基于充气膜结构的轻型空间结构分析

充气膜结构是轻型空间结构的一个重要分支。通过 空气的压力差 使柔软的膜结构体系达到所需的刚度，以维持设计所需的形状，甚至实现大跨度。

膜材是充气膜结构的主要材料，起到密封以及承载的作用，决定了充气膜结构的使用以及安全性能。

膜材料的种类繁多：

① 织物类膜材

② 热塑聚合物类膜材

③ 其他膜材

如将柔性太阳能电池与膜材

进行复合形成可发电的膜材

超柔软可反复折叠的

膨体聚四氟乙烯纤维膜料

具有透光透气性能的各类网格膜材等

拉索由索体与锚具组成，气承式膜结构中索体，常采用钢丝绳、钢绞线和非金属索体等。

常见于工业领域。

2、 气胀式膜结构（气肋式、气枕式、气囊式）

适于应用在公共建筑中。

气承式膜结构是唯一使用了 空气 作为支撑系统。

①良好的经济性：造价低廉

节省支撑系统、和对地基基础处理的费用,其造价通常只有常规结构的50%左右（仅供参考，具体价格还需根据实际情况同厂家确认）。

②满足大跨度、大空间需求、安全性高

气承式膜结构具有优良的跨越能力，由于无需内部支撑，可创造出无遮挡的大跨度空间。而且气承式膜结构自重很轻（每平米自重约3公斤）。

③建设周期短，可整体拆装移动

气承式膜结构的加工制作均可在工厂内完成，在现场只需要进行安装作业。一般从设计、设备采购到加工制作，只需2~3个月即可完成，可以为举办大型活动和临时用展览馆，提供快捷、方便的大跨度建筑空间。

④节能环保，适用 性强

节能效果主要是基于该类建筑的气密性、保温性和透光性。膜材料本身可以回收利用，在建造和拆除过程中，几乎没有建筑垃圾和环境污染，具有很好的环保效果。

气枕式膜结构一般采用ETFE膜材料。

①建筑造型优美，建筑物理功能优越；

②结构体系轻盈，施工安装便利；

③节能环保，便于维护保养；

④防火性能优良；

⑤使用寿命长。

充气膜结构是膜结构的一种，两者均采用膜材料进行建造，两者之间的区别主要体现在 支撑方式 和 安装方式 上。

主要由膜材、钢索及支柱组成，通过 钢索的抻拉作用 使膜材形成张力，以达到固定的结构形式。

通过 气压差 达到稳定形态。

例如单层充气膜结构必须是封闭的空间，需要不断充气才能保持一定的室内外气压差，以维持形态，而气胀式充气膜结构则可以直接作为结构元件使用。

充气膜结构最大的优势在于 安装便捷、造价经济 ，尤其适用于 大跨度作业空间 ，并可以实现传统建筑无法达到的 曲线与柔性姿态 。

但是相对于张拉式膜结构，与气胀式充气膜结构来说，气承式充气膜则需要 安装充气控制系统与设备 ，越大型的单层充气膜结构，则需要更为专业的设备还需要经过复杂调试流程才可实现。

为了庆祝阿波罗亭台建成五十周年，达勒姆郡当地著名艺术家Steve Messam，用自己设计的充气照明装置，将这座位于Peterlee的独特地标建筑重新装点。

Apollo Pavilion亭台装置Steve Messam△

设计团队从布尔诺市回收并改进材料制成了该充气结构，Circo aéreo的下半部分既可以支撑充气艇，又可以在活动时用作圆形剧场的座位。

Circo aéreo 装置KOGAA Studio△