第二章 水工建筑物設(shè)計(jì)綜述

1、重重慶慶交通大交通大學(xué)學(xué)河海河海學(xué)學(xué)院院第二章第二章 水工建筑物水工建筑物設(shè)計(jì)綜設(shè)計(jì)綜述述水水 工工 建建 筑筑 物物2.12.1 水利工程水利工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的任的任務(wù)務(wù)和特點(diǎn)和特點(diǎn)一、水利工程一、水利工程v 定義定義v 特點(diǎn)特點(diǎn)二、水利技術(shù)工作二、水利技術(shù)工作v 勘測(cè)：水文、氣象、地質(zhì)、地理、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)信息?？睖y(cè)：水文、氣象、地質(zhì)、地理、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)信息。v 規(guī)劃：統(tǒng)一部署，主要依據(jù)社會(huì)現(xiàn)實(shí)、自然環(huán)境。規(guī)劃：統(tǒng)一部署，主要依據(jù)社會(huì)現(xiàn)實(shí)、自然環(huán)境。v 工程設(shè)計(jì)：運(yùn)用科學(xué)技術(shù)、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)原理工程設(shè)計(jì)：運(yùn)用科學(xué)技術(shù)、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)原理。v 工程施工：組織人力、物力高質(zhì)量完成任務(wù)。工程施工：組織人力

2、、物力高質(zhì)量完成任務(wù)。v 工程管理：已建成工程的調(diào)度、運(yùn)行、維修、監(jiān)測(cè)、經(jīng)營工程管理：已建成工程的調(diào)度、運(yùn)行、維修、監(jiān)測(cè)、經(jīng)營v 科技開發(fā)：研究新理論、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等，以科技開發(fā)：研究新理論、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等，以提高科技水平。提高科技水平。2.12.1 水利工程水利工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的任的任務(wù)務(wù)和特點(diǎn)和特點(diǎn)三、水利工程設(shè)計(jì)三、水利工程設(shè)計(jì)v設(shè)計(jì)一般步驟設(shè)計(jì)一般步驟技術(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)預(yù)測(cè)信息分析信息分析科學(xué)類比科學(xué)類比系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)功能分析功能分析安全分析安全分析施工方案施工方案經(jīng)濟(jì)分析經(jīng)濟(jì)分析綜合評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)各學(xué)科研制了對(duì)應(yīng)的軟件，便于工程師設(shè)計(jì)各學(xué)科研制了對(duì)應(yīng)的軟件，

3、便于工程師設(shè)計(jì)v水利工程的自身特點(diǎn)水利工程的自身特點(diǎn)n個(gè)性突出：幾乎每個(gè)工程均有其獨(dú)特的水文、地質(zhì)、個(gè)性突出：幾乎每個(gè)工程均有其獨(dú)特的水文、地質(zhì)、自然條件自然條件n規(guī)模大、風(fēng)險(xiǎn)大：需謹(jǐn)慎、嚴(yán)格，必要時(shí)需試驗(yàn)研究規(guī)模大、風(fēng)險(xiǎn)大：需謹(jǐn)慎、嚴(yán)格，必要時(shí)需試驗(yàn)研究n規(guī)程規(guī)范指導(dǎo)性強(qiáng)：總結(jié)歷史，參考經(jīng)驗(yàn)，形成規(guī)程規(guī)程規(guī)范指導(dǎo)性強(qiáng)：總結(jié)歷史，參考經(jīng)驗(yàn)，形成規(guī)程規(guī)范，少走彎路。規(guī)范，少走彎路。n施工外界干擾大施工外界干擾大2.12.1 水利工程水利工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的任的任務(wù)務(wù)和特點(diǎn)和特點(diǎn)2.12.1 水利工程水利工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的任的任務(wù)務(wù)和特點(diǎn)和特點(diǎn)四、設(shè)計(jì)工作水平四、設(shè)計(jì)工作水平 根據(jù)有無參考樣本和工程經(jīng)驗(yàn)，可

