早在1791年，英国物理学家就已经发现了矿石中的钛金属元素，但是由于当时技术的局限性，直到1936年才用金属镁和还原法生产出第一批金属钛，1948年可以做到批量生产。从此钛金属以及相关合金被应用于航空航天、石油化工、航海船舶等各个工业领域，发挥着其他金属材料难以替代的作用。

1972年12月日本东邦公司首次利用钛金属制造了女神社的屋顶，虽然建筑面积较小，但是却拉开了钛金属在建筑工程领域应用的序幕。经过实践发现，钛金属具有非常多的优良性能，完全可以满足建筑工程对建筑材料的要求．因此备受建筑师和建筑工程企业的喜爱，目前已经被应用于世界建筑领域的各个角落。

1、钛金属在建筑结构工程中的应用优势

传统金属建筑材料的选择尤其是对屋顶的选则一般以金属锏为主，但是铜造价昂贵且自身具有许多局限性。所以不少建筑企业开始用钢板、铝、彩钢、不锈钢等材料替代金属铜，效果却不尽如人意。

随着时代的发展，人们对建筑美观性的要求逐渐提升，传统金属材料已经不能满足大众审美的要求和工程结构建筑的要求，所以近年来不少建筑工程师开始寻求更高级的建筑材料。作为新兴金属建材，钛金属自身具有很多优越性能，但是适用于建筑结构工程的有以下性能。

1）满足建筑结构工程轻量化要求

钛金属的密度较小，只有钢的60％，铜的50％左右，但是在耐磨耐压，金属强度上和普通钢制材料几乎没有任何区别。作为建筑材料使用，可以降低建筑重量的一半以上。在建筑施工过程中更容易搬运装配。从建筑结构上来说，钛金属的应用可以让建筑物整体重心向下移动，对于建筑物抗震抗压能力具有很大提高 。

2）结构工程加工性焊接性能好

金属钛属于常态金属，金属加工性能好，利用常用的焊接工艺和加工工艺就能对其组件进行焊接。而且金属钛和空气的氧化作用能够在金属焊接处生成一层氧化膜，从而防止焊接处断裂破坏。此外对于一些建筑结构工程的特殊需要，钛金属还可已进行二次加工比如喷砂、蚀刻等。

3）热膨胀系数低

与其他金属材料相比，金属钛的热膨胀系数极小，只有不锈钢的50％，铝的30％，基本跟玻璃、石头、水泥相似，此外钛的热应力也低于不锈钢和铝。

在结构工程使用中。使用金属钛作为屋顶等结构主材料，不需要预留接缝。来补偿热胀冷缩需要。

2、钛在现代建筑结构中的应用

1）日本对金属钛的应用

日本是一个岛国，城市多地震、降雨、工业污染。因此很早就开始将钛金属应用于建筑领域。1987年日本建筑部将金属钛归为“不燃材料”。进一步推动钛金属在建筑工程中的应用。如今日本已经成为世界上应用钛金属最广泛的国家。除了屋顶以外，日本建筑公司将钛金属广泛应用于建筑大厦的外墙壁、幕墙、天棚、港湾设施、海底隧道、纪念碑、栏杆、管道等大量建筑中，使用部位比例详情如表1所示。

表1 日本金属钛建筑物部位使用比例表

而且日本建筑用钛全部为工业用钛，在建筑用钛方面具有非常成熟的使用技术和制造技术，积累了丰富的使用经验，目前日本已经开始向海外兜售钛金属材料和使用技术。

2） 欧美对金属钛的应用

目前美国、西班牙、德国、法国、意大利、比利时、瑞士等欧美发达国家，均开始大力引进钛金属制作和使用工艺，将钛金属广泛应用于国内建筑屋顶。幕墙的制作。

1997年，西班牙古根海姆博物馆正式落幕，斥资将近2亿美金。博物馆主建筑大胆地用钛金板的不规则双面曲体量组合，创造出以往任伺建筑都不曾具备的高垂直视觉冲击力。钛金属的应用让博物馆整体建筑结构打破常规几何学秩序性，以奇美的建筑结构造型，获得世界瞩目，被誉为“来自未来的建筑”。被美国《时代》周刊称为现代巴洛克明珠，而金属钛也被世界建筑界所称道。

3）我国对金属钛的应用

我国对于金属钛的推广和应用始于1999年，从2001年兴起的第一个项目到现在，已经在全国应用于百多个建筑结构工程，累计使用面积达到10万平方米 。

上海马戏团马戏场屋顶造型是一个直径为50米的半球体网架。这个屋盖在建筑时整体采用了钛合金工字房梁和屋面板，有效减少了屋顶自重和建筑强度。事实证明，钛金属在在建筑结构中，不仅可以用作表面涂层材料，具有美观，防腐等优势，作为房梁承重结构的主要材料和传统金属钢材比，也有很大竞争优势。

3、我国金属钛在结构工程上未来应用发展

目前来看，我国建筑结构工程方面对于金属钛的应用技术比较原始，建筑领域金属钛完全依赖于进口，造成这种现象的主要原因有。

1）钛产品单一

作为现代工程的结构性材料，对于具有特殊要求的建筑工程没有相应的种类提供施工公司选择。作为建筑表层装饰材料，没有较大规模的钛合金金属处理，生产技术相对落后，达2）建筑工程人员，对于钛金属的使用没有相对整体的规划，新材料的应用没有应用于建筑工程思维，导致建筑原创设计很少讲台金属包含进去，用量较少。

我国沿海地区，滨海城市建筑受海风、潮湿空气影响较大，公路城市中心工厂附近受大气污染腐蚀也较为严重。无论是从艺术美感考虑还是从建筑结构工程的持续性、稳定性考虑钛金属的应用都是有百利而无一害的。

我国的工程设计人员必须提高自己对钛金属的理解，必要时可以借助外国先进设计理念，打开思维模式，促进我国建筑业对钛金属的广泛开发应用。

4、结语

钛金属在我国建筑业还没有被真正广泛应用，他的优越性能也没有被真正深刻认识。

随着现代工业技术和冶金技术的大力发展，金属钛的制造成本将会越来越低，可以肯定的是，由于钛金属自身所独有的优越性能，未来的建筑领域用钛量将会稳步上升，金属钛所带来的建筑效益和社会效益将会让越来越多的人所熟识，在建筑领域一定会有更好的前景。

参考文献

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