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GBT 51394-2020 水工建筑物荷载标准.pdf

按承载能力极限状态设计时，持久设计状况或短暂设计状况 下，永久作用与可变作用的组合。

按承载能力极限状态设计时，永久作用、可变作用与一种偶然 作用的组合。

按正常使用极限状态设计时，对永久作用、可变作用均采用标 准值的组合

2.1.10概率极限状态法

结构设计时LS/T 3252-2017 番茄籽油，直接以影响结构可靠度的基本变量作为随机变 量，根据结构的极限状态方程计算结构的失效概率或可靠指标的 方法；或者以允许失效概率或目标可靠指标为基础，建立结构可靠 度与极限状态方程之间的数学关系，将结构的极限状态方程转化 为基本变量标准值或代表值和相应的分项系数形式表达的极限状 态设计表达式进行设计的方法。

2. 1. 11容许应力法

2.1.11容许应力法

使结构或地基在荷载作用下产生的应力不超过规定的容许应 力的设计方法

2. 1. 12 单一安全系数法

使结构或地基的抗力与荷载效应之比不低于某一规定安全系 数的设计方法。

2.1.13设计使用年限

设计规定的结构能发挥预定功能或仅需局部修复即可按预定 功能使用的年限

2.1.14承载能力极限状态

对应于结构达到最大承载力或其变形不适于继续承载的 状态，

2.1.15正常使用极限状态

对应于结构达到正常使用限制或耐久性能的某项规定限值的 状态。

design situation

代表一定时段内结构体系、承受的作用、材料性能等实际情况 的一组设计条件，在该条件下结构不超越有关的极限状态。

2.1.17持久设计状况

续期一般与设计使用年限属同一数量级

2.1.18短暂设计状况

transient design situation

在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限 相比，其持续期很短的设计状况。

2.1.19偶然设计状况

在结构使用过程中出现概率很小，且持续时间很短的设讠 状况。

reference windpressure

风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处 10min平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确 定的风速，再考虑相应的空气密度，按贝努利公式确定的风压，

2. 1. 21 基本雪压

referencesnowpressure

雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的 观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定。

2.1.22地面粗糙度

terrain roughness

风在到达结构物以前吹越过2km范围内的地面时，描述该地 面上不规则障碍物分布状况的等级，

2. 1. 23 冻胀力

静止冰盖膨胀对建筑物产生的作

的冰盖或漂冰对建筑物产生的撞示

taticicepressure

lynamicicepress

design anchoring force

预应力锚索或锚杆设计时，考虑各种因素引起的预应力损失 均完成后，应永久保存的锚固荷载。

2. 1. 27 超张拉力

extradesign tensileforce

为消除各种因素所引起的预应力损失，锚索张拉时将设计张 拉力提高一定比例后实际施加的张拉荷载。

3.1.1水工结构上的作用可按作用随时间的变异分为永久作用、 可变作用和偶然作用三类。水工结构主要作用按随时间变异的分 类可按本标准附录A采用。

3.1.1水工结构上的作用可按作用随时间的变异分为永久作用、

不同的代表值，并按本标准的规定确定作用分项系数。永久作用 和可变作用的代表值应采用作用的标准值。偶然作用的代表值 除本标准已有规定外，可按有关标准的规定，也可根据观测资料结 合工程经验综合分析确定

（作用）取值应采用按本标准规定确定的标准值或代表值，

3.2.1水工结构设计时，应相

3.2.1水工结构设计时，应根据不同设计状况或工况下可能同 出现的作用，采用各自最不利的组合进行设计。水工结构的设 状况及其荷载（作用）组合应按相应结构设计规范确定。

3.2.2采用概率极限状态法进行结构设计时，应符合下列规定：

1承载能力极限状态的持设计状优和短智设计状况应来 用基本组合，偶然设计状况应采用偶然组合； 2作用的偶然组合应只考虑一种偶然作用，与偶然作用同时 出现的某些可变作用的标准值，可根据观测资料和工程经验适当 折减； 3对于正常使用极限状态，应按作用的标准组合或标准组合 并考虑长期作用的影响进行分析计算；

