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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)。
张拉膜结构通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度并承担外荷载。整体张拉式膜结构，通过膜面内力直接将荷载传递给边缘构件，应用在跨度较小的膜结构当中。钢索和膜结合形成张拉索-膜结构可应用于较大跨度的膜结构。
膜材料的建筑物理性能主要包括耐候性能、光学性能、声学性能、热学性能以及防火性能等多方面。膜材的耐候性能包括使用寿命、耐老化、自洁性以及强度衰减等。PTFE膜的抗紫外线、耐老化、耐腐蚀等化学特性优于PVC膜，其使用寿命可达25年以上，一般用于永久性建筑。膜材的透光性好，且能虑除大部分紫外线。透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，无显著方向性，光线柔和均匀。膜材料的回声和吸声特性综合决定了膜结构建筑内空间音响品质和隔音效果。膜材织物对声波振动具有很强的反射性，这种反射性增加膜结构建筑内部的噪音水平。通常需要采取相应的建筑构造措施改善膜结构的建筑声学环境。比如在膜内加装轻质、多孔的织物衬垫，悬挂隔声屏，采用吸声膜内衬等方法。
自洁能力好 现在很多膜材表面一般都会有防污涂层，在使用过程中可以依靠自然的风力和雨水的冲刷保持自洁，不仅大大减少了建筑膜材表面的清洗和维护频率，还能膜材的美观、透光性。较好的经济效益 膜建筑屋盖的重量仅为常规钢屋盖重量的1/30，降低了墙体和基础的造价。同时，膜建筑的外形和夜景效果具有明显的“建筑识别性”和商业效果，其性价比较高防火与抗震 膜结构所采用的膜材，都是人工合成材料，其大部分都具有优秀的阻燃性，而且在高温下不会融化，也不会产生有毒气体，这就了其能很好的满足防火要求，膜结构自重轻，结构支撑灵活，具有很大的柔性，能够抵消强烈的横向载荷，所以其抗震性能。