地震工程与抗震读书报告ppt课件

读书报告潘芳禄 内容 1 前言2 ECC研究状况3 ECC特点和优点4 ECC的应用5 结束语 1 前言 ECC是EngineeredCementitiousComposites的简称 它具有超强韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料 是一种经细观力学设计的先进材料 具有应变 硬化特性 在纤维体积掺量为2 左右时 其极限应变通常达到3 以上 因此ECC广泛运用于土木工程领域中 2 ECC的研究现状 美国密歇根大学上世纪90年代开始对ECC这种具有超高韧性水泥基复合材料进行研究 美国 小日本 及欧洲发达国家已经把ECC大量用于边坡加固 大坝表面加固 桥梁连接板及抗震领域 而在我国国内才处于起步阶段 集中于实验条件的研究 尚无ECC工程应用实例 ECC组成 以水泥 矿物掺合料及平均粒径不大于0 15mm的石英砂作为基体 用聚乙烯纤维或聚乙烯醇纤维作增强材料 ECC的四点弯曲实验 ECC的四点弯曲实验 1 出现多缝开裂现象 2 极限挠度均为普通水泥混凝土的40倍 3 有明显的应变 硬化现象 应变 硬化现象 指ECC在在受力时 在初裂缝产生后能持续不断产生地生成新的裂缝 这些裂缝大致平行 裂缝间距大致相等 ECC单轴受拉实验 在这个实验中裂缝开始形成后 ECC进入塑性变形阶段 应变 硬化过程伴随着微裂缝的不断生成及发展 表现出极大的韧性 最终的极限应变超过5 约是普通混凝土的500倍 裂缝宽度受最大桥联应力的约束 始终保持在一个很小数值范围内 美国密歇根大学提出的乱向纤维增强水泥基复合材料的纤维桥联法则 为ECC研究奠定了基础 用于指导如何通过选择和优化原材料的配合比实现ECC的应变 硬化特性 后来 1997以后 又对纤维桥联法则作了一定的修正 并对ECC进行了一系列实验 包括油浸处理 单轴拉伸实验 抗压 弯曲 剪切 疲劳试验等 证明ECC有良好的力学性能和工作性能 在土木工程领域有广阔的应用前景 在一些发达国家 研究人员对ECC进行了各种优化和改进 开发了一些已经实用的ECC 可喷ECC 自密实ECC 轻质ECC 早强ECC等 3 ECC的特点和优点 一 特点 1 应变 硬化特性 2 多缝开裂多缝开裂是ECC的基本特性 其中纤维分布和基体缺陷分布这两个微观参数对ECC有重要意义 前者控制裂缝处纤维的 桥联作用 后者决定ECC在达到纤维极限 桥联 应力时裂缝开展的数量 二 特殊优点 1 抗疲劳能力强 可用于承受反复荷载作用的结构 如桥面板 桥梁伸缩缝处的连接板 2 有很强的变形能力 ECC的极限拉应变可达3 左右 3 抗暴 抗冲击性好 ECC在冲击和爆炸荷载作用下 集中分布的纤维产生 桥联 作用 起到耗能 缓冲和连接各个碎片的作用 4 控制裂缝效果好 耐耐久性好 ECC多缝开裂性可把裂缝宽度控制在0 6mm左右 防止内部钢筋的锈蚀 提高结构耐久性 5 抗剪抗弯承载力高乱向均匀分布可很好的石适应弯矩和剪力作用下的复杂应力状态 提高结构承载力 减小截面尺寸 6 抗震性能好 ECC的耗能性能能力强 可通过大变形 多缝开裂和应变 硬化耗散地震能 是一种很好的抗震耗能材料 可用于节点位置 提高结构抗震性能 7 耐火性好 遇火时ECC纤维起融化吸热作用 并形成导气通道 提高耐火性能 ECC的应用 1 边坡加固日本歧阜一混凝土边坡墙破坏后 在其表面喷一层50 70mm的ECC覆盖层加固修复 一年后检测发现修复层最大裂缝宽度仅为50微米 取得良好加固效果 2 桥面板维修美国一桥梁的桥面板破坏后用两种方法进行维修 两年后进行测试 结果如下 左边 普通混凝土修复 两年后再次发生破坏 宽度达3 8mm 右边 ECC修复 两年后最大裂缝宽度为50微米 3 钢和ECC组合桥面板北海道日本北海道原美大桥主桥桥面板使用钢和ECC组合材料 既满足韧性耐久性 又降低桥的自重 使预期寿命提高至100年 提高了桥的长期经济效应 4 水坝维修加固日本一水坝使用60年后出现开裂 破碎 漏水现象 使用ECC作覆盖层 修复简单高效 修复后使用情况良好 5 韧性连接板韧性连接板结构如图所示 它相对普通钢筋混凝土或钢构制作的连接板来说相对省钢材 韧性大 防渗漏侵蚀 耐久性高 6 作为抗震剪力墙或梁节点等消能结构可在地震荷载作用下提供更大的耗能变形作用 7 作为地铁站的吸音板摩纳哥地铁采用ECC作为吸音板原因 吸收噪音 轻质 耐冲击 易安装 不易燃 提供安静明亮环