图D3中CD段的水头损失值(m)；hcd′—修正后CD段的水头损失值(m)。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E(标准的附录)简单管路水锤压力计算公式E.0.1水锤特性系数按下列公式计算：(E1)(E2)式中L—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(m)；vm—压力水道负荷变化前(或变化后)的流速(m/s)，可按下式计算：(E3)∑Lv—压力水道的各段长度(m)与其流速(m/s)的乘积之和；H0—静水头(m)，负荷变化前上、下游计算水位之差；Ts—水轮导叶有效关闭(开启)时间(s)；a—水锤在压力管道中的传播速度(m/s)，其值与管壁材料及厚度有关，数值变化在800～1200m/s范围内，在缺乏资料的情况下，可近似采用1000m/s；g—重力加速度，9.81m/s2。E.0.2发生间接水锤(Ts＞2L/a)时的水锤压力相对值ξ(ξ或η)可按表E所列公式计算。表E简单管路最大水锤压力计算公式机组运行工况导叶开度计算公式近似公式开始终了关机τ00τ0010τ01 τ0101注：1.τ0、τ1—导叶初始和第一相末的开度；2.ξm、ξ1—末相、第一相水锤压力相对升高值；3.ηm、η1—末相、第一相水锤压力相对降低值附录F(标准的附录)主动土压力系数Ka和静止土压力系数K0的计算F.0.1主动土压力系数可按下式计算(参见图9.1.2－1)：(F1)(F2)(F3)(F4)式中Ka—主动土压力系数；γ—挡土墙后填土的重度(kN/m3)；H—挡土墙高度(m)；ε—挡土墙背面与铅垂面的夹角(°)；β—挡土墙后填土表面坡角(°)δ—挡土墙后填土对墙背的外摩擦角(°)，可按表F1采用；φ—填土内摩擦角(°)；c—填土粘聚力(kN/m2)；μφ—填土内摩擦角的平均值；σφ—填土内摩擦角的标准差；μc—填土粘聚力的平均值(kN/m2)；λ—计算系数，可根据墙后填土的内摩擦角和粘聚力的均值μφ、μc及其变异系数δφ、δc由表F4查取。挡土墙后填土的φ、c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F2、表F3采用。表F1填土对挡土墙背的外摩擦角δ挡土墙情况δ墙背光滑，排水不良(0.00～0.33)φ墙背粗糙，排水良好(0.33～0.50)φ墙背很粗糙，排水良好(0.50～0.67)φ墙背与填土间不可能滑动(0.67～1.00)φ表F2砾类土G、砂类土S的φ值类别松散状态中密状态密实状态砾类土G30°～34°34°～37°37°～40° 砂类土S25°～30°30°～35°35°～40°表F3细粒土F的φ、c值塑性指数Ip孔隙比＜0.50.5～0.60.6～0.70.7～0.80.8～0.9＞0.9＜10φ(°)272523211917c(kN/m2)108643210～17φ(°)211917151413c(kN/m2)181411986＞17φ(°)171513121110c(kN/m2)352822171310表F4计算系数λ值μφμc(kN/m2)δφδc0.20.40.60.820°100.11.00.80.60.30.21.11.11.00.80.31.21.21.21.2200.10.90.60.300.21.00.80.50.30.31.11.00.80.5300.10.80.50.200.20.90.60.30.10.31.00.80.50.330°50.11.21.21.11.00.21.31.31.41.50.31.41.51.51.5100.11.10.90.70.50.21.11.11.00.90.31.21.21.21.2200.10.90.60.40.10.21.00.90.70.50.31.11.00.90.740°50.11.21.21.11.00.21.41.41.41.50.31.41.31.21.1100.11.11.00.80.50.21.21.21.21.10.31.21.41.41.3200.10.90.70.50.20.21.00.90.70.50.31.11.00.90.7F.0.2静止土压力系数可按下式计算：(F5)式中K0—静止土压力系数；ν—墙后填土的泊松比，可取其概率分布的0.05分位值。若墙后填土为正常固结粘土，K0也可由下式计算：K0＝1－sinφ′(F6)式中φ′—墙后填土的有效内摩擦角(°)，可取其概率分布的0.05分位值。当ν、φ′的试验资料不足时，K0可参照表F5采用。表F5静止土压力系数土类土状态K0 砾类土G0.22～0.40砂类土S0.30～0.60低液限粉土ML低液限粘土CL竖硬或硬塑0.40可塑0.52软塑或流塑0.64高液限粘土CH坚硬或硬塑0.40可塑0.64软塑或流塑0.87附录G(标准的附录)波浪要素和爬高计算G.1基本资料G.1.1年最大风速。系指水面上空10m高度处10min平均风速的年最大值；对于水面上空Z(m)处的风速，应乘以表G1中的修正系数Kz后采用。陆地测站的风速，应参照有关资料进行修正。G.1.2风区长度(有效吹程)按下列情况确定：(1)当沿风向两侧的水域较宽广时，可采用计算点至对岸的直线距离；(2)当沿风向有局部缩窄且缩窄处的宽度b表G1风速高度修正系数高度Z(m)25101520修正系数Kz1.251.101.000.960.90小于12倍计算波长时，可采用5倍b为风区长度，同时不小于计算点至缩窄处的直线距离；图G1等效风区长度计算示意(3)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7.5°做一条射线，分别与水域边界相交。如图G1所示，记D0为计算点沿主射线方向至对岸的距离，Di为计算点沿第i条射线至对岸的距离，ai为第i条射线与主射线的夹角，ai＝7.5i(一般取i＝±1、±2、±3、±4、±5、±6)，同时令a0＝0，则等效风区长度D可按下式计算：(i＝0、±1、±2、±3、±4、±5、±6)(G1)G.1.3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。