3.3.1当水工结构采用概率极限状态法设计，并按承载能力极限

3.3.1当水工结构采用概率极限状态法设计，并按承载能力

3.3.1当水工结构采用概率极限状态法设计，并按承载能力极限 伏态计算时，基本组合中常见作用的作用分项系数取值应符合表 3. 3. 1 的规定

表3.3.1常见作用的作用分项系数

注：当表中所列及其他未列作用的分项系数在结构设计规范有具体规定时，应按 相应结构设计规范的规定执行，

3.2当水工结构采用概率极限状态法设计，并按承载能力极限 态计算时，偶然组合中的永久作用、可变作用分项系数应按表 3.1的规定取值，偶然作用的分项系数应采用1.0

3.3.2当水工结构采用概率极限状态法设计，并按承载能力极阳

3.3.1的规定取值，偶然作用的分项系数应采用1.0

4建筑物自重及永久设备自重

4.0.1水工建筑物（结构）自重的标准值，可按结构设计尺寸与其 材料重度按下式计算确定：

式中:Gk 建筑物自重标准值（kN）； ——材料的重度（kN/m²）; V一一建筑物体积(m")。

时，应按实际重量计算

5.1建筑物的静水压力

5.1.1垂直作用于建筑物（结构）表面某点处的静水压强代表值 应按下式计算：

5.1.2静水压力代表值应根据水工建筑物设计状况或工况相应 的计算水位确定。

2坝内埋管及地下结构的外水压

定确定： 1埋管起始断面的外水压强宜按下式计算：

Dck = αYwH

式中：pek 钢管起始断面的外水压强标准值（kN/m）； α 折减系数，可根据理管外围的防渗、排水及灌浆等情 况采用0.5~1.0； H一一作用水头（m），正常蓄水位时埋管起始断面的净 水头。 2埋管与下游坝面相接处的外水压强宜按相应下游水位 计算。

3理管起始断面至理管与下游坝面相接处的外水压强，可按 沿管轴线直线分布计算。 4当计算的外水压强标准值小于200kN/m²时，外水压强值 取200kN/m²。 5.2.2计算地下结构外水压强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 程投入运营后可能引起的地下水位变化、运行维护管理等因素，经 综合分析确定。 工

Pek一一隧洞衬砌结构上的外水压强标准值（kN/m）； β—隧洞衬砌结构上的外水压力折减系数，可根据围岩 地下水活动状态，考虑采用的灌浆及排水措施，按本 标准附录C选用，并结合工程类比或渗流计算综合 分析确定； H。一作用水头（m），按设计地下水位线与隧洞中心线之 间的高差确定，

根据排水效果和排水设施的可靠性对外水压力标准值做适当

5.2.5对于钢板衬砌的压力隧洞，作用于钢管的外水压力作用水

1对于理深较浅且未设排水措施的压力管道，其外水压力作 用水头宜按设计地下水位线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，可在考虑岩体透 水性及排水效果的基础上，根据渗流计算和工程类比综合分析，对 排水洞以上的外水压力作用水头做适当折减； 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。 5.2.6对工程地质、水文地质条件复杂以及深埋、高外水压力的

5.2.6对工程地质、水文地质条件复杂以及深埋、高外水压

5.3.1边坡设计地下水位线，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。 5.3.2边坡地下水作用应根据各种设计工况对应的设计地下水 位线分析确定。可将常年地下水最高水位作为持久状态水位，将 特大暴雨、持续强降雨、可能的泄洪雾雨时出现的暂态高水位作为 短暂状态水位。

5.3.1边坡设计地下水位线，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

6.1.1混凝土坝、水闸、水电站厂房和泵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。 6.1.2作用于建筑物计算截面上的扬压力分布，应根据水工结构 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。 5.1.3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。 6.1.4对于地质条件复杂的大中型工程，可结合有限元渗流分析 确定扬压力代表值。