4、分為以下幾種：根據(jù)有無參考樣本和工程經(jīng)驗(yàn)，可分為以下幾種：v 開發(fā)型設(shè)計(jì)開發(fā)型設(shè)計(jì)：提出創(chuàng)造性的新型方案，但難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、：提出創(chuàng)造性的新型方案，但難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、投資高。投資高。v 更新型設(shè)計(jì)更新型設(shè)計(jì)：在常規(guī)型式、設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上改進(jìn)局部建：在常規(guī)型式、設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上改進(jìn)局部建筑物設(shè)計(jì)原理，如碾壓混凝土壩、面板堆石壩。筑物設(shè)計(jì)原理，如碾壓混凝土壩、面板堆石壩。v 適配型設(shè)計(jì)適配型設(shè)計(jì)：常規(guī)型式上選擇適當(dāng)?shù)某叽纭⒉牧虾筒贾眯停撼Ｒ?guī)型式上選擇適當(dāng)?shù)某叽?、材料和布置型式。式。v 工程設(shè)計(jì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)工程設(shè)計(jì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)n適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)合理性適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)合理性2.22.2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的

5、工作步的工作步驟驟一、水工建筑物設(shè)計(jì)一、水工建筑物設(shè)計(jì)v 水利工程建設(shè)的全過程是一個(gè)系統(tǒng)工程。水利工程建設(shè)的全過程是一個(gè)系統(tǒng)工程。關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)工作者需站在全局的高度解決問題。功能需求、資金、人力投入，投資風(fēng)險(xiǎn)分析物力資源、結(jié)構(gòu)型式、工作特點(diǎn),施工導(dǎo)流方案，環(huán)境影響等2.22.2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的工作步的工作步驟驟二、設(shè)計(jì)階段的工作步驟二、設(shè)計(jì)階段的工作步驟v 收集資料及信息收集資料及信息v 明確總體規(guī)劃及功能明確總體規(guī)劃及功能v 提出方案提出方案v 方案比選方案比選v 推薦方案推薦方案v 優(yōu)化設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造v 初定施工方案初定施工方案v 方案評(píng)價(jià)及驗(yàn)證方案評(píng)價(jià)及驗(yàn)證2.22.2 設(shè)

6、計(jì)設(shè)計(jì)的工作步的工作步驟驟三、分等和分級(jí)三、分等和分級(jí)1 1 水利工程水利工程( (水利樞紐水利樞紐) )的分等的分等工程失常影響效益，工程失事造成災(zāi)難工程失常影響效益，工程失事造成災(zāi)難 工程規(guī)模有大小，安全程度有高低工程規(guī)模有大小，安全程度有高低水利工程分等水利工程分等v級(jí)別：五等級(jí)別：五等v分等依據(jù)：工程規(guī)模、效益、重要性分等依據(jù)：工程規(guī)模、效益、重要性2.22.2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的工作步的工作步驟驟2 2 水工建筑物的分級(jí)水工建筑物的分級(jí)v級(jí)別：五級(jí)級(jí)別：五級(jí)永久性主要建筑物：大壩、廠房、泄洪閘永久性主要建筑物：大壩、廠房、泄洪閘永久性次要建筑物：擋墻、導(dǎo)墻、護(hù)岸永久性次要建筑物：擋墻、導(dǎo)墻、

7、護(hù)岸臨時(shí)建筑物：施工圍堰、導(dǎo)流建筑物臨時(shí)建筑物：施工圍堰、導(dǎo)流建筑物v分級(jí)依據(jù)：工程等別、作用、重要性分級(jí)依據(jù)：工程等別、作用、重要性水工建筑物水工建筑物3 3 不同級(jí)別水工建筑物有以下不同要求：不同級(jí)別水工建筑物有以下不同要求：v級(jí)別不同，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期也不相同級(jí)別不同，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期也不相同n是研究工程對(duì)策的參照年限，是為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料是研究工程對(duì)策的參照年限，是為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值而選用的時(shí)間參數(shù)，它不等同于設(shè)計(jì)使用年限。性能取值而選用的時(shí)間參數(shù)，它不等同于設(shè)計(jì)使用年限。n設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)，它的確定不僅涉及可變作用（荷載），設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是一個(gè)基準(zhǔn)參數(shù)，它

