DL5073-2000 水工建筑物抗震设计规范

隙水压力增大，有效应力趋近于零的现象。

抗震设计中所采用的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，一般以其与地震 动最大峰值加速度的比值表示

按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法。

由结构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

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松 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授 叠加的称振型分解时程分析法止回阀标准，用反应谱法求得后再组合的称折 型分解反应谱法。

2.1.15平方和方根(SRSS）法

取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根作为总地震作用 效应的振型组合方法

2.1.16完全二次型方根(CQC)

2.1.18地震动士压力

将重力作用、设计地震加速度与重力加速度比值、给定的动 态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法。

2.1.20地震作用的效应折减系类

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

结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。对应于第 振型的自振周期称基本自振周期

2.2.1作用和作用效应

ah 水平向设计地震加速度代表值； av 竖向设计地震加速度代表值： P 设计反应谱： 5 地震作用的效应折减系数； FE 地震主动动土压力代表值； GE 产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值； F 作用在质点么的水平向地震惯性力的代表值： Pw(h) 水深h处的地震动水压力代表值： 建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值： α; 质点的动态分布系数： 9 重力加速度，g=9.81m/s。

附属结构和主体结构质量比值； 附属结构和主体结构的基本频率比值： 特征周期； 结构自振周期

3.1.1水工建筑物的场地选，应在工程地质勘察和专门工程 地质研究的基础上，按构造活动性、边坡稳定性和场地地基条件 等进行综合评价。可按表3.1.1划分为有利、不利和危险地段 宜选择对建筑物抗震相对有利地段，避开不利地段，未经充分论 证不得在危险地段进行建设

表3.1.1各类地段的划分

3.1.2水工建筑物升挖后的场地土类型，宜根据土层剪切波速， 按表 3.1.2 划分。

3.1.3场地类别应根据场地士类型和场地覆盖层厚度

类，并宜符合表3.1.3的规定。

类，并宜符合表 3.1.3 的规定

类，并宜符合表3.1.3的规定。

表3.1.2场地土类型的划分

表3.1.3场地类别的划分

3.1.4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，估计可能的危害程度，提出处 理措施。

3.2.1水工建筑物地基的抗震设计，应综合考虑上部建筑物的

3.2.1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、水力和运行条件，以及地基和岸坡的工程地质、水 文地质条件。对于坝、闸等雍水建筑物的地基和岸坡，应要求在

设计烈度的地震作用下不发生失稳破环和渗透破环，避免产生影 响建筑物使用的有害变形。

1）挖除可液化土层并用非液化士置换： 2）振冲加密、重夯击实等人工加密的方法； 3）填土压重； 4）桩体穿过可液化土层进入非液化土层的桩基； 5）混凝士连续墙或其它方法围封可液化地基

研究和分析。一般情况下，地基中的软弱粘土层的评价可采用以 下标准：

1）液性指数IL≥0.75; 2）无侧限抗压强度qu≤50kPa； 3）标准贯入锤击数N63.5≤4； 4）灵敏度 S≥4。

选择采用以下抗震措施： 1）挖除或置换地基中的软弱粘土； 2）预压加固； 3）压重和砂井排水； 4）桩基或复合地基。

3.2.7水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排

3.2.7水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排

水反滤结构等，应采取措施防止地震时产生危害性裂缝引起渗流 量增大，或发生管涌、流士等险情。 3.2.8岩土性质、厚度等在水平方向变化很大的不均匀地基， 应采取措施防止地震时产生较天的不均习沉陷、滑移和集中渗 漏，并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷的措施

应采取措施防止地震时产生较大的不均匀沉陷、滑移和集中渗 漏，并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷的措施

4.1地震动分量及其组合

4.1地震动分量及其组合

4.1.1一般情况下，水工建筑物可只考虑水平向地震作用。 4.1.2设计烈度为8、9度的1、2级下列水工建筑物：土石坝、 重力坝等雍水建筑物，长悬臂、大跨度或高箕的水工混凝士结 构，应同时计入水平向和竖向地震作用。 4.1.3严重不对称、空腹等特殊型式的拱坝，以及设计烈度为8、 9度的1、2级双曲拱项，宜对其竖向地震作用效应作专厂研究。 4.1.4一般情况下土石坝、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。 4.1.5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。 4.1.6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。 4.1.7闸墩、进水塔、闸顶机架和其它两个主轴方向刚度接近的 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。 4.1.8当同时计算互相正交方向地震的作用效应时，总的地震 作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值：当同时计 算水平向和竖向地震作用效应时，总的地震作用效应也可将竖向 地震作用效应乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接 相加。

