常见建筑铝合金材料的分析_开题报告

（一）、前言

铝是一种年轻的金属，从诞生到现在也不过200多年历史。由于具有一系列的优点，因而发展十分迅速。建筑用铝材即铝合金材料，aluminum material for building ，是由纯铝通过冷加工强化，把强度提高几倍以上或通过添加镁、锰、硅、铜、锌、锂、钛等合金元素，再经热处理进一步强化所形成的。原材料通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成成材。现今铝合金材料已经成为一种应用很广泛的金属结构材料，故能够掌握铝合金材料的各种特性，就能更好地将这种材料应用于建筑中。

（二）、国内外相关研究现状

1、国内关于建筑铝合金材料的研究和实践概况

目前，国内外学者对铝合金材料在建筑上的应用及相关问题的研究成果较多，在实践方面更是取得了不错的成绩，对此笔者进行了概括和分析。

国内对铝合金结构的研究始于20世纪80年代,其发展过程可以粗略的划分为三个阶段。第一阶段在1996年以前,主要是对国外文献的翻译和对国外技术的引进，如1992年出版了由谭祝梅翻译的《铝合金结构》一书。第二阶段为1996年至2004年，我国建成了多座铝合金空间结构建筑，研究内容也日趋广泛，包括材料特性、轴心受压构件、格构式压杆和异形截面压杆的承载力、螺栓球节点的承载力、铝管和锥头的连接技术等等。上海地区出版了《铝合金格构结构技术规程》，中国建筑科学研究院开发了铝合金螺栓球节点网架成套技术。第三阶段是2004年至今，铝合金结构的研究更加深入和广泛，研究内容涉及到铝合金结构的各个方面，更为注重研究的集成化和产业化,并力图将研究提高到可靠度分析的高度。

对比国外，我国对铝合金材料在建筑上的研究及应用起步较晚。目前国外对铝合金结构的研究已经比较成熟，而国内对铝合金结构的研究则正处在高速发展的阶段。现在国内对铝合金在建筑上的应用及研究方面主要集中在以下三种情况：一、围护铝合金结构。围护铝合金结构分为线结构和面结构，其中门、窗、护墙、隔墙和天棚吊顶等的框架一般被视为线结构；而屋面、天花板、各类墙体等被称为围护结构中的面结构。铝型材一般用于线结构，而像平板、波纹板、压型板、蜂窝板等各种类型的铝薄板和铝箔则更多应用于面结构。二、半承重铝合金结构。半承重铝合金结构是指围护结构尺寸扩大和负载增加后，需起到围护和承重的双重作用的铝合金结构模式。屋顶盖板、整体墙板无中间构架屋顶，如盛装各种液体的罐、池等多采用种结构建筑。三、承重铝合金结构。承重铝合金结构，概括地讲，就是无论单层房屋的构架还是大跨度屋盖的承重部件都采用铝合金的结构模式，当然考虑到经济、技术、安全等建筑工程中不可或缺的因素，承重铝合金结构往往采用钢玄柱和铝横梁做混合结构。铝合金桥梁、大跨度铝合金屋顶、铝合金网壳及网架和玻璃幕墙铝合金支撑体系等是承重铝合金结构中最为普遍广泛的应用形式。

在实际应用成果上，因铝合金空间结构现代感强，施工便捷，在体育、演艺、环保等大跨度标志性建筑中应用前景广阔。到目前为止，我国各地共建成了将近10余幢大型的铝合金空间结构建筑。如天津市平津战役纪念馆是我国首幢铝合金三角形网格单层球面网壳建筑；上海马戏城的铝钛合金圆球形网壳屋顶；上海科技馆等。其中，中国设计研究院参与设计和施工的北京航天城（1858平方）全铝合金空间网架结构，该全铝螺栓球节点网架结构是首次设计与建造，为我国乃至世界之首创。我国已建和在建的铝合金结构主要有三种类型:单层球面网壳、螺栓球节点网架和双层网壳。除了上述三类空间结构,铝合金还在建筑施工和建筑装饰中得到了大量应用。如应用于铝合金建筑门窗、高层建筑的阳台护栏、栅栏等。施工用的铝合金脚手架、铝合金抱杆以及轻型铝合金塔架等，而铝合金幕墙框架的应用则更是不计其数。