6.2混凝土坝的扬压力

6.2.1岩基上的混凝土坝，其坝底面扬压力分布（图6.2.1）可按 下列情况确定： 1坝基设有防渗雌幕和排水孔时，坝底面上游（坝）处的扬 压力作用水头为H1，排水孔中心线处为H2十α（H，一Hz），下游 （坝趾）处为H2，其间各段依次以直线连接，见图6.2.1（a）、（b）、 (c)、(d); 2坝基设有防渗雌幕和上游主排水孔，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H，，主、副排 水孔中心线处分别为α1H，、α2H2，下游处为H2，其间各段依次以 直线连接，见图6.2.1（e）； 3坝基未设防渗雌幕和上游排水孔时，坝底面上游处的扬压

表6.2.1坝底面的渗透压力和扬压力强度系数

注：1坝基仅设排水孔而未设防渗雄幕时，渗透压力强度系数α可按表中（A)项 适当提高。坝基仅设防渗幕而未设排水孔时.渗透压力强度系数α取 0.5~0.7 2拱坝拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数，可接表中“岸坡坝段”采用 0.35，但对于地质条件复杂的高拱坝，则应经三维渗流计算或试验验证。 6.2.2坝体内部计算截面上的扬压力分布（图6.2.2），宜符合下 列规定： 1实体重力坝未设坝体排水管时，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，见图6.2.2（a）。 2设有坝体排水管时，坝体内部计算截面上的扬压力分布， 见图6.2.2（b）、（c）、（d）、（e），排水管处的坝体内部渗透压力强度 系数α3取值宜符合下列规定： 1实体重力坝、拱坝及空腹重力坝的实体部位可采用0.2；

注：1坝基仅设排水孔而未设防渗雄幕时，渗透压力强度系数α可按表中（A)项 适当提高。坝基仅设防渗幕而未设排水孔时.渗透压力强度系数α取 0.5~0.7。 2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 0.35，但对于地质条件复杂的高拱坝，则应经三维渗流计算或试验验证。 ：2坝体内部计算截面上的扬压力分布（图6.2.2），宜符合下 现定： 1实体重力坝未设坝体排水管时，上游坝面处扬压力作用水 为H1，下游坝面处为H2，其间以直线连接，见图6.2.2（a）。 2设有坝体排水管时，坝体内部计算截面上的扬压力分布， 图6.2.2（b）、（c）、（d）、（e），排水管处的坝体内部渗透压力强度 放α3取值宜符合下列规定： 1)实体重力坝、拱坝及空腹重力坝的实体部位可采用0.2:

2）宽缝重力坝、大头支墩坝的无宽缝部位可采用0.2，有宽缝部位可采用0.15。H2HYHo(a)实体重力坝未设排水孔(b)实体重力坝(c)宽缝重力坝2(d)拱坝(e)空腹重力坝图6.2.2坝体内计算截面上扬压力分布1一坝内排水管；2一排水管中心线；3一计算截面；H一上下游坝面处扬压力作用水头差；B一计算坝段的坝面宽度；α3一排水管处坝体内部渗透压力强度系数6.2.3当坝前地基面设有黏土铺盖，或多泥沙河流的坝前地基面上已形成淤沙铺盖时，可依据工程经验对坝及排水孔处的扬压力作用水头进行折减。6.2.4坝后护坦底面的扬压力分布，可根据相应设计状况或工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。当底部设置妥善的排水系统并具备检修条件，且接缝间止17

水可靠时，可考虑排水对降低扬压力的影响。 6.2.5当坝基面呈台阶状且不宜简化为平面时，项基面扬压力分 布及渗透压力、扬压力强度系数可按照本标准第6.2.1条确定。 坝基地质条件相近时，坝基面渗透压力从上游至下游沿基面可近 以按线性分布计算。对于地质条件复杂的坝基，可结合三维渗流 场让算分析确定坝基面扬压力

