1、 前言第一章 总则第二章 地面厂房布置第三章 厂房整体稳定及地基应力计算第四章 地面厂房结构设计第五章 地下厂房及其它型式厂房设计第六章 建筑设计第七章 观测设计附录一 楼面均布活荷载附录二 机墩与风罩静力计算附录三 机墩动力计算附录四 考虑框架剪切变形和刚性节点的计算附录五 分离式底扳内力和锚筋计算附录六 地下洞室锚喷支护设计(参考附录)附录七 地下厂房围岩分类(参考附录)附加说明 打印 刷新水电站厂房设计规范(试行)SD33589关于颁发水电站厂房设计规范SD33589(试行) 的通知能源水规(1989)67 号根据国家计委关于编制设计规范的要求，原水电部委托天津勘测设计院会同有关设计院和
2、高等院校等14 个单位编制了水电站厂房设计规范SD33589( 试行) 。现已审定批准自 1989 年 10 月 1 日起颁发试行。在试行中，如有意见，请函告水利水电规划设计管理局和天津勘测设计院。1989 年 3 月 29 日前 言本规范系根据原水利电力部水利水电规划设计院(82)水规设字第 3 号文通知进行编制的。本规范编制组由原水利电力部天津勘测设计院、东北勘测设计院、西北勘测设计院、成都勘测设计院、中南勘测设计院、华东勘测设计院、北京勘测设计院、贵阳勘测设计院、长江流域规划办公室、黄河水利委员会勘测设计院、武汉水利电力学院、清华大学、天津大学、河海大学等 14 个单位组成。规范在编制过
3、程中，得到全国许多水利水电设计、施工、运行、科研单位和高等院校的工程技术人员及专家的积极支持。整个编制工作经历了编制提纲、调查研究、专题编写和规范编制四个阶段，进行了规范提纲、专题论文、规范初稿和送审稿四次讨论、审查会议。规范共分 7 章 188 条和 8 个附录。主要编写单位如下：西北勘测设计院编写第二章第一节、第四章第一、二节、第三节() 、()及附录四；中南勘测设计院编写第二章第二节、第五章第三节(坝内厂房) 及第六章；华东勘测设计院编写第三章第一、二节，第五章第三节(溢流厂房) 及有关开关站的条文；东北勘测设计院编写第五章第二节和附录七；成都勘测设计院编写第五章第一节；贵阳勘测设计院编
4、写第三章第三节；北京勘测设计院编写第五章第三节(抽水蓄能电站) ；黄委勘测设计院编写第七章；长江流域规划办公室编写第四章有关温度应力条文；天津勘测设计院编写第一章、第四章第三节() 、第四节及附录一、二、三、五、六、八。规范由天津勘测设计院负责汇总、修改和补充。水电站厂房设计规范在国内是第一次编制，国外有关水电站厂房的规程规范也极少，我们经验不多，总结不够全面，不妥之处，请指正。第一章 总则第 1.0.1 条 本规范适用于大、中型水利水电枢纽工程中岩基上的 1、2、3 级水电站厂房各阶段的土建设计。第 1.0.2 条 水电站厂房设计必须做到因地制宜、技术先进、经济合理、安全可靠、管理方便、美观
5、大方。第 1.0.3 条 水电站厂房设计应符合水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部份) (SDJ1278，试行 )、水力发电厂机电设计技术规范(SD173-85，试行)、水工钢筋混凝土结构设计规范(SDJ20 78 试行)等有关标准及规范的要求。河床式、坝后式、坝内式及厂顶溢流式的厂房设计，还应符合闸、坝及溢洪道设计规范的要求。厂房抗震设计应符合水工建筑物抗震设计规范(SDJ1078，试行)的要求。第 1.0.4 条 水电站厂房按结构及布置特点分为地面式(包括河床式、坝后式、岸边式) 、地下式(包括地下式、半地下式、窑洞式)、坝内式、厂顶溢流式及厂前挑流式等型式。第 1.0.5
6、条 水电站厂房(包括厂区建筑物) 应按其级别及挡水条件采用以下相应的洪水标准：一、壅水厂房，如河床式厂房，设计采用的洪水标准应按水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(SDJ12 78)及其补充规定(以下简称 等级标准) 的规定确定，并和枢纽拦河坝(闸)设计采用的洪水标准协调；二、非壅水厂房设计采用的洪水标准可按等级标准补充规定的表 3 采用；三、主副厂房和主变压器场、开关站、进厂铁路及公路的防淹标准可参照非壅水厂房的洪水标准确定。第 1.0.6 条 水电站厂房设计应妥善解决以下问题：一、根据工程具体情况，解决好分期建设或初期运转的要求；二、统筹安排运行管理所必须的生产辅助设施
