水电站厂房稳定性算稿——电口规范.docx

工程 坝址坝后式厂房稳定计算算稿

工程
坝址坝后式厂房（选择厂房类型）
厂房稳定计算算稿

（单位名称）
二零一九年十二月（选择编搞日期）

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编写：

目录

一、工程简介及安全等级 4
二、计算内容和目的 4
三、计算依据及相关参数选择 4
3.1 计算图纸依据 4
3.2 参考资料及规范 4
3.3 相关资料 4
3.4 计算系数取值 6
3.5 计算成果限值 6
3.6 计算工况及荷载效应组合 6
四、计算假定及计算方法 7
4.1 计算原则与假定 7
4.2 计算依据及公式 8
4.3 计算方法 16
五、 机组段荷载及作用位置计算 17
5.1 机组段 17
六、稳定计算 22
6.1 抗滑稳定计算 22
6.2 抗浮稳定计算 22
6.3 法向地应力计算 22
七、计算结论 22
7.1 机组段 22
附表A 机组段稳定计算 24

厂房坝段稳定计算算稿
一、工程简介及安全等级
工程 坝址厂房为坝后式厂房（选择厂房类型），厂房装机容量为 MW，工程规模为大(1)型工程，为五级建筑物，安全级别为Ⅰ级。（选择工程规模、安全级别等）
二、计算内容和目的
对 工程 坝址坝后式厂房（选择厂房类型）： 机组段，计算分析其沿基础底面的抗滑稳定性、抗浮稳定性、基底应力等，是否满足相关规范的要求。
三、计算依据及相关参数选择
3.1 计算图纸依据
工程： 阶段《 图纸》
3.2 参考资料及规范
《水利水电工程等级划分及洪水标准》 DL 5180-2003
《水电站厂房设计规范》 NB/T 35011-2013
《水工混凝土结构设计规范》 DL/T 5057-2009
《水工建筑物荷载设计规范》 DL5077-1997
《水工建筑物抗震设计规范》 NB 35047-2015
工程《工程 研究报告》
3.3 相关资料
根据 工程《工程 研究报告》，工程设计抗震烈度为 度（50年超越概率10％），相应地震基岩水平峰值加速度 g，其他相关计算资料如下：
3.3.1 材料参数选择
（1）混凝土容重：γ砼=25kN/m3。
（2）水容重：γw=10kN/m3。
（3）水下混凝土容重：γ砼=24kN/m3。
（4）屋顶球绞网架自重均布荷载：q=1.0kN/m2。
3.3.2 地基参数

根据《工程 研究报告》第 章，地基/混凝土抗剪断强度参数列于下表：
表3.1 地基/混凝土抗剪断强度参数
描述
f′
c′(MPa)
允许承载力
(MPa)
备 注
地基/混凝土

根据《工程 研究报告》对厂区坝址覆盖层的分析，其物理力学性质指标建议值列于下表：
表3.2 坝址河床覆盖层物理力学性质指标建议值
编号
土层描述
河床
以下深度
(m)
密度
天然
含水量
孔隙比
状态
压缩
泊松比
允许承载力
抗剪
渗透系数
允许水力比降
干
饱和
ρd
ρsat
ω
e