2、国外关于建筑铝合金材料的研究和实践概况

国外关于铝合金的各项研究应用比较早，从20世纪40年代以来,铝合金就开始广泛地应用于建筑结构之中,目前世界上现已建成约6000多座 铝合金空间结构。早在1954年,英国就建成了跨度达 365ft(11113m)的铝合金球面网壳结构(Festival South Bank Exhibition)以及跨度为150ft(4517m)的门架结 构(英国伦敦飞机库)。其他如荷兰的Nieuwegein办公大楼大厅铝合金网架,覆盖面积达4500m2 ;荷兰Zoetermeer体育中心的球形铝合金建筑,直径达63m;美国海军在南极建造的巨蛋建筑直径达50m。同时铝合金结构在桥梁、储油罐、发电厂、煤棚等工业建筑及构筑物中也得到大量应用。

在经过近70年的发展,铝合金结构的研究已经比较成熟,从铝合金的材料特性、构件计算、连接设计、防火设计,到铝合金结构的整体计算,都有相当多的研究成果。目前国外研究热点多集中在铝合金的局部稳定、铝合金的疲劳问题、受弯构件的变形性能和铝合金T型连接等方面。由于国外的研究已经比较成熟,国内所面临的主要问题是这些经典模型能否适用于国产结构用铝合金。

（三）、小结

不同于老式常规的钢材和混凝土，铝合金具有自重轻、比强度高、可塑性好、防腐性能好、便于回收利用等优点，是一种新型的、能够大规模应用于建筑工程的理想建筑材料。铝合金型材强度高、延伸率大，延展成型性能好，且具有良好的抗腐蚀性能，已突破普通铝合金建筑材料的应用范围的局限，除应用于铝合金建筑门窗、幕墙外，可用做高层建筑的阳台护栏、栅栏、交通护栏、指示牌、广告牌，以及交通运输设施，汽车、高速列车、航空航天、船舶、军工以及大型建筑结构等领域。因其良好的耐腐蚀性能，不仅可以杜绝碳素钢，铸铁护栏因生锈而带来的反复维护的成本与烦恼，且表面多彩化，可与建筑群、建筑小区的人文环境效果匹配，大大丰富了建筑物的外立面，增强建筑的整体美感。

随着建筑领域技术的不断发展，对结构材料的要求也越来越高。针对以上存在的问题，以提高和完善铝合金结构材料使用性能为目标，同时兼顾材料制备的成本，铝合金结构材料应用前景会更光明。

二、^范文提纲

引言：关于建筑铝合金材料的现状及分析

铝合金概要

1.1铝合金材料简介

1.2中国铝型材分布情况

2．铝合金材料的特征

2.1铝合金的优点

2.1.1质轻 

2.1.2耐腐蚀性强

2.1.3可塑性相对较好

2.1.4环保且性价比高

2.1.5导热性好

2.1.6易加工性

2.1.7 外表美观

2.2铝合金的缺点

2.3推广使用铝合金材料的意义

3常见铝合金材料的分类及应用

3.1 常见铝合金的分类

3.1.1应用最广的一种防锈铝

3.1.2硬铝

3.1.3高强度铝合金

3.1.4高强度锻铝

3.2铝合金材料在建筑结构中的应用类型

3.2.1围护铝合金结构

3.2.2半承重铝合金结构

3.2.3承重铝合金结构

3.3铝合金材料在建筑中的应用概况

3.3.1铝合金在日常建筑装饰方面的应用

3.3.2铝合金结构在大跨度建筑领域的应用

4.总结及展望

参考文献：

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