4.1.8当同时计算互相正交方向地震的作用效应时：

作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值：当同时计 算水平向和竖向地震作用效应时，总的地震作用效应也可将竖向 地震作用效应乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接 相加。

4.2.1一般情况下，水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为： 建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力，地震动土压力和 水平向地震作用的动水压力。

4.2.2除面板堆石坝外，士石坝的地震动水压力可以不计。 4.2.3地震浪压力和地震对渗透压力、浮托力的影响可以不计。 4.2.4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作专门研究。

4.3设计地震加速度和设计反应谱

4.3.1除按1.0.6规定的概率水准由专门的地震危险性分析确 定水平向设计地震加速度代表值α外，其余应根据设计烈度按 表4.3.1 取值

表4.3.1水平向设计地震加速度代表值α

4.3.2竖向设计地震加速度的代表值α应取水平向设计地震加 速度代表值的2 3。

4.3.3设计反应谱

4.3.31 设计反应谱应根据场地类别和结构自振周期T按图4.3.3 采用。

采用。 4.3.4 各类水工建筑物的设计反应谱最大值的代表值βmx应按 表4.3.4的规定取值

立取 E1Em 表4.3.4的规定取值

4.3.4设计反应谱最大值的代表值B

5设计反应谱下限值的代表值Bmin应不小于设计反应谱最 的代表值的20%。 6 不同类别场地的特征周期T。应按表4.3.6的规定取值

大值的代表值的20%

4.3.6不同类别场地的特征周期T。应按表4.3.6的规

表4.3.6特征周期T

4.3.7设计烈度不大于8度且基本自振周期大于1.0s的结构， 特征周期宜延长0.05s。

4.3.7设计烈度不大于8度且基本自振周期大于1.0S的结构 特征周期宜延长0.05s。

4.4地震作用和其他作用的组合

4.4.1一般情况下，水工建筑物作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。

4.4.3士石坝的上游坝坡抗震稳定计算，需要时，应

用和常遇的水位降落幅值组合。

4.4.4重要的拱坝及水阐的抗震强度计算，宜补

4.4.4重要的拱坝及水阐的抗震

常遇低水位组合的验算。

4.5结构计算模式和计算方法

4.5.1各类水工建筑物抗震计算中地震作用效应的计算模式应 与相应设计规范规定的计算模式相同。 4.5.2除了窄河谷中的士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。 光

4.5.1各类水工建筑物抗震计算中地震作用效应的计算模式应

4.5.3各类工程抗震设防类别的水工建筑物，除土石坝、水闸

4.5.3各类工程抗震设防类别的水工建筑物，除土石坝、

应分别按第5、8章规定外，地震作用效应计算方法应按表4.5.3 的规定采用。其中工程抗震设防类别为乙、丙类的水工建筑物 其地震作用效应的计算方法，应按本规范各类水工建筑物章节中 的有关条文规定采用。

表4.5.3地震作用效应的计算方法

4.5.4采用动力法计算地震作用效应时，应考虑结构和地基的 动力相互作用；与水体接触的建筑物，还应考虑结构和水体的动 力相互作用，但可不计库水可压缩性及地震动输入的不均习性。 4.5.5作为线弹性结构的混凝土建筑物，可采用振型分解反应 谱法或振型分解时程分析法，此时。拱坝的阻尼比可在3%～5 %范围内选取，重力坝的阻尼比可在5%～10%范围内选取， 其它建筑物可取5%。

4.5.6采用振型分解反应谱法计算地震作用效应时，可由各险

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0.1时，地震作用效应

宜采用完全二次型方根法组合

宜采用完全二次型方根法组合

Ss =/ey S.S, (4.) 8 /Ei5;(Si +5;)32

式中：S 地震作用效应； S;S; 分别为第阶、第2阶振型的地震作用效应： M 计算采用的振型数： P一第i阶和第阶的振型相关系数； S;S; 分别为第2阶、第2阶振型的阻尼比； 圆频率比，=;の;; W; 分别为第2阶、第2阶振型的圆频率。 .5.7地震作用效应影响不超过5%的高阶振型可略去不计 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4倍，