a1-2
Es
μ
R
φ
tgφ
c＇
cm/s
g/cm3
g/cm3
％

MPa－1
MPa

MPa
°

MPa
①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

3.3.3 上下游水位
上游：
死水位： m
正常蓄水位： m
正常运用洪水位取设计洪水位（P=1%）： m
非常运用洪水位取校核洪水位（P=0.1%）： m
下游：
最低水位： m
检修尾水位（1台机满发）： m
正常尾水位（ 台机满发）： m
正常运用洪水位取设计洪水尾水位（P=1%）： m
非常运用洪水位取校核洪水尾水位（P=0.1%）： m
3.3.4 机电荷载资料
1、
2、
3、
4、
5、
3.4 计算系数取值
在进行整体稳定性计算时，部分永久作用和可变作用分项系数值按下表3.3取用：
表3.3 荷载作用分项系数
序号
作用分类
作用名称
分项系数值
1
永久作用
结构自重及永久机电设备重
1.0
2
回填土石重
1.0
1
可变作用
水重
1.0
2
静水压力（含压力钢管内水压力）
1.0
3.5 计算成果限值
根据《水电站厂房设计规范》（NB/T 35011-2013）
对于岩基厂房（选择岩基或非岩基），按抗剪断强度公式（选择强度计算公式）计算厂房整体抗滑稳定性，计算成果限值根据本算稿第四章第4.2小节“计算依据及公式”中的相关规定进行计算。
3.6 计算工况及荷载效应组合
依据《水电站厂房设计规范》（NB/T 35011-2013）第五章的内容：各荷载可按下表3.5进行组合：
表3.4 荷载组合
设计状况
作用
组合
计算
情况
上游水位
下游水位
荷 载
备注
结
构
自
重
永久设备重
水
重
回
填
土
重
静水压力
扬
压
力
浪
压
力
泥
沙
压
力
土
压
力
冰
压
力
地
震
作
用

持久状况
基本组合
正常运行
a1
上游正常蓄水位
下游最低水位
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
---

a2
上游正常运用洪水位
下游正常运用洪水位
√
√
√
√
√
√
√
√
√
---
---

短暂状况
基本组合
机组
检修
上游正常蓄水位
下游检修水位
√
---
√
√
√
√
√
√
√
---
---

机组
未安装
上游正常蓄水位
下游最不利位
√
---
√
√
√
√
√
√
√
√
---
不计二期混凝土容重
完建
无水
无水
√
√
---
√
---
---
---
---
√
---
---

