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充气膜结构的力学原理在膜结构中,利用气压使膜产生张力,以此来抵抗外力的结构,称为充气膜结构。根据充气膜结构力学性质的不同进行分类,可分为气承式充气膜结构和气胀式管状充气膜结构(图1、2)。气承式充气膜结构是把大面积的膜材周边固定,利用膜内外两侧的气压差使膜产生张力而形成的结构。典型的结构是将空气充入裁剪成穹顶形状的膜面内部,使膜面鼓起形成穹顶结构这种穹顶被称为充气穹顶图1(a)。将空气充入周边牢固固定的2片膜之间,2片膜各自的力学性质与充气穹顶基本相同。这类结构,统称为气承式。充气膜结构(air: supported structure)。
使用范围广，可拆卸，易运输。从气候条件看，它适用于广阔的 地域；从规模上看，可以小到花园小品，大到覆盖几万，几十万平方 米的建筑。膜结构可作巡回演出，展览等临时建筑，其拆卸和安装所 需时间短。在中国有一个膜结构的体现——水立方。“水立方” 是世界上大的膜结构工程， 除了地面之外， 外表都采用了膜结构——— ETFE 材料，蓝的表面出乎意料的柔软但又很充实。 “水立方”不仅是一 幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵感和热情，人们的生 活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同 时还利用其的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE 膜（乙烯 -四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、夏季散热，而且还会避 免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。更神奇的是，如果ETFE 膜有一个破洞，不必更换，只需打上一块补丁，它便会自行愈合，过 一段时间就会恢复原貌！这种膜结构的保温隔热构造不同于普通的 保温构造方式。 通常，建筑的保温隔热通过墙体附加保温隔热层来实 现， ETFE 膜结构的保温构造原理类似于中空玻璃幕墙，热量从室外 向室内传递要经过以下过程:室外空气→外层玻璃外表面→外层玻璃→外层玻璃内表面→中间空气层→内层玻璃外表面→内层玻璃→内 层玻璃内表面→室内空气。由于经过多层阻隔， 室外的热空气经过消 耗，从而达到隔热的效果。相同，当室外空气温度低于室内空气时， 室内温度较高的空气传出室外也会经历相似的过程， 从而有效的减少 了室内热量想歪散失，从而达到保温效果。这种材料的运用，明显可 以使建筑显得轻盈和通透，这也是其他材料无法媲美的。
充气膜结构作为用皮膜覆盖空气的方法,具有多种优点,但也有缺点。最大的问题是维护管理。简而言之,此结构在建筑物存在期间,需要时时刻刻用送风器进行鼓气。相对于平常情况,在积雪时和暴风时,许多的空气穹顶需要增加室内气压。并且,需要有应对偶尔停电的机制。近年,这种转换大多完全是自动进行,为了确保如通常情况那样进行转换,需要不断地维护管理,经济负担非常可观。
跨度大。无骨架双膜气罩的跨度*多可到100米以上，解决传统模式积水问题。施工周期短。无骨架双膜气罩的周期仅为反吊膜结构的三分之一，不受现场施工环境影响。造价低。无骨架双膜气罩可省去钢架费用，至少可降低20%造价。。可抵抗12级飓风，性高。反吊膜是什么?反吊膜是目前市面上*受欢迎的膜结构之一，主要运用于污水池加盖。反吊膜有几种形式呢？按照有无钢架区分可以分为两种:钢支撑反吊膜和无骨架双膜气罩。