中美混凝土大坝抗震设计理论对比

胡少伟

（南京水利科学研究院材料结构研究所，210024，南京）

在大坝设计和安全评价中考虑地震作用的影响大约始于1930年前后，当时主要按拟静力法进行大坝的抗震设防，将地震作用以一个等价的水平作用力进行代替，大多数坝的设计地震加速度采用0.1 g，动水压力按Westergaard的近似公式进行计算。1970年前后，大坝的抗震设计有了新的发展，这期间发生的多次地震引起了水库震害，如我国新丰江大坝的震害、美国San Fernando地震引起的Pacoima拱坝震害，促使线弹性动力分析方法在大坝抗震设计中逐步得到应用。2000年前后，由于结构抗震设计技术的发展，同时经过多年的实践，研究者和设计者们均认识到，弹性动力分析给出的峰值应力不能提供足够的信息以判断不同地震所引起的震害的严重性和对大坝安全的影响，同时对大坝抗震安全起关键作用的混凝土容许拉应力，各国甚至各个设计单位都没有取得共识。本文通过对比中美两国在混凝土坝抗震设计方面的理论，分析两国在抗震设计方面的差异，以期为完善我国混凝土坝抗震设计理论提供有益的借鉴。

一、大坝抗震设防标准

美国大坝采用运行基本地震OBE （Operating Basis Earthquake，相应概率水准为100年基准期超越概率50%）和最大设计地震MDE（Maximum Design Earthquake）或最大可信地震 MCE（Maximum Credible Earthquake）两级设防，并提出了相应于不同设防水准时大坝的性能要求。其中，OBE是从工程运行角度提出来的，对应于运行期工程保护期望水平的最大地震，这时主要考虑地震引发的结构损坏、机械破损和经济损失，设防要求是震后结构易修复、设备可继续运行；……