偶然状况
偶然组合
非常
运行
上游非常运用洪水位
下游非常运用洪水位
√
√
√
√
√
√
√
√
√
---
---

地震
情况
上游正常蓄水位
下游最低水位
√
√
√
√
√
√
√
√
√
---
√
仅考虑水平地震力

工况分析：
（1）对于完建工况，其上、下游水位均为无水位，可以不考虑该组合状况下的抗滑和抗浮稳定性。
（2）

四、计算假定及计算方法
4.1 计算原则与假定
1、厂房主机间整体稳定及地基应力用材料力学法进行计算。计算以 机组段作为一个独立的整体，按荷载组合分别进行。
2、由于该项目厂房所处位置地基为岩基（选择地基类型），所以在计算厂房抗滑稳定性时，应用抗剪断强度公式<公式（4.2-2.1）>进行计算。（选择计算公式，应与上面的描述对应）
3、计算时，不考虑泥沙压力、风荷载、雪荷载、冰荷载的影响。
3、厂房内机电设备重量计算固定的主要设备，不考虑附属设备及非固定设备重量，计算时采用荷载标准值。
4、不考虑防渗帷幕对扬压力的折减。（选择是否考虑扬压力的折减）
5、为计算荷载组合的最大值：检修水位按 台机满发水位计算。
6、抗震计算时，厂房建筑物只考虑水平向地震作用。采用拟静力法计算地震惯性力与地震动水压力。
4.2 计算依据及公式
根据《水工建筑物荷载设计规范》（DL 5077-1997）、《水工建筑物地震抗震设计规范》（NB 35047-2015）、《水电站厂房设计规范》（NB/T 35011-2013），相关地基厂房整体稳定分析及荷载计算方法，有如下规定：
（一）一般规定
1、地面厂房整体稳定分析应根据地基情况、结构特点及施工条件进行。具体可包括下列内容：
1）厂房沿建基面的抗滑稳定计算。厂房地基无控制性软弱滑移结构面分布，计算不考虑深层抗滑稳定。（本算稿中不涉及深层抗滑稳定计算）
2）厂房基础面法向应力计算。
3）厂房抗浮稳定验算。
2、厂房整体稳定及地基应力宜采用下列方法计算：
1）材料力学法。
2）位于复杂地基上的大型水电站厂房，除用材料力学法计算外，可采用有限元法或其他合适的方法进行复核计算。
3、厂房整体稳定及地基应力计算，以 机组段作为独立的单元，按结构特点和荷载组合情况进行计算。
（二）抗滑稳定计算
对于岩基上厂房整体抗滑稳定应按按抗剪断强度公式（4.2-2.1）进行计算；对于非岩基上厂房整体抗滑稳定按抗剪强度公式（4.2-2.2）进行计算：
1 抗剪断强度按式（4.2-2.1）计算：
γ0ψΣPd≤1γdfk'γfΣWd+ck'γcA （4.2-2.1）
式中：γ0——结构重要性系数，对结构安全级别为Ⅰ、Ⅱ级的厂房分别取值1.1、
1.05；
ψ——设计状况系数，按表4.1取值；
ΣPd——全部作用设计值对滑动面的切身分力值（kN）；
γd——结构系数，按表4.2取值；
fk'——滑动面的的抗剪断摩擦系数标准值；
γf、γc——材料性能分项系数，按表4.2取值；
ΣWd——全部作用设计值对滑动面的法向分力值（kN）;
ck'——滑动面的抗剪断黏聚力标准值（kPa）；
A——基础受压部分的计算截面积（m2）。
2 抗剪强度按式（4.2-2.2）计算：
γ0ψ∙ΣPd≤1γd∙fkγfΣWd （4.2-2.2）
式中：fk——滑动面的的抗剪摩擦系数标准值；
γf——材料性能分项系数，按表4.2取值；
γd——结构系数，按表4.2取值；
表4.1 厂房整体稳定设计状况系数ψ的取值
设计状况
ψ的取值
持久状况
1.00
短暂状况
0.90
偶然状况
0.85
表4.2 厂房整体抗滑稳定性γf、γd的取值
公式类型
地基类型
γf
γc
γd
抗剪断强度计算公式
岩基
1.7
2.0
1.5
抗剪强度计算公式
非岩基
1.0
---
1.25

（三）抗浮稳定计算
厂房抗浮稳定应符合下列规定：
抗浮稳定按式（4.2-3.1）计算：
γdψUfd+Usd≤1γdΣWd （4.2-3.1）
式中 Ufd——浮托力作用设计值（kN）；
Usd——渗透压力作用设计值（kN）；
γd——结构系数，取值1.25；
ΣWd——全部重力（含水重力）设计值之和（kN）。
（四）法向应力计算
厂房基底面上的法向应力可按式（4.2-4.1）进行计算：
σ=ΣWkA±ΣMxkyIx±ΣMykxIx≤[f] （4.2-4.1）
式中 σ——厂房基底面上的法向正应力，kPa；
ΣWk——全部作用标准值在计算截面上法向分力的总和（kN）；
A——厂房地基计算截面面积（m2）；
ΣMxk、ΣMyk——分别为全部作用标准值对计算截面形心轴Y、X的力矩总和（kN∙m）；
x、y——分别为计算截面上计算点至形心轴X、Y的距离（m）；
Ix、Iy——分别为计算截面对形心轴X、Y的惯性矩（m4）。
（五）法向应力要求
（1）岩基上厂房基底面的法向应力采用材料力学法计算时，应符合下列要求：
1 最大地基应力不应超过地基允许承载力，在地震情况下地基允许承载力可适当提高。
2 最小地基应力应满足：
1） 河床式厂房除地震情况允许出现100kPa的拉应力，其他情况不应出现拉应力。
2） 坝后式及岸边式厂房，基本组合情况不应出现拉应力；非常运行情况允许出现不大于100kPa的局部拉应力；地震情况出现大于200kPa的拉应力时，应进行专门的论证。
（2）非岩基上厂房基础面上的地基应力应符合下列要求：
1 厂房基础面上平均地基应力不应大于地基的允许承载力；
2 厂房基础面上最大地基应力不应大于地基允许承载力的1.2倍，地震情况宜考虑竖向地震的作用；
3 厂房基础面上不应出现拉应力。
（六）扬压力
对于河床式厂房（选择厂房类型），其底面的扬压力分布图形，可按岩基上的实体重力坝情况确定。考虑到计算底面上游侧有防渗帷幕，可考虑对扬压力进行折减，折减系数可相比排水孔的略高一些，取其渗透压力强度系数（即扬压力的折减系数）为：α= 。按实体重力坝计算其坝底面扬压力分布如下图：（对于扬压力折减，可对上面折减系数进行取舍）