8、的確定不僅涉及可變作用（荷載），還涉及材料性能，是在對(duì)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上提出來的，還涉及材料性能，是在對(duì)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上提出來的，一般情況下不能隨意更改。例如我國規(guī)范所采用的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)一般情況下不能隨意更改。例如我國規(guī)范所采用的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)（包括反映譜和地震最大加速度）的基準(zhǔn)期為（包括反映譜和地震最大加速度）的基準(zhǔn)期為50年，如果要求采用年，如果要求采用基準(zhǔn)期為基準(zhǔn)期為100年的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，則不但要對(duì)地震動(dòng)的概率分布年的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，則不但要對(duì)地震動(dòng)的概率分布進(jìn)行專門研究，還要對(duì)建筑材料乃至設(shè)備的性能參數(shù)進(jìn)行專門的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行專門研究，還要對(duì)建筑材料乃至設(shè)備的性能

9、參數(shù)進(jìn)行專門的統(tǒng)計(jì)研究。研究。n水工建筑物在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的要求水工建筑物在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的要求n1 1級(jí)擋水建筑物為級(jí)擋水建筑物為100100年，其它永久建筑物為年，其它永久建筑物為5050年年2.2 設(shè)計(jì)的工作步驟設(shè)計(jì)的工作步驟2.2 設(shè)計(jì)的工作步驟設(shè)計(jì)的工作步驟v 級(jí)別不同，抗御災(zāi)害能力也不同：防洪標(biāo)準(zhǔn)、抗震標(biāo)準(zhǔn)、級(jí)別不同，抗御災(zāi)害能力也不同：防洪標(biāo)準(zhǔn)、抗震標(biāo)準(zhǔn)、壩頂超高壩頂超高v 級(jí)別不同，安全性不同級(jí)別不同，安全性不同n包括強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形三方面包括強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形三方面n水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別v 級(jí)別不同，運(yùn)行可靠性不同級(jí)別不同，運(yùn)行可靠性不同v 級(jí)別不同，建

10、筑材料不同：品種、質(zhì)量、耐久性級(jí)別不同，建筑材料不同：品種、質(zhì)量、耐久性2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性 一、水工建筑物失事統(tǒng)計(jì)一、水工建筑物失事統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)歷史統(tǒng)計(jì)歷史1400014000座高于座高于15m15m的壩：的壩：1%1%統(tǒng)計(jì)近代的壩：統(tǒng)計(jì)近代的壩：0.20.2v大壩破壞率大壩破壞率v大壩失事原因統(tǒng)計(jì)大壩失事原因統(tǒng)計(jì)失事原因失事原因所占比例所占比例失事原因失事原因所占比例所占比例地基及周邊滲漏地基及周邊滲漏1616溫度裂縫溫度裂縫6 6地基失穩(wěn)地基失穩(wěn)1515蓄放水控制不當(dāng)蓄放水控制不當(dāng)5 5洪水漫頂洪水漫頂1212冰融作用冰融作用4 4壩體集中滲流壩體集中滲流11

11、11運(yùn)用不當(dāng)運(yùn)用不當(dāng)4 4浸蝕水、穴居動(dòng)物浸蝕水、穴居動(dòng)物9 9波浪作用波浪作用2 2地震地震6 6原因不明原因不明10102.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性v大壩失事時(shí)間大壩失事時(shí)間：一半以上失事集中在施工期（一半以上失事集中在施工期（16.7%）和使）和使用初期（用初期（26.8%）。）。事故或事故或失事失事壩型壩型事故或失事發(fā)生時(shí)間事故或失事發(fā)生時(shí)間施工中施工中第一次第一次蓄水蓄水建成建成5 5年內(nèi)年內(nèi)建成建成5 5年后年后不清楚不清楚事故事故(2013(2013件件) )混凝土及混凝土及砌石壩砌石壩2.62.64.64.64.24.211.711.710.810.8土

12、石壩土石壩6.96.910.510.511.911.920.020.016.816.8失事失事(108(108座座) )混凝土及混凝土及砌石壩砌石壩2.82.811.111.13.73.73.73.70.90.9土石壩土石壩13.913.915.715.713.013.030.530.54.74.7表表2-5 2-5 壩在壩在不同時(shí)刻不同時(shí)刻發(fā)生事故或失事所占百分比發(fā)生事故或失事所占百分比2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性二、安全儲(chǔ)備二、安全儲(chǔ)備v設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定：建筑物設(shè)計(jì)必需具有一定的安全儲(chǔ)備建筑物設(shè)計(jì)必需具有一定的安全儲(chǔ)備v安全儲(chǔ)備的表示方法安全儲(chǔ)備的表