7、；三、做好主体与其它建筑物的建筑艺术处理，美化环境；四、在不断总结实践经验和科学实验的基础上，积极慎重地采用新技术，使设计不断创新，有所前进。第 1.0.7 条 凡本规范末包括的问题，或由于某种原因发现本规范某些规定不尽适宜时，可通过论证提出补充意见，报设计审批部门批准后执行，并抄报本规范审批单位备案。第二章 地面厂房布置第一节 厂区布置第 2.1.1 条 厂区布置是水利水电枢纽总体布置的一部分，应通过对整个枢纽的工程技术经济论证选定。一、应合理布置主厂房、副厂房、主变压器场、开关站、高压引出线、进厂交通、发电引水及尾水等。使电站运行安全、管理和维护方便；二、应妥善解决厂房与其它建筑物(包括泄
8、洪、排沙、通航、过竹木、过鱼等) 布置及运用的相互协调，避免干扰，保证电站安全和正常运行；三、应考虑建筑物检修的必要条件；四、应少占或不占农田，保护天然植被，保护环境；五、应合理安排施工程序及导流，满足发电工期要求。第 2.1.2 条 扩建和改建水电站厂房，新老建筑物及设施要协调一致，确保省建筑物安全，施工期尽量不影响或少影响发电。第 2.1.3 条 河床式厂房的进水部分设计，应结合枢纽布置情况妥善解决泥沙、漂浮物和冰凌等对发电的影响。第 2.1.4 条 坝后式厂房通常在厂、坝之间设永久变形缝。为满足厂、坝整体稳定或有其它要求时，经论证可采用厂坝整体连接的型式。第 2.1.5 条 当压力管道采
9、用明敷方式时，为减轻或避免非常事故对厂房的灾害，宜将厂房避开事故水流的主要方向，或采取其它措施。厂房位置宜避开冲沟口，否则应研究山洪淤积影响，并采取相应防御设施；厂房位于高陡坡下时，对边坡稳定要有充分的论证，并应设有安全保护措施及排水。第 2.1.6 条 尾水渠应根据机组运行条件、地形地质、河道流向、泄洪、泥沙及其它建筑物影响等情况加以布置。对可能发生淘刷部位应加强保护措施。应考虑下游梯级回水及枢纽各泄水建筑物泄水引起河床变化所造成的影响。第 2.1.7 条 应防止因弃渣而抬高厂房下游河道水位。施工弃渣应按施工组织设计拟定的地点堆弃，竣工前围堰应清除干净。第 2.1.8 条 副厂房的位置和组成
10、应注意与主变压器场、主厂房的位置关系及环境要求，经技术经济综合比较确定。在满足运行、方便管理的前提下，宜利用一切可利用的空间，并使通风采光条件好和对外交通方便。第 2.1.9 条 主变压器位置没开关站站址应根据安装检修、运输通道、进线出线、通风散热和防火防爆等，因地制宜地选定。主变压器位置尽量靠近发电机，并宜与安装间同一高程。主变压器的防火、防爆及冷却通风要求应符合有关规范规定。开关站尽量靠近主变压器和中央控制室，选择地基及边坡稳定地段，或利用其他合适的部位进行布置，其进出载应避免跨越泄洪建筑的水跃区、射流区。开关站位置要尽量避开冲沟口，否则应对山洪、泥石流等采取预防措施。开关站土建工程宜一次
11、建成。第 2.1.10 条 为保证主、副厂房和主变压器场地及开关站在各设防水位条件下不受淹没和防意外情况受淹可采取下列措施：一、采取可靠措施防止洪水倒灌；二、厂区的排水量、沟网布置、排出方式及排水设施，应根据本地区暴雨强度及其他可能的集水量综合考虑；三、按常年和季节盛行风向，考虑泄洪雾化对厂区不利影响；四、对可能导致水淹厂房的孔洞、管沟、通道、预留缺口等采取必要的封堵措施；五、处理好边坡渗水。第 2.1.11 条 对厂区内交通，应根据近期和远景规模，全面规划，统筹安排，并应满足机电设备重件、大件的运输，运行人员上下班方便的要求。一、主要交通在正常运用洪水标准条件下应保证畅通，在非常运用洪水标准
12、条件下应保证进出厂人行交通不致阻断；二、铁路、公路应伸入主厂房安装间，厂前应有平直段；三、铁路和公路的设计要求应符合有关专业规范规定，最大纵坡：铁路宜小于 2%、公路宜小于8%。第 2.1.12 条 专用线铁路一般从下游侧引入厂房，并垂直于厂房纵轴线方向布置。如确因地形、地质和枢纽布置等条件限制，必须由厂房端部而平行于厂房纵轴线方向进厂时，应在轨道末端设置阻进器，并同时在厂外设置警戒道叉。厂区铁路一般可采用明渣道床，但当铁路与道路平交或重合时，及铁路进厂前的路段，宜用暗道床。铁路与道路尽量避免交叉，如需平面交叉时，应设置瞭望条件良好的道口。第二节 厂房内部布置第 2.2.1 条 主厂房(主机间