采用集中质量模型时，集中质量的个数不宜少于地震作用 算中采用的振型数的4倍

4.5.8采用时程分析法计算地震作用效应时，宜符合下列

1）应至少选择类似场地地震地质条件的2条实测加速度记 录和1条以设计反应谱为自标谱的人工生成模拟地震加速度时 程； 2）设计地震加速度时程的峰值应按4.3.1或1.0.6的规定采 用； 3）不同地震加速度时程计算的结果应进行综合分析，以确 定设计验算采用的地震作用效应。 4.5.9当采用拟静力法计算地震作用效应时，沿建筑物高度作 用工压上的水平向 代栏

用于质点的水平向地震惯性力代表值应按下式计算

F,= an SGeiα; 9

式中 作用在质点2的水平向地震惯性力代表值 S 地震作用的效应折减系数，除另有规定外，取

集中在质点的重力作用标准值： 质点2的动态分布系数，应按本规范各类水工建筑 物章节中的有关条文规定采用； 重力加速度

4.6水工混凝士材料动态性能

4.6.1除水工钢筋混凝土结构外的混凝土水工建筑物的抗震强 度计算中。混凝士动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态 标准值提高30%；混凝士动态抗拉强度的标准值可取为动态抗 压强度标准值的10%。 4.6.2在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中，动态抗剪强度 参数的标准值可取静态标准值，当采用拟静力法计算地震作用效 应时，应取静态均值。 4.6.3各类极限状态下的材料动态性能的分项系数可取静态作 用下的值。

4.7承载能力分项系数极限状态抗震设计

4.7.1各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列

1各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列承载能力 状态设计式

Vo bS( Vc Gk, Vo Qk, Ve Ex, dx)≤ Rl , axl (4.7.)

Ek一地震作用的代表值； k一几何参数的标准值； d 承载能力极限状态的结构系数； R(·） 结构的抗力函数； 一一材料性能的标准值； Ym一材料性能的分项系数。 4.7.2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规范相应建筑物章节中的有关规定采用。 4.7.3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。凡在这些规范中未规 定分项系数的作用和抗力，或在抗震计算中引入地震作用的效应 折减系数时，分项系数均可取为1.0。 4.7.4钢筋混凝土结构构件的抗震设计，在按本规范确定地震 作用效应后，应按DL/T5057进行截面承载力抗震验算。当采用 动力法计算地震作用效应时，应对地震作用效应进行折减，折减 系数可取为0.35。

4.7.3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。凡在这些规范中未规 定分项系数的作用和抗力，或在抗震计算中引入地震作用的效应 折减系数时，分项系数均可取为1.0。 4.7.4钢筋混凝士结构构件的抗震设计，在按本规范确定地震 作用效应后，应按DL/T5057进行截面承载力抗震验算。当采用 动力法计算地震作用效应时，应对地震作用效应进行折减，折减 系数可取为0.35。

4.8附属结构的抗震计算

4.8.1在水工建筑物附属结构的地震作用效应计算中，当附属 洁构和主体结构的质量比值2及基本频率比值2：符合下列条 生之一时，附属结构与主体结构可不作耦联分析： 1) 2m < 0.01 ; 2) 0.01≤ 2m≤0.1,且 2≤0.8或 24≥1.25。 1.8.2不作耦联分析的附属结构，可取与主体结构连接处的加 束度作为附属结构地震作用效应计算中的地震输入。 1.8.3当不作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

4.8.1在水工建筑物附属结构的地震作用效应计算中，当附属

4.8.2不作耦联分析的附属结构，可取与主体结构连接处的加

4.9.1地震主动动士压力代表值可按式（4.9.1一1）计算。并应 取式（4.9.1一1）中按“十”、“一”号计算结果中的大值。

设计烈度为8、9度的70m以上土石坝，或地基中存在可液 化士时，应同时用有限元法对坝体和坝基进行动力分析，综合判 断其抗震安全性。士石坝动力分析的要求见附录A中的A.1。 5.1.2拟静力法进行抗震稳定计算时，对于均质坝、厚斜墙坝 和厚心墙坝，可采用瑞典圆弧法按4.7.1规定进行验算，其作用 效应和抗力的计算公式见附录A中的A.2；对于1、2级及70m 以上土石坝，宜同时采用简化毕肖普法。对于夹有薄层软粘土的 地基，以及薄斜墙坝和薄心墙坝，可采用滑楔法计算， 5.1.3在拟静力法抗震计算中，质点的动态分布系数，应按 表5.1.3的规定采用。表中αm在设计烈度为7、8、9度时，分 别取 3.0、2.5 和 2.0,

表5.1.3土石坝坝体动态分布系数α

5.1.41、2级坝，宜通过动力试验测定土体的动态抗剪强度。 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。 粘性士和紧密砂砾等非液化土在无动力试验资料时，宜采用 静态有效抗剪强度指标，其中对堆石、砂石等粗粒无粘性土， 可采用对数函数或指数函数表达的非线性静态抗剪强度指标。