1——排水孔或防渗帷幕中心线
图4.1 厂房底面扬压力分布
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。
对于该工程，在计算扬压力时，将考虑扬压力的折减。
（七）浪压力计算
（请从下面两种挡水型式中选取，并删除另外一种计算型式）
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：

图4.2 直墙式挡水建筑物的浪压力分布
a）当H≥Hcr和H≥Lm2时，浪压力分布如图4.2（a）所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：
Pwk=14γwLm(h1%+hz) （4.2-7.1）
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：
hz=πh1%2Lmcth2πHLm （4.2-7.2）
Hcr——使波浪破碎的临界水深（m），按下式计算：
Hcr=Lm4πlnLm+2πh1%Lm-2πh1% （4.2-7.3）
b）当H≥Hcr，但H<Lm2时，浪压力分布如图4.2（b）所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：
Pwk=12[h1%+hzγwH+p1f+Hp1f] （4.2-7.4）
式中：p1f——建筑物底面处的剩余浪压力强度（kN/m2），按下式计算：
p1f=γwh1%sech2πHLm （4.2-7.5）
c）当H<Hcr时，浪压力分布如图4.2（c）所示，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：
Pwk=12p0[1.5-0.5λh1%+0.7+λH] （4.2-7.6）
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：
p0=Kiγwh1% （4.2-7.7）
Ki——底坡影响系数，按表4.4采用。
表4.4 底坡影响系数Ki
底坡i
1/10
1/20
1/30
1/40
1/50
1/60
1/80
<1/100
Ki值
1.89
1.61
1.48
1.41
1.36
1.33
1.29
1.25
注：底坡i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4.3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。

图4.2 斜坡式混凝土护面板上的浪压力分布
a）斜坡上最大受力点的浪压力强度按下式计算：
pm=KpK1K2K3γwhs （4.2-7.1）
式中：pm——最大浪压力强度（kN/m3）；
Kp——频率换算系数，采用1.35；
K1——系数，按下式计算：
K1=0.85+4.8hsLm+m(0.028-1.15hsLm) （4.2-7.2）
K2——系数，按表4.4采用；
K3——浪压力相对强度系数，按表4.5采用；
hs——有效波高（m），约相当于累积频率为14%的波高。
表4.2 系数K2的值
Lm/hs
10
15
20
25
35
K2
1.00
1.15
1.30
1.35
1.48

表4.3 浪压力相对强度系数K3
hs（m）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
≥4.0
K3
3.7
2.8
2.3
2.1
1.9
1.8
1.75
1.7