13、及安装间 )和副厂房应根据水电站规模、厂房型式、机电设备、环境特点、土建设计等情况进行布置，确定其各部分的尺寸及空间分配。第 2.2.2 条 主厂房主机间的长度和宽度，应按机组台数、水轮机过流部件、发电机及风道尺寸、起重机吊运方式、进水阀及调速器位置、厂房结构要求、运行维修和厂内交通等确定。一、水轮机过流部件应按制造厂提供的资料结合水工结构要求选择；二、机组段尺寸由水轮机蜗壳尺寸控制时，蜗壳的壁厚由强度及构造确定，如为金属蜗壳尚需满足安装蜗壳所需空间要求；三、机组段长度由发电机及其风道控制时，两台机组风道盖板的距离，除满足设备布置要求外，应保留必要的通道；四、坝后式厂房机组段长度一般与坝体分缝
14、一致。对隧洞引水厂房，还应满足各机组引水洞之间最小岩壁厚度的要求；五、当机组段有泄水、排沙孔时，应同时满足各孔口的结构强度、构造及施工要求；六、主机间的长度和宽度应满足起重机吊钩工作范围、进水阀、调速器等设备布置和厂内交通及结构尺寸需要。第 2.2.3 条 安装间面积，一般按一台机组扩大性检修需要确定，并需符合水力发电厂机电设计技术规范(SDJ173 85)的规定。多机组的水电站，其安装间面积可根据需要加大或加设副安装间。一、安装间地面高程宜与发电机层高程相同，如因下游洪水尾水位高于发电机层，也可抬高安装间高程：二、安装间可布置于厂房的一端、两端或中间段，应满足运输设备或器材的车辆入厂及装卸的
15、需要；三、安装间应与主厂房宽度相同。第 2.2.4 条 主厂房尺寸宜结合上层结构体系统一考虑确定，以利于采用标准构件和预制件。第 2.2.5 条 主厂房起重机的工作范围，应满足机组部件吊装的需要。厂内设有进水阀时，宜考虑其中心线位于起重机副钩工作范围以内。为满足起重机运行及维修的需要，厂房结构布置应考虑：一、起重机顶与吊顶(或屋架下弦、灯具底 )的净距不小于 2030cm；二、在厂房顶适当部位应有可供拆装起重机的减速器盖、卷筒、电动机等部件的必要空间(可考虑利用屋盖大梁之间的空间或将局部屋盖做成可拆卸的结构)；三、起重机端边至墙内侧的距离除满足大车行走外，应在适当部位留有大车走轮机构的安装及检
16、修需要的净空和让车位置；四、吊车梁顶面宽度应满足运行人员通行要求，并应设置可供司机上下起重机的便梯；五、吊装中的部件与已安装的设备、结构物及地面的安全距离应满足水力发电厂机电设计技术规范(SDJ17385)的规定。第 2.2.6 条 厂内交通设施，包括楼梯、转梯、爬梯、吊物孔及水平通道、廊道等主要交通，应便利管理、检修、处理故障迅速，满足防火、防潮、通风需要。发电机层及水轮机层主要通道尺寸及楼梯宽度、坡度、安全出口应符合机电设计规范的要求。宜考虑：一、发电机层及水轮机层有贯穿全长的直线水平通道；二、主要楼层间每一至二个机组段宜设置一个楼梯。第 2.2.7 条 水轮机机坑的布置及尺寸应满足机组安
17、装、维修要求。封闭式机坑应设进出通道。第 2.2.8 条 主厂房内各层高程布置应满足机组及附属设备布置、安装检修、结构尺寸及建筑空间等要求。一、水轮机安装高程应根据制造厂家提供的机组特性资料及水轮机工况，结合厂房位置的地形、地质条件及尾水位等确定；二、水轮机层地面高程由安装高程加水轮机蜗壳上半部(安装高程至蜗壳顶) 最大尺寸再加蜗壳顶板厚度决定；三、发电机层地面高程除应满足发电机布置要求外，并应考虑水轮机层设备布置及母线电缆的敷设和下游洪水位影响；如主厂房空间许可，发电机层下或电缆密集部位可增设电缆夹层，夹层净空应满足安装、维护、防火的要求；油、气、水管路等布置应清晰、紧凑、协调，且宜分区布置
18、，尽量避免交叉混杂；四、起重机轨顶高程应根据起重机规格，机组安装及检修时吊装需要确定，并应满足进出厂运输车辆的货物装卸的要求；五、屋顶高程根据屋面结构尺寸确定，并应满足起重机部件安装、检修、厂房吊顶、照明设施等要求。第 2.2.9 条 尾水平台宽度应满足尾水闸门及启门设备布置、交通道和下游防洪设施对结构尺寸的要求。亦可考虑利用尾水平台上布置主变压器或副厂房，如布置以上设施引起尾水管扩散段或尾水闸墩的长度增加，则需进行技术经济论证。第 2.2.10 条 水斗式水轮发电机组厂房布置原则：一、卧式机组一般机组轴线沿厂房纵向布置。发电机定子为分瓣结构时，机组间距由机组总长度和两台机组间的通道(约 1.