13、示方法u 單一安全系數(shù)法單一安全系數(shù)法u 分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法三、極限狀態(tài)三、極限狀態(tài)v極限狀態(tài)的定義極限狀態(tài)的定義當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)（包括地基）或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)（包括地基）或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某種功能要求，這一特定態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某種功能要求，這一特定狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。狀態(tài)就叫該功能的極限狀態(tài)。2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性v極限狀態(tài)設(shè)計(jì)分類極限狀態(tài)設(shè)計(jì)分類（1 1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài) 當(dāng)出現(xiàn)下列狀態(tài)當(dāng)出現(xiàn)下列狀態(tài)之一之一時(shí)，即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)：時(shí)，即

14、認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)： 剛體失去平衡（如傾覆等剛體失去平衡（如傾覆等) )； 材料強(qiáng)度不足而破壞；材料強(qiáng)度不足而破壞； 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)( (如壓屈等如壓屈等) ) ； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系； 結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生滲透失穩(wěn)等現(xiàn)象；（2 2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài)定義：當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件影響正常使用或達(dá)到耐久性的極定義：當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件影響正常使用或達(dá)到耐久性的極限值時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了正常使用極限狀態(tài)。限值時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了正常使用極限狀態(tài)。 影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形影響結(jié)構(gòu)正常使用或外觀變形 對(duì)運(yùn)行人員、設(shè)備、儀表等有不良影響的振動(dòng)對(duì)運(yùn)行人員、設(shè)備、儀表等有

15、不良影響的振動(dòng) 對(duì)結(jié)構(gòu)外形、耐久性以及防滲結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力有不良影對(duì)結(jié)構(gòu)外形、耐久性以及防滲結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力有不良影響的局部損壞（包括裂縫）等響的局部損壞（包括裂縫）等2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性通俗的說：通俗的說：承載能力極限狀態(tài)是已經(jīng)破壞不能使用的狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是已經(jīng)破壞不能使用的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)是還可以勉強(qiáng)使用。正常使用極限狀態(tài)是還可以勉強(qiáng)使用。2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性v 結(jié)構(gòu)功能函數(shù)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)SRZ功能函數(shù)功能函數(shù)結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力作用效應(yīng)作用效應(yīng)v 極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程0SRZ12,nZg XXXc基本變量基本變量功能限值功能限值

16、12,0nZg XXXc2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性四、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則四、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則v水工建筑物事故或失事的主要因素水工建筑物事故或失事的主要因素作用的不利性變異：實(shí)際值作用的不利性變異：實(shí)際值 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值抗力的不良性變異：實(shí)際值抗力的不良性變異：實(shí)際值 設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值狀態(tài)方程表達(dá)不正確：抗力或作用效應(yīng)的表達(dá)、計(jì)算錯(cuò)誤狀態(tài)方程表達(dá)不正確：抗力或作用效應(yīng)的表達(dá)、計(jì)算錯(cuò)誤0ZRS1 1 單一安全系數(shù)法（水工規(guī)范）單一安全系數(shù)法（水工規(guī)范）表達(dá)式：表達(dá)式：安全系數(shù)安全系數(shù)K K考慮的因素考慮的因素結(jié)構(gòu)的安全結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)等級(jí)； 工作狀況和作用效應(yīng)工作狀況和作用效應(yīng)組合組合； 結(jié)構(gòu)和地

17、基的受力特點(diǎn)和計(jì)算方法結(jié)構(gòu)和地基的受力特點(diǎn)和計(jì)算方法: :模擬準(zhǔn)確度模擬準(zhǔn)確度材料抗力、作用的實(shí)驗(yàn)、勘測(cè)方法和取值規(guī)則。材料抗力、作用的實(shí)驗(yàn)、勘測(cè)方法和取值規(guī)則。不足之處不足之處是定性的標(biāo)準(zhǔn)，沒有定量的意義；是定性的標(biāo)準(zhǔn)，沒有定量的意義；不同建筑物不可比較；不同建筑物不可比較； 同一結(jié)構(gòu)的不同破壞狀況之間不可比較。同一結(jié)構(gòu)的不同破壞狀況之間不可比較。2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性 RRSKKS或2.3 2.3 水工建筑物的安全性水工建筑物的安全性2 2 分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法理論理論基礎(chǔ)：基于概率原理的基礎(chǔ)：基于概率原理的結(jié)構(gòu)可靠度分析理論結(jié)構(gòu)可靠度