G.2波浪要素计算G.2.1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：(1)平原、滨海地区水库，宜按莆田试验站公式计算：(G2) (G3)式中hm—平均波高(m)；Tm—平均波周期(s)；v0—计算风速(m/s)；D—风区长度(m)；Hm—水域平均水深(m)；g—重力加速度，9.81m/s2。(2)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，v0＜26.5m/s及D＜7.5km＝：(G4)(G5)式中h2%—累积频率为2%的波高(m)；Lm—平均波长(m)。(3)内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算(适用于v0＜20m/s及D＜20km＝：(G6)(G7)式中h—当gD/v20＝20～250时，为累积频率5%的波高h5%；当gD/v20＝250～1000时，为累积频率10%的波高h10%。G.2.2累积频率为p(%)的波高hp与平均波高的关系可按表G2进行换算。表G2累积频率为p(%)的波高与平均波高的比值p(%)0.1123451013205002.972.422.232.112.021.951.711.611.430.940.12.702.262.092.001.921.871.651.561.410.960.22.462.091.961.881.811.761.591.511.370.980.32.231.931.821.761.701.661.521.451.341.000.42.011.781.681.641.601.561.441.391.301.010.51.801.631.561.521.491.461.371.331.251.01G.2.3平均波长Lm与平均波周期Tm可按下式换算：(G8)对于深水波，即当H≥0.5Lm时，上式可简化为：(G9) 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G3查取。 表G3平均波长Lm与平均波周期Tm、建筑物迎水面前水深H的换算表H(m)Tm(s)234567891012141618201.02.03.04.05.05.216.046.216.238.6811.3012.6713.3913.7511.9916.2218.9520.8522.1915.2320.9424.9227.9330.3018.4325.5730.7134.7638.0721.6130.1435.4041.4245.6424.7834.6842.0247.9953.0627.9439.1947.5954.4960.3931.1043.6853.1460.9467.6682.0596.32110.6124.7138.96.07.08.09.010.013.9213.9914.0214.0314.0423.1223.7624.1024.4824.6532.1733.6734.8735.8236.5840.8543.2045.2146.9248.3949.2552.4055.1857.6259.8057.4861.3964.8868.0370.8865.5870.2274.2078.2181.7073.6078.9483.7988.2492.3489.4496.00102.3108.0113.4105.1113.2120.6127.4133.8120.7130.1138.7146.7154.2136.3146.9156.9166.0174.5151.8163.7174.7185.0194.712.014.016.018.020.014.0524.8524.9224.9524.9737.6238.2438.5938.7838.8950.7152.4053.6054.4455.0263.4666.3868.6970.5271.9575.8279.9583.4286.3288.7687.8893.1797.75101.72105.1899.70106.11111.75116.75121.20112.8131.3139.0146.0152.3145.6156.1165.7174.5182.5168.0180.5191.9202.4212.2190.3204.8217.9230.2241.5212.6228.8243.7257.6270.622.024.026.028.030.038.9538.9839.0039.0039.0155.4255.6855.8855.9756.0573.0773.9274.5875.0778.4490.8092.5093.5095.0696.02108.19110.81113.09115.06116.77125.17128.21131.88134.72137.25158.1163.4168.8172.7176.9190.1197.0203.6209.5215.3221.4229.9238.0245.6252.7252.3262.6271.9280.9289.6282.9294.4305.4315.8325.732.034.036.038.040.056.0056.1256.1456.1656.1775.7275.9276.0776.1876.2696.9797.4297.9398.3498.60118.25119.52120.61121.53122.33139.51141.52143.32144.91146.32180.8184.4187.7190.7193.6220.7225.8230.5235.0239.2259.5266.0272.1278.0283.3297.6305.4312.9320.0326.6335.2343.3353.0361.4369.442.044.046.048.050.056.1756.1756.1876.3276.3676.3976.4176.4398.9299.1399.2099.4299.52123.00123.66124.04124.41124.78147.57148.67149.64150.49151.24196.2198.6200.8202.9204.8243.2247.0250.5253.9256.9288.8293.9298.7303.3307.6333.4339.7345.7351.5357.0377.2384.6391.8398.8405.5 