19、22.0m)决定。安装高程由设计最高尾水位、排出高度(指转轮下沿和各种可能运行条件下尾水槽中最高水位之差) 和1/2 转轮直径之和而定。厂房如分上、下两层，上层高度由机组安装及检修时吊运发电机转子、水轮机转轮、发电机定子等设备决定；下层高度应满足发电机空气冷却器运行维护和运出检修的需要，同时必须满足油、气、水管道和电气设备的布置尺寸。厂房宽度：机组中心线上游侧，根据机组尺寸(包括机壳) 、针阀及其控制机构、调速设备和电气设备、墙柱厚度等确定；引水管高压阀宜布置在主厂房外专设的室内。当球阀布置在室内时，尚应满足球阀布置、安装和检修要求。下游侧宽度主要由机组尺寸及安全通道决定。厂房宽度应结合吊车工
20、作范围线一起考虑。二、立式机组机组中心距应根据引水管喷嘴布置、水轮机机壳尺寸、机壳间混凝土厚度、交通要求和发电机、电气设备的布置等确定。安装高程由设计最高尾水位、排出高度和 1/2 水斗宽度之和确定。第 2.2.11 条 水斗式水轮机尾水槽设计要求：一、应保证转轮水斗在各种可能运行条件下足够的通气净空；二、在射流骤然偏转时，尾水槽内的涌浪水面不超过转轮下沿；三、尾水槽的边壁及底板应做好抗冲蚀设计，为防止高速水流冲击转向下游，尾水槽应具有消力池的功能。第 2.2.12 条 中央控制室位置应按电站运行(操作、维护、监视) 方便、消除故障迅速、控制电缆短、满足分期发电等综合考虑。一、靠近主机间，位于
21、主机和开关站之间，与主变压器场、开关站、主机间的交通应方便；二、周围不宜布置有空气压缩机、通风机等噪声大的设备；三、设置在尾水管上的中控室应采取有效的防振措施；四、良好的通风、采光条件，并避免阳光直射；五、周围有良好排水条件；六、当位置高于发电机层时，宜设置能瞭望发电机层的观察窗或观察平台。第 2.2.13 条 副厂房的面积和布置应根据机电设备布置、维修、试验及管理需要结合具体条件综合考虑确定。副厂房既可集中也可分散布置，应因地制宜。对关系密切，联系多的房间宜布置在紧邻。一部分房间如透平油罐和油处理室、空气压缩机室、水泵房等可利用安装间下部或其他高程低的部位布置。当厂内面积有限时，部分试验检修
22、、辅助生产的房间可移到厂外。第三章 厂房整体稳定及地基应力计算第一节 荷载及其组合第 3.1.1 条 作用在水电站厂房上的荷载可分为永久荷载、可变荷载及偶然荷载三类。各类荷载列于表 3.1.1。表 3.1.1 厂房承受荷载分类表序号 荷载分类 荷载名称1 结构自重2 永久机电设备重3 回填土石重4 泥沙压力5 土压力6永久荷载其他的永久荷载7 水重8 静水压力9 扬压力(包括浮托力和渗透压力)10 浪压力11 冰压力12可变荷载其他的可变荷载13 偶然荷载 地震力第 3.1.2 条 厂房各部分结构自重应按其几何尺寸及容重计算。第 3.1.3 条 厂房内机电设备重量只计算固定的主要设备，不考虑附
23、属设备及非固定设备重量。第 3.1.4 条 水重应按实际体积及容重计算；对于多泥沙河流的水容重应考虑实际含沙量的影响。第 3.1.5 条 作用于厂房基础的扬压力，应按全部计算截面积考虑。一、河床式厂房的扬压力计算图形，应按混凝土重力坝设计规范(SDJ2178，试行)补充规定采用。二、坝后式与岸边式厂房的扬压力计算图形，可根据厂房基础的地质条件及防渗和排水等情况参照混凝土重力坝设计规范(SDJ2178)补充规定采用。当厂坝整体连接或永久变形缝已用止水封闭的坝后式厂房，扬压力的计算图形应与坝体共同考虑。当洪峰历时短时，水电站厂房扬压力的计算图形可考虑时间效应，经论证研究确定。第 3.1.6 条 作
24、用于厂房的填土及堆碴的侧向压力一般按主动土压力或静止土压力计算。填土及堆碴的容重和内摩擦角或侧压力系数，可根据试验成果或工程类比确定。第 3.1.7 条 泥沙压力、浪压力、冰压力，可按混凝土重力坝设计规范(SDJ2178，试行)的规定采用。第 3.1.8 条 地震力包括地震惯性力、地震动水压力、地震动土压力等。各种地震力应按水工建筑物抗震设计规范(SDJ1078，试行)的规定采用。第 3.1.9 条 荷载组合。厂房承受的荷载组合情况可分为基本组合及特殊组合两种。基本组合是厂房在正常运行情况下的荷载组合；特殊组合是厂房在非常运行情况下的荷载组合。荷载组合一般应按表 3.1.9 规定进行计算，必要
25、时考虑其它可能的不利组合。表 3.1.9 荷载组合荷 载 名 称荷载组合 计算情况 上下游水位结构自重永久设备重水重回填土石重静水压力扬压力浪压力泥沙压力土压力冰压力地震力附 注a1上游正常蓄水位下游最低水位 a2上游设计洪水位下游相应水位 基本组合 正常运行b 下游设计洪水位 土压力需根据厂房外是否填有土、石而定( 下同)a上游正常蓄水位下游检修水位 机组检修b 下游检修水位 水重应根据实际情况扣除a上游正常蓄水位或设计洪水位下游相应水位 机组未安装b 下游设计洪水位 (1)蜗壳二期混凝土未浇；(2)水重应根据实际情况扣除a上游校核洪水位下游校核洪水位 非常运行b 下游校核洪水位 a上游正常