5.1.5混凝士面板堆石坝的动水压力可按6.1.9和6.1.10确定。

5.1.6采用瑞典圆弧法进行抗震稳定计算时，其结构系数应取 1.25。采用简化毕肖普法时，相应的结构系数应比采用瑞典圆弧 法时的值提高5%～10%。

5.2.1地震区修建土石坝，宜采用直线的或向上游弯曲的坝轴 线，不宜采用向下游弯曲的、折线形的或“S”形的坝轴线， 5.2.2设计烈度为8、9度时，宜选用堆石坝，防渗体不宜选用 刚性心墙的型式。选用均质坝时，应设置内部排水系统，降低浸 润线。

5.2.3确定地震区土石坝的安全超高时应包括地震涌浪高度

5.2.3确定地震区土石坝的安全超高时应包括地震浪高度，

对库区内可能因地震引起的天体积塌岸和滑坡而形成的消 浪：应进行专门研究。 设计烈度为8、9度时，安全超高应计入坝和地基在地震作 用下的附加沉陷。

陡的断面。坝坡可采用大块石压重，或士体内加筋。 5.2.5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、坝与岸坡或混凝土等刚性建筑物的连接部位。应在防 渗体上、下游面设置反滤层和过渡层，且必须压实并适当加厚。

坝体顶部、坝与岸坡或混凝土等刚性建筑物的连接部位。应在防 渗体上、下游面设置反滤层和过渡层，且必须压实并适当加厚，

筑坝。均匀的中砂、细砂、粉砂及粉土不宜作为地震区的筑坝

5.2.7对王粘性士的填筑密度以及堆石的压实功能和设计

5.2.7对于粘性工的填巩密度以及堆石的压实功能和设计扎隙 率应按SDJ218及其补充规定中的有关条文执行。设计烈度为8、 9度时，宜采用其规定范围值的高限， 5.2.8对于无粘性土压实，要求浸润线以上材料的相对密度不 低于0.75，浸润线以下材料的相对密度则根据设计烈度大小选 用0.75～0.85；对于砂砾料，当天于5mm的粗料含量小于50% 时，应保证细料的相对密度满足上述对无粘性土压实的要求，并 按此要求分别提出不同含砾量的压实干密度作为填筑控制标准。 5.2.91、2级土石坝，不宜在坝下埋设输水管。当必须在坝下 理管时，宜采用钢筋混凝士管或铸铁管，且宜置于基岩槽内，其 管顶与坝底齐平，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

5.2.8对于无粘性士压实，要求浸润线以上材料的相对密

.1·1 重力坝抗震计算应进行坝体强度和整体抗滑稳定分析。 6.1.2重力坝分析应以同时计入弯曲和剪切变形的动、静材料 力学法为基本分析方法。对于工程抗震设防类别为甲类，或结构 复杂，或地基条件复杂的重力坝，宜补充作有限元法动力分析。 6.1.3重力坝抗滑稳定分析应按抗剪断强度公式计算。 6.1.4坝基岩体内有软弱夹层、缓倾角结构面时，应核算坝体 带动部分基岩的抗滑稳定性。此时，应进行专门研究， 6.1.5重力坝抗震计算应按4.5.3规定采用动力法或拟静力法 对于工程抗震设防类别为乙、丙类的设计烈度小于8度且坝高小 于等于70m的重力坝可采用拟静力法。 6.1.6重力坝的动力分析方法应采用振型分解反应谱法。对特 殊重要的重力坝，宜按4.5.8规定补充进行时程分析法计算 6.1.7采用动力法验算重力坝坝体强度和坝基面上抗滑稳定时 抗压和抗拉强度结构系数应分别取1.30和0.70，抗滑稳定的结 构系数应取0.65。

6.1.8采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时，各质点水平 句地震惯性力代表值应根据4.5.9规定进行计算，其中的动态分 布系数应按下式确定

6.1.8采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时铆钉标准，各质点水平

1+4h) α; =1.4 Gei( h, H) GE

n 坝体计算质点总数； H一 坝高，溢流坝的H应算至闸墩顶； hi、h 分别为质点讠、的高度； G.一产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值。

6.1.9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

6.1.9采用拟静力法计算重力坝地震作用效应时，水

震动水压力代表值应按下式计算

塔吊标准规范范本Pw（h）=a（h）PwH