55.060.065.070.076.4576.4676.4799.7199.7899.8299.85125.19125.78126.02126.17152.93158.76154.49155.00208.9212.7214.9216.9264.2270.2275.8280.3317.9327.1335.2342.5370.1382.1393.3422.8421.4436.0449.7462.2深水波6.2414.0524.9739.0256.1976.4799.88128.12156.07224.6305.7399.3505.3623.9 G.3波浪爬高计算G.3.1斜坡式建筑物累积频率为1%的波浪爬高可按下式计算：(G10)式中R1%———累积频率为1%的波浪爬高(m)；h1%———累积频率为1%的波高(m)；Kφ———考虑波浪入射角的折减系数，按表G4采用；KΔ———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1.0，混凝土护面采用0.9；Kv———与计算风速和波速有关的系数，可按表G5采用；KR———相对爬高系数，按式(G11)～式(G14)计算：(G11)(G12)(G13)(G14)表G4考虑波浪入射角的折减系数β(°)0102030405060Kφ1.000.980.960.920.870.820.76注：β—波浪入射角，即波峰线与堤轴线的夹角。表G5系数Kv值v0/c≤1234≥5Kv1.001.101.181.241.28注：c—波速(m/s)，c＝Lm/Tm。附录H(标准的附录)水库坝前水温计算H.0.1水库坝前水温的年周期变化过程可用下式表示：(H1)式中Tw(y，τ)—水深y(m)处、τ(月)时刻的多年月平均水温；τ0—气温年周期变化过程的初始相位，按17.2.1确定；Twm(y)—水深y(m)处的多年年平均水温，按H.0.2确定；Aw(y)—水深y(m)处的多年平均水温年变幅，按H.0.3确定；ε(y)—水深y(m)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H.0.4确定。H.0.2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：(1)Hn≥y0的多年调节水库： (H2)(2)Hn≥y0的非多年调节水库：(H3)(3)Hn＜y0的水库：(H4)式中Hn—水库坝前正常水深(m)；y0—多年调节水库的变化温度层深度(m)，一般可取y0＝50～60m；C1—拟合参数，按下式计算：(H5)Tam—坝址多年年平均气温，按17.2.1确定。H.0.3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：(1)Hn≥y0的多年调节水库：(H6)(2)Hn≥y0的非多年调节水库：(H7)(3)Hn＜y0的水库：(H8)式中C2—拟合参数，按下式计算：(H9)Aa′—修正后的气温年变幅，按下式计算：(H10)Aa—坝址多年平均气温年变幅，按17.2.1确定；Ta7—7月多年平均气温，可取Ta7＝Tam＋Aa；Δa—太阳辐射所引起的增量，可取Δa＝1～2℃。H.0.4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。(1)Hn≥y0的多年调节水库：(H11)(2)Hn≥y0的非多年调节水库： (H12)(3)Hn＜y0的水库：(H13)附录J(标准的附录)拱坝运行期温度作用的标准值J.0.1拱坝运行期温度作用的标准值可由下列公式计算：ΔTmk＝Tm1＋Tm2－Tm0(J1)ΔTdk＝Td1＋Td2－Td0(J2)式中ΔTmk、ΔTdk—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；Tm0、Td0—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(17.1.3－2)计算；Tm1、Td1—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J.0.2计算；Tm2、Td2—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J.0.3计算。J.0.2Tm1、Td1按下列公式计算：Tm1＝(Tme＋Tmi)/2(J3)Td1＝Tme－Tmi(J4)式中Tmi、Tme—上、下游坝面多年年平均温度，根据其外部环境按17.2节中有关条文确定。J.0.3Tm2、Td2按下列公式计算：(J5)(J6)其中：式中p—温度变化周期，取p＝12(月)；L—坝体厚度(m)；ac—混凝土的导温系数，按17.1.4确定； τ0—气温年周期变化过程的初始相位，按17.2.1确定；ε—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H.0.4确定；Ai、Ae—上、下游坝面多年平均温度年变幅，根据其外部环境按17.2中有关条文确定；τ—温度作用最不利组合的计算时点。通常可取τ＝7.5或8.0计算与温升标准值相应的Tm2、Td2，然后改变符号作为与温降标准值相应的Tm2、Td2。上式中ρ1、ρ2、θ1、θ2也可从图J1中查得。图J1的关系附录K(标准的附录)本规范用词说明K.0.1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：(1)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”。(2)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”。(3)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”。K.0.2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……”。'