18、分析理論失效概率：不能完成預(yù)定功能的概率，失效概率：不能完成預(yù)定功能的概率，pf =Pg(.)100m,100m,庫容庫容55億億mm3 3（大（大2 2型）時(shí)需考慮型）時(shí)需考慮誘發(fā)地震。誘發(fā)地震。v地震測(cè)量：地震測(cè)量：地面加速度、峰值加速度，如地面加速度、峰值加速度，如6 6級(jí)地震的級(jí)地震的a a0.050.05g g。v水工建筑物的地震作用效應(yīng)水工建筑物的地震作用效應(yīng)斷層錯(cuò)動(dòng)斷層錯(cuò)動(dòng)砂土地層液化砂土地層液化庫水產(chǎn)生動(dòng)水壓力庫水產(chǎn)生動(dòng)水壓力建筑物振動(dòng)開裂、傾倒建筑物振動(dòng)開裂、傾倒填土產(chǎn)生動(dòng)土壓力填土產(chǎn)生動(dòng)土壓力水庫庫岸崩塌水庫庫岸崩塌土石壩壩坡滑動(dòng)土石壩壩坡滑動(dòng)地基沉降效應(yīng)地基沉降效應(yīng)2.4

19、 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析2.4 2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析二、抗震設(shè)計(jì)二、抗震設(shè)計(jì)v設(shè)計(jì)烈度：一般將基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度。設(shè)計(jì)烈度：一般將基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度。v抗震設(shè)防等級(jí)：規(guī)定建筑物需要設(shè)防的最小地震烈度?？拐鹪O(shè)防等級(jí)：規(guī)定建筑物需要設(shè)防的最小地震烈度。表示場(chǎng)地地震表示場(chǎng)地地震大于等于大于等于6 6級(jí)時(shí)級(jí)時(shí)才需設(shè)防，否才需設(shè)防，否則可不設(shè)防則可不設(shè)防工程抗震設(shè)防等級(jí)工程抗震設(shè)防等級(jí)建筑物級(jí)別建筑物級(jí)別場(chǎng)地基本烈度場(chǎng)地基本烈度甲甲1 1（雍水）（雍水）66乙乙1 1（非雍水）（非雍水）77丙丙2 2、3 3丁丁4 4、5 5表表2 27 7 工程抗震設(shè)

20、防等級(jí)工程抗震設(shè)防等級(jí)v抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容n抗震計(jì)算抗震計(jì)算n工程抗震措施工程抗震措施v設(shè)計(jì)烈度為設(shè)計(jì)烈度為6 6度時(shí)，可不進(jìn)行抗震計(jì)算，只考慮抗度時(shí)，可不進(jìn)行抗震計(jì)算，只考慮抗震措施。震措施。v設(shè)計(jì)烈度高于設(shè)計(jì)烈度高于9 9度時(shí)，或度時(shí)，或9 9度的高于度的高于250m250m的壅水的壅水建筑物，應(yīng)進(jìn)行專門的抗震研究。建筑物，應(yīng)進(jìn)行專門的抗震研究。v抗震設(shè)計(jì)的基本要求：能抵御設(shè)計(jì)烈度地震，如抗震設(shè)計(jì)的基本要求：能抵御設(shè)計(jì)烈度地震，如有損壞，處理后仍可使用。有損壞，處理后仍可使用。2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析2.4 2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析v地

21、震系數(shù)：地震系數(shù)：設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度與重力加設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度與重力加速度的比值。速度的比值。v豎向地震加速度代表值取水平向的豎向地震加速度代表值取水平向的2/3地震烈度地震烈度7 78 89 9 h h0.1g0.1g0.2g0.2g0.4g0.4g表表2-8 2-8 水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值2.4 2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析三、三、 地震作用效應(yīng)地震作用效應(yīng)v作用的分類作用的分類n靜態(tài)作用（靜荷載）：自重、溫度作用靜態(tài)作用（靜荷載）：自重、溫度作用n動(dòng)態(tài)作用（動(dòng)荷載）：地震作用、風(fēng)作用、波浪作用動(dòng)態(tài)作用（動(dòng)荷載）：地震作用、風(fēng)作