游作用水头、下游作用水头、坝基防渗排水措施以及滑动面特性等 分析确定，地质条件复杂时可采用三维渗流场计算分析确定，

6.3.1岩基上水闸底面的扬压力分布图形，可按本标准第6.2节 中实体重力坝的情况确定。 6.3.2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。计算可采用改进阻力系数法或流网法，也可采 用数值分析方法。改进阻力系数法可按本标准附录D执行。 6.3.3软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压力的分布图形应符合下 列规定： 1当墙后土层的渗透系数不大于地基渗透系数时，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,应经数值计算分析验证。

6.3.1岩基上水闸底面的扬压力分布图形，可按本标准第6.2节 中实体重力坝的情况确定。 6.3.2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。计算可采用改进阻力系数法或流网法，也可采 用数值分析方法。改进阻力系数法可按本标准附录D执行。

6.3.3软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压力的分布图形应符合

1当墙后土层的渗透系数不大于地基渗透系数时，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,应经数值计算分析验证。

6.4水电站厂房和泵站厂房的扬压力

6.4.1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， 可按本标准第6.2节中岩基上的实体重力坝的情况确定；对于坝后 式、岸边式水电站厂房，可按岩基上实体重力坝的情况分析确定。

0 结构物底面与水平面的夹角

值用未掺气的断面最大水深按式（7.2.1）计算，在掺气水面处的时 均压强为0，中间按线性变化。 7.2.3混凝土坝采用坝顶或坝面溢流时，可不考虑堰顶溢流面上 的时均压力

7.2.3混凝土坝采用坝顶或坝面溢流时，可不考虑堰顶溢流面上 的时均压力。

7.2.4作用在消力池水平护坦上的时均压力，可按计算断面的

深估算。不设消力墩的护坦，可取跃首跃尾间水面连一直线作为 近似的水面线估算；设有消力墩的护坦，墩下游可按跃后水深估 算，墩上游可按跃后水深的一半估算。

7.3.1溢流坝等泄水建筑物反弧段底面上的水流离心力压强近 似取均匀分布，其代表值可按下式计算：

Pdr = qpwu/R

式中：pdr 反弧段水流离心力压强代表值（N/m）； 相应设计状况或工况下反弧段上的单宽流量

[m"/(s: m)l:

Pw 水的密度（kg/m3），可取1×103kg/m3； U 反弧段最低点处的断面平均流速（m/s）； R 反弧半径（m）。

7.3.2溢流坝等泄水建筑物反弧段水流离心力（图7.3.2）合

作用于反弧的中点并通过反弧段的圆心，其水平及铅直分力代表 值可按下列公式计算：

DB3303T 011-2018 农村水电站安全运行管理规范qpwu(cosp2 cosp1) qpwu(sinp2 + sinp1)

式中：Pxr 单位宽度上离心力合力的水平分力代表值（N/m）； Py 单位宽度上离心力合力的铅直分力代表值（N/m）； (1(2 图7.3.2中所示的角度。

武中：pf一 脉动压强代表值（N/m²）； K一脉动压强系数； （m/s），该值根据水流条件确定，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。

注：Fr1一收缩断面的弗氏数；工一计算断面离消力池起点的距离（m）；L一消力池 长度（m）。

7.6.1当水电站水轮发电机组的负荷突然变化时，相应设计状况 或工况下的压力引水道、蜗壳、尾水管及压力尾水道内产生的水击 压力代表值可按下式计算：

AH. = K, H.

式中：△H,一水击压力代表值（m）； K，一水击压力修正系数，根据计算方法与水轮机型式按 表7. 6. 1 的规定确定；

S水击压力相对值，可用解析法、数值积分法或水力 学模型试验求得；对于简单管路DB13T 1463-2011 建筑用钢筋滚扎直螺纹连接套筒，可按本标准附录 F的规定确定； H。—一静水头，即相应设计状况或工况下上、下游计算水 位之差(m)