26、蓄水位上游最低水位 特殊组合地震情况b 下游满载运行水位 上、下游水位，若有其他论证时，可另作规定注：表中 a 适用于河床式厂房，b 适用于坝后式及岸边式厂房；浪压力与冰压力非同时存在，可根据实际情况，选择一种计算，其它荷载按实际作用的可能性进行组合；施工期的情况应作必要的核算，可作为特殊组合；厂房基础设有排水孔时，如考虑排水失效情况，可作为特殊组合；正常运行 a2 及机组未安装 a 中的下游相应水位，是指当上游发生正常蓄水位或设计洪水位时可能出现的对厂房建筑物最不利的水位(包括枢纽溢洪或不溢洪情况) ；非常运行 a 的下游校核洪水位，是指当上游发生校核洪水位时，下游可能出现对厂房建筑物最不利
27、的水位(包括枢纽溢洪或不溢洪情况 )。第二节 整体稳定及地基应力计算第 3.2.1 条 厂房整体稳定及地基应力计算的内容一般包括沿地基面的抗滑稳定和厂房基础面上的垂直正应力。当厂房地基内部存在不利于厂房整体稳定的软弱层面时，还应进行厂房深层抗滑稳定性计算。对高尾水位的厂房，必要时还应验算其抗浮稳定性。第 3.2.2 条 厂房整体稳定及地基应力计算，应分别以中间机组段、边机组段及安装间段作为一个独立的整体，按第 3.1.9 条规定的荷载组合分别进行。每段计算的整体稳定性及地基应力，必须满足所规定的安全度。边机组段及安装间段有侧向水压力作用时，还必须核算双向水压力作用下的整体稳定性及地基应力。第
28、3.2.3 条 厂房整体抗滑稳定性可按下列抗剪断强度公式或抗剪强度公式计算。对于河床式厂房及与坝体有联合作用的坝后式厂房，其计算公式选择及安全系数宜与枢纽中拦河坝(闸) 相协调。一、抗剪断强度的计算公式：(3.2.3-1)式中 K按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数，按本规范第 3.2.4 条规定采用；f、C滑动面的抗剪断摩擦系数及抗剪断凝聚力；A基础面受压部分的计算截面积； W全部荷载对滑动面的法向分值 (包括扬压力 )； P全部荷载对滑动面的切向分值(包括扬压力) 。二、抗剪强度的计算公式：(3.2.3-2)式中 K按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数，按本规范第 3.2.4 条规定采用；f滑动
29、面的抗剪摩擦系数。f、C及 f 值，应参考室内试验及野外试验的成果，结合有关因素分析研究确定。第 3.2.4 条 厂房整体抗滑稳定安全系数(不分建筑物等级) 应满足表 3.2.4 的规定。第 3.2.5 条 厂房抗浮稳定性可按下列公式计算：(3.2.5)表 3.2.4 抗滑稳定安全系数 K、K荷 载 组 合特殊组合抗滑稳定安全系数 基本组合无地震 有地震K 1.1 1.05 1.0K 3.0 2.5 2.3式中 K f抗浮稳定安全系数，任何情况下不得小于 1.1； W机组段(或安装间段)的全部重量；U作用于机组段(或安装间段)的扬压力总和。抗浮稳定性计算可选择表 3.1.9 中特殊组合的(1)
30、机组检修， (2)机组未安装，(3)非常运行三种情况中最不利的情况进行。第 3.2.6 条 厂房地基面上的垂直应力，可按下列公式计算：(3.2.6)式中 厂房地基面上垂直正应力，kN/m 2； W作用于机组段 (或安装间段)上全部荷载( 包括或不包括扬压力) 在计算截面上法向分力的总和，kN； Mx、 My分别为作用于机组段( 或安装间段)上全部荷载(包括或不包括扬压力) 对计算截面形心轴X、Y 的力矩总和，kNm；x、y分别为计算截面上计算点至形心轴 Y、X 的距离，m；Jx、J y分别为计算截面对形心轴 X、Y 的惯性矩，m 4；A基础面受压部分的计算截面积。如尾水底板为分离式或厚度较簿，
31、不能将荷载传递到其下地基时，则此部分底板不应计入计算截面。当地基条件较复杂又不宜用本条规定的方法计算时，可采用有限元法或其他合适的方法进行计算。第 3.2.7 条 厂房地基面上的垂直正应力应符合下列要求：一、厂房地基面上所承受的最大垂直正应力；不论是何种型式的厂房，在任何情况下均不应超过基岩的允许压应力。在地震情况下基岩允许压应力可适当提高。二、厂房地基面上所承受的最小垂直正应力(计入扬压力) ：对于河床式厂房不论正常运行或非常运行情况都应大于零，只有在地震情况下才允许出现不大于 10N/cm2 拉应力；对坝后式及岸边式的厂房，正常运行情况，一般应大于零，非常运行情况允许出现不大于 1020N
32、/cm 2 的局部拉应力，地震情况，如出现大于 1020N/cm 2 拉应力，应进行专门论证。第三节 厂房基础处理第 3.3.1 条 厂房基础经处理后必须符合下列要求：一、具有足够的强度，以满足承载力的要求；二、能满足厂房抗滑稳定和沉陷控制的要求；三、能满足防渗及渗透稳定性的要求；四、具有足够的耐久性，以防止在水的长期作用下岩体性质发生恶化。第 3.3.2 条 厂房基础的具体开挖深度及其基坑形状，应根据厂房布置和结构要求以及地形、地质条件，并结合基础的处理措施确定。为使基岩开挖不致受到爆破破坏或产生不良的后果，应对爆破开挖方式提出相应的要求，对易风化、泥化的岩石，应提出相应的保护措施。第 3.