22、用、波浪作用v運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)量質(zhì)量矩陣矩陣加速度加速度列陣列陣阻尼阻尼矩陣矩陣速度速度列陣列陣剛度剛度矩陣矩陣位移位移矩陣矩陣地面運(yùn)動(dòng)加地面運(yùn)動(dòng)加速度列陣速度列陣 0MxCxKxMx 2.4 2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析v抗震分析方法抗震分析方法1 1、2 2級(jí)水工建筑物：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證級(jí)水工建筑物：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證抗震設(shè)防等級(jí)為甲類的水工建筑物：動(dòng)力法抗震設(shè)防等級(jí)為甲類的水工建筑物：動(dòng)力法乙、丙類水工建筑物：動(dòng)力法或擬靜力法乙、丙類水工建筑物：動(dòng)力法或擬靜力法丁類水工建筑物：擬靜力法或采取抗震措施丁類水工建筑物：擬靜力法或采取抗震措施v動(dòng)力法的數(shù)值解法動(dòng)力法的數(shù)值解法直接積分法直接

23、積分法 將地震地面運(yùn)動(dòng)記錄直接輸入結(jié)構(gòu)體系來求解的結(jié)將地震地面運(yùn)動(dòng)記錄直接輸入結(jié)構(gòu)體系來求解的結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。構(gòu)的地震反應(yīng)。振型分解法振型分解法2.4 2.4 水工建筑物的抗震分析水工建筑物的抗震分析四、水工建筑物抗震分析的主要問題四、水工建筑物抗震分析的主要問題v 地震作用的不確定性及設(shè)計(jì)地震參數(shù)和波型的選擇地震作用的不確定性及設(shè)計(jì)地震參數(shù)和波型的選擇v 地震動(dòng)輸入機(jī)制地震動(dòng)輸入機(jī)制v 結(jié)構(gòu)庫水地基間的動(dòng)力相互作用結(jié)構(gòu)庫水地基間的動(dòng)力相互作用v 壩體和地基的非線性影響壩體和地基的非線性影響v 地震反應(yīng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法地震反應(yīng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法2.5 2.5 水工建筑物設(shè)計(jì)的規(guī)范體系水工建筑物設(shè)計(jì)的

24、規(guī)范體系一、標(biāo)準(zhǔn)的基本概念一、標(biāo)準(zhǔn)的基本概念v 標(biāo)準(zhǔn)的定義標(biāo)準(zhǔn)的定義v 標(biāo)準(zhǔn)的特性標(biāo)準(zhǔn)的特性v ISOISO：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織二、國際標(biāo)準(zhǔn)二、國際標(biāo)準(zhǔn)v ISO2394ISO2394結(jié)構(gòu)可靠性總原則結(jié)構(gòu)可靠性總原則（19981998）三、中國標(biāo)準(zhǔn)三、中國標(biāo)準(zhǔn)v 我國標(biāo)準(zhǔn)分類：我國標(biāo)準(zhǔn)分類：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)v 水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系表水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系表（20012001）v 電力標(biāo)準(zhǔn)體系表電力標(biāo)準(zhǔn)體系表（19951995）v 建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例（20002000）2.6 2.6 水工建筑物施工過程的狀況分析水工建筑物施工過程的狀況分析v施工導(dǎo)流的措施施工導(dǎo)流的措施n未建成的建筑物上臨時(shí)泄流：壩體泄流未建成的建筑物上臨時(shí)泄流：壩體泄流n將永久性建筑物結(jié)合導(dǎo)流建筑物布置：泄洪洞與導(dǎo)流將永久性建筑物結(jié)合導(dǎo)流建筑物布置：泄洪洞與導(dǎo)流洞結(jié)合，泄水、排沙孔與導(dǎo)流孔結(jié)合洞結(jié)合，泄水、排沙孔與導(dǎo)流孔結(jié)合n利用臨時(shí)剖面施工期