b）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：
Zm=A+1m2(1-2m2+1(A+B) （4.2-7.3）
式中：
A=hs0.47+0.023Lmhs1+m2m2 （4.2-7.4）
B=hs[0.95-0.84m-0.25hsLm （4.2-7.5）
当Zm<0时，取Zm=0。
c）图4.2中li（i=1，2，3，4）按下列各式确定：
l1=0.0125Lψ
l2=0.0325Lψ
l3=0.0265Lψ
l4=0.0675Lψ （4.2-7.6）
式中：
Lψ=mLm4m2-1 （4.2-7.7）
图4.2中波浪爬高R1%，可按本小节第（八）部分波浪要素计算确定。
（八）波浪要素计算
（根据需要选择下面三种计算公式中的一种，并删除另外两种计算公式）
本水库属平原、滨海地区水库，宜按莆田试验站公式计算：
ghmv02=0.13th0.7gHmv020.7th0.0018gD/v020.450.13th0.7gHm/v020.7
gTmv0=13.9ghmv020.5
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。
本水库属丘陵、平原地区水库，宜按鹤地水库公式计算（适用于水库较深、v0<26.5m/s及D<7.5km）：
gh2%v02=0.00625v018gDv0213
gLmv02=0.0386gDv0212
式中：h2%——累积频率为2%的波高（m）；
Lm——平均波长（m）；
本水库属内陆狭谷水库，平均浪高、平均波长按官厅水库公式计算（适用于v0<20m/s及D<20km）：
ghv02=0.0076v0-112gDv0213
gLmv02=0.331v0-12.15gDv0213.75
式中：h——当gDv02=20~250时，为累积频率5%的波高h5%；
当gDv02=250~1000时，为累积频率10%的波高h10%；
（该部分可根据需要进行取舍）
平均波长Lm与平均波周期Tm可按下式换算：
Lm=gTm22πth2πHLm
对于深水波，即当H≥0.5Lm时，上工可简化为：
Lm=gTm22π
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规范《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077中的相关表格进行查取。
（九）地震惯性力计算
厂房建筑物抗震计算可只考虑水平向地震作用。1级壅水厂房应按动力法进行抗震计算，其余各级厂房可采用拟静力法进行计算并符合下列规定：
1 当采用拟静力法计算地震作用时，沿厂房高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按式（4.2-9.1）计算：
Fi=0.25ahαiGEi/g （4.2-9.1）
式中 Fi——作用在质点i的水平向地震惯性力代表值，kN；
ah——水平向设计地震加速度，m/s2，按表4.5取值，或根据专门的地质危险性分析提供的基岩峰值加速度成果确定，根据昌波《工程 研究报告》，取αh= ；
αi——质点i的动态分布系数，按表4.6取值；
GEi——集中在质点i的重力作用标准值，kN。
表4.5 水平向设计地震加速度代表值ah
设计烈度
7
8
9
ah
0.1g~0.15g
0.2g~0.3g
0.4g
注：g 为重力加速度，m/s2。
表4.6 厂房水平地震动加速度动态分布系数αi
厂房
河床式
坝后式、岸边式
水平向（顺河流向）