33、3.3 条 厂房基础的防渗、排水及加固设计可参照混凝土重力坝设计规范(SDJ2178)的规定进行。重要的防渗及排水设施宜考虑可进行检修的条件。第四章 地面厂房结构设计第一节 一般规定第 4.1.1 条 厂房结构应在强度、变形、稳定、抗裂、抗渗、抗冻、防震和耐久性等方面满足使用要求，力求形式简单和便于施工。在结构设计中，应根据具体条件，尽量采用装配式和预应力混凝土构件。第 4.1.2 条 厂房所有结构构件一般均应进行强度计算，并在必要时验算其稳定性。吊车梁、厂房构架以及需要控制变形值的构件，尚应进行变形验算。对承受水压力的下部结构构件，如钢筋混凝土蜗壳、闸墩、胸墙及挡水墙等，应进行裂缝宽度验算；
34、对使用上需要限制裂缝宽度的上部结构构件，也应进行裂缝宽度验算。第 4.1.3 条 厂房结构的一般构件均只作静力计算，但对直接承受设备振动荷载的构件如发电机支承结构等，必要时还应进行动力计算。第二节 荷载及其组合第 4.2.1 条 厂房结构设计所用的荷载及其分类列于表 4.2.1。表 4.2.1 厂房结构荷载分类表序号 荷载分类 荷 载 名 称1 结构自重(含回填土石及水体等)2 永久机电设备重3永久荷载土压力4 水压力5 扬压力6 楼面活荷载7 吊车荷载8 屋面活荷载9 风荷载10可变荷载雪荷载11 温度影响力12 机电设备动力荷载13 施工或安装荷载14 偶然荷载 地震力第 4.2.2 条
35、永久机电设备重及动力荷载按制造厂家资料确定。第 4.2.3 条 在机组运行、检修或安装时，主厂房各层楼面的局部和集中荷载由设备部件的组装、搬运等引起，均应按实际情况考虑，或用等效均布活荷载代替。在初步设计阶段或缺乏资料时，主副厂房各层楼面活荷载可参照附录一采用。第 4.2.4 条 吊车荷载一般按制造厂家资料采用。缺乏资料时，可按下列规定计算：一、吊车竖向轮压：(4.2.4-1)(4.2.4-2)上两式中 P max吊车最大竖向轮压；Pmin吊车最小竖向轮压；m吊车一侧轮数；LK吊车跨度；L1实际起吊物中心至吊车轨道的极限距离；G吊车总重量；G1小车及吊具重量；G2起吊物重量。二、吊车横向水平制
36、动力 T1：由两边轨道上的各轮平均传至轨顶，方向与轨道垂直，考虑正反两个方向。对于软钩吊车(4.2.4-3)对于硬钩吊车(4.2.4-4)三、吊车纵向水平制动力 T2：吊车纵向水平制动力作用于制动轮与轨道的接触点，方向与轨道一致。T2=0.1 Pmax (4.2.4-5)式中 Pmax一边所有制动轮最大轮压之和，制动轮数按厂家资料确定。第 4.2.5 条 屋面活荷载、雪荷载及风荷载按工业与民用建筑结构荷载规范(TJ974) 有关规定选用。第 4.2.6 条 温度变化产生的温度影响力一般包括均匀温升(温降) 和内外温差两部分。一、计算温度影响力时，暴露在大气(水) 中的构件表面，其温升 (温降)
37、值，一般可取当地最热月( 最冷月)平均气温( 水温) 与结构封闭时温度或多年平均温度( 水温) 之差。必要时可考虑气温月变幅的影响；二、室内构件或构件内侧表面的温升(温降) 值，应根据室内环境温度情况确定；三、在计算构件的温度场时，温度的年变化规律采用正弦曲线，构件内无应力温度场(即零应力温度场)，可采用多年平均值或用正弦曲线与基准线相交点对应时段的温度场。第 4.2.7 条 施工或安装荷载应按照工程施工的各阶段及对厂房结构的影响，视实际情况分析计算。第 4.2.8 条 地震力的计算应符合有关规程规范的规定。第 4.2.9 条 对直接承受动荷载作用的结构在进行静力计算时应考虑动力系数，其值可按