注：H为厂房总高度；H1为厂房下部结构高度；H2为厂房上部结构高度。
（十）地震动水压力
该工程坝体型式可按重力坝进行计算，采用拟静力法计算重力坝总地震动力压力时，可按下述进行计算。
单位宽度坝面的总地震动水压力作用在水面以下0.54H0处，其代表值F0应按下式计算：
F0=0.65ahξρwH02 （4.2-10.1）
式中 F0——总地震动水压力代表值，kN；
ξ——地震作用的效应折减系数，除另有规定外，取0.25；
ρw——水体质量密度标准值，取ρw=1×103kg/m3；
H0——水深，m。
4.3 计算方法
计算方法：
将计算独立单元作为一个整体，再通过整齐划分成每个独立的小个体，采用材料力学的方法计算出独立个体的形心位置。
对每个独立的个体进行叠加来计算相应的数值。
计算软件：
对于手动计算较为复杂，故利用EXCEL表格的计算功能进行统计计算。
五、 机组段荷载及作用位置计算
5.1 机组段
根据厂房坝段布置确定 机组段基础面，建立坐标系。求出该机组段全部荷载（厂房 机组段各部分混凝土结构自重、机电设备、水重、扬压力、静水压力、浪压力、水平向地震作用等）的大小及其形心投影在水平面坐标系的位置。
该部分各结构自重按其几何尺寸计算确定，上层混凝土结构容重按25kN/m3来计算，水下混凝土结构容重按24kN/m3来计算。
5.1.1 确定计算坐标系
将 机组段的基础作用面单独分离出来，以其几何中心作为坐标原点，厂纵方向作为X轴，厂横方向作为Y轴。（选择X、Y方向分别为厂纵或厂横方向）
受压滑动面计算截面积为：A= m× m= m2
厂纵方向指 方向，厂横方向指 方向，建立以下坐标系，如下图5.1.1所示：
（点击进行CAD中修改计算面尺寸）
图5.1.1 计算坐标系
对于竖向荷载，取向下为正，向上为负。对于水平向荷载，为保证计算出来的水平荷载作用下的弯矩值在坐标系中表达出来的与规定方向相同，其正方向应如图5.1.1中所示相同。对于作用弯矩，根据右手法则，与坐标轴方向相同为正，方向相反为负。
对于竖直向下的荷载对计算截面产生的弯矩值Mx，当Y坐标值为正时，弯矩方向与坐标轴方向相反，故应取负值；对于弯矩值My，当X坐标值为正时，弯矩方向与坐标轴方向相同，故应取正值。
5.1.2 结构自重
为方便计算水平地震力，根据表4.5中坝后式厂房（选择厂房类型）的层高划分，对结构自重分块计算的块体按地震动态分布系数的突变位置划分成不同的块体，分别计算。
根据基本数学与材料力学的计算方法，把不同块体的自重统计到EXCEL表格中进行数据统计计算具体计算表格参见附表A中表A.1“结构自重计算表”。
5.1.3 设备自重
在计算设备自重时，仅考虑永久固定设备的荷载，计算考虑： 等设备自重。根据机电提供的设备资料进行计算，并把结果统计在EXCEL表格中进行数据统计，
具体计算表格参见附表A中表A.2“永久设备自重计算表”。
5.1.4 水自重
计算自重时，除计算厂房内部空腔体积内充水自重外，还应计算上下游水位作用在厂房底板上的水自重，并因根据不同工况及不同水位进行计算。
具体计算表格参见附表A中表A.3“水自重计算表”。
5.1.5 扬压力
扬压力应对各工况下的扬压力进行计算统计，在计算时考虑防渗帷幕对扬压力的折减。
具体计算表格参见附表A中表A.4“扬压力计算表”。
5.1.6 静水压力
静水压力应针对各工况上下游水位进行计算统计。静水压力值以向下游为正、向上游为负。
具体计算表格参见附表A中表A.5“静水压力计算表”。
5.1.7 浪压力
浪压力在计算时，应根据不同的上游设计水位来分别计算对应水位下的浪压力。
1、基本参数
设计风速：
正常蓄水位 v01= m/s
正常运用洪水位 v02= m/s
非常运用洪水位 v03= m/s
风区长度D：
正常蓄水位 D1= m
正常运用洪水位 D2= m
埋深运用洪水位 D3= m
2、波浪要素及浪压力计算
①正常蓄水位
正常蓄水位 m
迎水面水深 H= — = m
风区长度 D0= m
计算风速 v0= m/s
浪压力计算过程如下：
（可适当补充计算过程，计算公式参见上文描述）
对于单位长度上的浪压力Pwk计算结果如下：

浪压力作用点至计算水位的高度计算结果如下：

浪压力作用点至计算底面的高度H1可按下式计算：

②正常运用洪水位
正常运用洪水位 m
迎水面水深 H= — = m
风区长度 D0= m
计算风速 v0= m/s
浪压力计算过程如下：
（可适当补充计算过程，计算公式参见上文描述）
对于单位长度上的浪压力Pwk计算结果如下：

浪压力作用点至计算水位的高度计算结果如下：

浪压力作用点至计算底面的高度H1可按下式计算：

③非常运用洪水位
非常运用洪水位 m
迎水面水深 H= — = m
风区长度 D0= m
计算风速 v0= m/s
浪压力计算过程如下：
（可适当补充计算过程，计算公式参见上文描述）
对于单位长度上的浪压力Pwk计算结果如下：

浪压力作用点至计算水位的高度计算结果如下：

浪压力作用点至计算底面的高度H1可按下式计算：

通过上面的计算，还应将其归并到各个工况下进行统计，其统计结果列入EXCEL中进行数据统计，具体计算表格参见附表A中表A.6“浪压力计算表”。
5.1.8 地震惯性力
水平地震加速度分布系数：
从EL. M到EL. m为1.0；
从EL. m到EL. m为1.0到 ；
从EL. M到EL. m为 到 。
如图5.1所示。由于地震荷载可以为正（指向厂房下游），也可以为负（指向厂房上游），所以与其他荷载叠加时应该考虑其对结构不利方向。