38、表 4.2.9 采用。考虑动力系数增加的荷载，仅分布于直接承受动力荷重的结构，其它部分计算时可不考虑。表 4.2.9 动力系数表序号 动荷载种类 动力系数 备注1 变压器、门机轮压 1.05 2 吊车竖向轮压 1.1 吊车水平制动力不乘动力系数3 机动车辆轮压 1.2 包括汽车、火车、拖车轮压4 搬运、装卸重物 1.11.2 5 电动讥、通风机 1.2 6 水轮发电机垂直、水平动荷载 1.52.0圆筒式机墩取小值，环形梁柱式、构架式机墩取大值第 4.2.10 条 设计厂房结构和构件时，应根据使用过程中可能同时作用的荷载进行组合，并取其最不利情况进行计算。荷载组合分为基本组合和特殊组合两类。对分
39、期施工和分期投入运行的结构构件，应计算施工各阶段的荷载。第 4.2.11 条 几种荷载同时作用时，应遵守下列荷载组合原则：一、校核洪水位时水压力不与雪荷载及温度影响力组合，也不与地震力组合；二、屋面活荷载不与雪荷载组合；三、温度影响力不与地震力组合。第三节 结构设计() 上部结构第 4.3.1 条 水电站地面厂房上部结构，通常由下列构件组成：一、屋盖系统；二、吊车梁；三、厂房构架；四、围护结构；五、各层楼板。第 4.3.2 条 厂房安装间楼板设计荷载，应按机组安装、检修时各部件堆放位置，分区确定。在计算楼板的主、次梁时，可将楼面均布活荷载乘以 0.80.85 的折减系数。第 4.3.3 条 吊
40、车梁所承受的荷载有：梁自重、钢轨及其附件重、吊车最大竖向轮压和吊车横向及纵向水平制动力。钢轨及其附件重应根据厂家资料确定，初步计算时可取 1.52.0kN/m。第 4.3.4 条 吊车梁截面上受到的扭矩(图 4.3.4)可按下式计算：图 4.3.4 扭矩计算简图(4.3.4)式中 M n一个轮子产生的扭矩；Pmax吊车最大竖向轮压；T0吊车横向水平制动力( 一个轮子)；吊车竖向轮压动力系数；e1Pmax 的偏心距，一般取 2cm；e2T0 的偏心距，轨道顶到截面弯曲中心的距离。第 4.3.5 条 吊车梁应验算挠度，电动桥式吊车的吊车梁最大许可挠度：钢筋混凝土为 ；钢结构为 (L 为吊车梁跨度
41、)。钢筋混凝土吊车梁尚应验算裂缝开展宽度，最大裂缝宽度不大于 0.3mm，当纵向钢筋在 3 排和 3 排以上时，要求不大于 0.25mm。水电站厂房吊车属轻级工作制，吊车梁可不验算疲劳强度。第 4.3.6 条 吊车梁与柱连接的设计，应满足支座局部承压、抗扭及抗倾覆要求。第 4.3.7 条 厂房构架的结构布置应满足下列要求：一、厂房下部一期混凝土完成后，即能进行构架施工；二、柱网布置应满足机电设备的安装和检修要求，并应与机组段分缝相适应，分缝处一般宜设置双柱，经专门论证后也可采用单柱布置型式；三、柱距应尽量统一，以便屋面板、吊车梁的预制；四、立柱宜避免直接落在尾水管、蜗壳或钢管的顶板上；五、厂房
42、构架应具有足够的刚度，在各种情况下，吊车梁轨顶的侧向位移不得超过吊车正常运行所允许的限度(一般不超过 1cm)。第 4.3.8 条 厂房构架承受的荷载及其组合，可按表 4.3.8 采用。第 4.3.9 条 厂房构架一般可按平面构架进行计算，其计算简图按下列规定确定：一、厂房构架的横梁采用桁架或与相对刚度较小的柱刚接时可视为与柱铰接；二、横向跨度以轴线为准，对阶形变截面柱，轴线通过最小截面中点；三、下柱高度取柱固定端至牛腿顶面的距离。上柱高度：铰接时取牛腿顶面至柱顶面的距离；刚接时取牛腿顶面至横梁中心的距离；四、发电机层梁(板)与柱简支连接，可不考虑梁(板) 对柱的支承约束作用，若梁柱整体连接，
43、一般按不动铰支座或刚接处理；五、当厂房构架横梁两端有加腋时，若加腋最大截面高度不超过跨中截面的 1.6 倍，则可不考虑对横梁的刚度影响。第 4.3.10 条 厂房纵向框架(或排架) 主要承受结构自重、地震力、纵向风荷载、吊车纵向水平制动力和由相邻吊车梁反力差产生的纵向偏心弯矩。纵向偏心弯矩 My可按下式近似计算：(4.3.10)式中 R相邻吊车梁的反力差；e R 对柱中心的偏心距。表 4.3.8 厂房构架荷载组合表荷 载 名 称水压力 吊车荷载荷载组合 计算情况 结构自重屋面永久机电设备重屋面活荷载或雪荷载发电机层楼板荷载设计洪水位校核洪水位吊车自重轮压吊车满载轮压吊车水平制动力风荷载温度影响