图5.1 水平地震加速度分布系数
对于地震惯性力，应根据结构自重与设备自重分别计算其地震惯性力，对于大体积混凝土，应在地震加速度分布系数分界高程位置处分离，作分别计算，而不应整体计算。
由于在5.1.2与5.1.3节中已经对结构块体及设备自重按照地震作用下的高程进行划分，所以在计算地震惯性力是仅按公式（4.2-9.1）计算惯性力即可，而各计算块体的重心高程还需要测量计算。
将厂房计算机组段地震工况下的水平地震惯性力，列入EXCEL当中进行辅助计算，具体计算表格参见附表A中表A.7“地震惯性力计算表”。
5.1.9 地震动水压力
地震工况下，厂房上游为正常蓄水位EL. m，下游为最低尾水位EL. m，上游水位较下游水位高，地震工况下上下游均存在动水压力。
动水压力作用宽度为：B0= m，上游水深为：H01= m，下游水深为：H02= m，水的容重为：γw=ρwg=10kN/m3。
单位宽度上的上游动水压力代表值为：F01= kN，单位宽度上的下游动水压力代表值为：F02= kN。
作用点的位置：
上游动水压力作用点距离底板底面的高度为：h1= m，下游动水压力作用点距离底板底面的高度为：h2= m。
上下游动力压力及对应弯矩值如下
上游地震动水压力值为：Pu=F01×B0= kN，方向为顺水流方向，相对应的动水压力弯矩值为：Mw1=Pu×h1= kN∙m，方向为X轴正方向
下游地震动水压力值为：Pd=F02×B0= kN，方向为逆水流方向，相对应的动水压力弯矩值为：Mw2=Pd×h2= kN∙m，方向为X轴负方向。
六、稳定计算
6.1 抗滑稳定计算
根据规范要求，计算抗滑稳定性时，应依据荷载组合分工况来进行计算。抗滑稳定计算时，考虑扬压力的作用，根据公式（4.2-2.1）（选择对应计算公式）计算抗滑稳定性，并对比表3.4，分析各机组段的抗滑稳定性。
机组段的抗滑稳定计算见表A.8 “抗滑稳定计算表”。
6.2 抗浮稳定计算
根据规范要求，在计算抗浮稳定性时，应根据荷载组合分工况来进行计算。计算时，法向荷载将不再叠加扬压力，根据公式（4.2-3.1）计算抗浮稳定性。
1#、2#机组段的抗浮稳定计算见表A.9 “抗浮稳定计算表”。
6.3 法向地应力计算
根据规范要求，在计算法向地应力时，应根据荷载组合分工况来进行计算。计算时，法向荷载应分两种状况考虑：一是叠加扬压力，二是不叠加扬压力，根据公式（4.2-4.1）计算法向地应力，并根据地基承载力，判断法向地应力是否满足要求。
在计算法向地应力时，由于地震惯性力的作用方向是随机的，为方便计算，在计算法向地应力时所采用的地震惯性力将仅分为四个方向分别计算，即：地震惯性方向分别指向X、Y轴的正负方向。最终比较四个表格计算的结果来判断最大、最小地应力，对照是否满足规范要求。
机组段的法向地应力计算见表A.10 “法向地应力计算表”。
七、计算结论
7.1 机组段
机组段各工况下抗滑稳定计算结果见表A.8中的计算结果，根据表中的比较，可判断，各工况下 机组段抗滑稳定性均满足规范要求；抗浮稳定性满足规范要求。
工况下，地基出现拉应力，拉应力值为 MPa。
其他压应力中，最大压应力值为 MPa，最小压应力值为 MPa，最大压应力不大于基础的地基承载力，满足规范要求。

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附表A 机组段稳定计算
表A.1 结构自重计算表

续表A.1 结构自重计算表

表A.2 设备自重计算表

表A.3 各工况下水自重计算