44、力施工荷载地震力1.吊车满载 基本组合 2.吊车空载+ 风荷载 1.吊车满载+ 风荷载+ 温度影响力 2.吊车空载+ 温度影响力+施工荷载 3.吊车空载+ 地震力 特殊组合4.吊车空载+ 校核洪水水压力 () 机墩与风罩第 4.3.11 条 设计机墩与风罩时，应取得下列资料：一、发电机、水轮机的总装图、基础图以及基础荷载的大小和位置；二、发电机出力 N、正常转速 n、飞逸转速 np、功率因数 cos 及暂态电抗 Xz；三、发电机的总重及定子、转子、机架、励磁机和附属设备重；四、水轮机导叶叶片数 X1 和转轮叶片数 X2；五、水轮机转轮连轴重；六、轴向水推力；七、机组转动部分质量中心与机组中心的
45、偏心距 e；八、发电机冷却的循环空气温度。第 4.3.12 条 风罩承受的荷载及其组合，可接表 4.3.12 采用。表 4.3.12 风罩荷载组合表荷载名称荷载组合 计算情况 结构自重 发电机层楼板荷载 温度影响力发电机上机架千斤顶推力 施工荷载基本组合 正常运行 1.正常运行+温度影响力 特殊组合2.施工期 注：施工荷载包括发电机安装调圆时传给风罩的荷载。第 4.3.13 条 风罩为一有限长的薄壁圆筒结构，其底部为固端，顶部视风罩与发电机层楼板连接方式而定。当风罩与楼板整体或简支连接时，顶部可视为铰支，若采用分离式连接，则视为自由端。风罩内力可按附录二中薄壁圆筒公式计算。当发电机层楼板采用无
46、梁楼板并于风罩整体连接时，风罩也可切取竖向单宽按 形框架计算。第 4.3.14 条 作用在机墩上的荷载，应根据水轮发电机组的型式、结构及传力方式分析确定。一般情况下，机墩承受的荷载有：一、垂直静荷：结构自重，发电机定子重，机架及附属设备重等；二、垂直动荷：发电机转子连轴重，励磁机转子重，水轮机转轮连轴重及轴向水推力；三、水平动荷：由机组转动部分质量中心和机组中心偏心距 e 引起的水平离心力 Pm，P m可按下式计算：(4.3.14-1)式中 G机组转动部分总重， kN；n机组额定转速，r/min；np机组飞逸转速，r/min。四、正常扭矩 Mn，由下式计算：(kNm) (4.3.14-2)式中
47、 N发电机容量，kVA；cos 发电机功率因数。五、短路扭矩 M n，由下式计算：(4.3.14-3)式中 X z发电机暂态电抗。第 4.3.15 条 机墩荷载组合可按表 4.3.15 采用。表 4.3.15 机墩荷载组合表荷 载 名 称水平动荷 扭 矩荷载组合 计算情况 垂直静荷 垂直动荷正常 飞逸 正常 短路基本组合 正常运行 1.短路时 特殊组合2.飞逸时 第 4.3.16 条 机墩结构应满足机组在正常运行、短路及飞逸时刚度和强度要求。直接承受集中荷载的支座应验算局部承压强度并配置钢筋网。第 4.3.17 条 机墩和风罩上的孔洞或切口，应考虑孔边应力集中，适当加强配筋。第 4.3.18
48、条 机墩的动力计算包括振幅计算和动力系数验算，计算方法可参照附录三。机墩强迫振动的最大振幅应满足：垂直振幅不大于 0.15mm；水平横向与扭转振幅之和不大于0.2mm。() 下部结构第 4.3.19 条 水电站厂房下部结构主要包括蜗壳、尾水管、水下墙墩和基础底板等，一般可分成几个独立部分进行设计。进行各独立部分结构设计时应考虑相互之间力的传递及变形协调。第 4.3.20 条 切取框架计算时杆件计算长度一般以中心线为准。当结构中任一杆件满足下列条件之一时，即需考虑剪切变形及刚性节点的影响：一、两端固结的杆件，h/l 不小于 0.15，h 为杆件截面高度， l 为杆件净跨长度；二、一端固结一端铰结的杆件，h/l 不小于 0.3。按附录四方法计算结构内力时
