空气支承式膜结构概述

空气支承式膜结构概述

空气支承式膜结构一般也被称为充气结构，是以柔性薄膜为表面材料，利用压力差来稳定整体结构的一种承重结构。用来形成压力差的介质一般为空气，也可以是其它气体或液体。其应具有密闭的充气空间，并应设置维持内压的充气装置，借助内压保持膜材的张力，形成设计要求的曲面。空气支承式膜结构一般可分为: 气承式充气膜结构和气压式充气膜结构。

所谓气承式充气膜结构是由单层薄膜组成，通过压力控制系统向建筑物室内充气，使室内外保持一定的压力差， 膜体受到上浮力，并产生一定的预张力，以保证体系的刚度。室内设置的空压自动调节系统不断地调整室内气压，以适应外部荷载的变化。

而气压式充气膜结构 (也称为气胀式)有气肋式和气被式两种形式。气胀式膜结构是向单个膜构件( 充气肋或充气被)的封闭空间内充气，使其保持足够的内压，多个膜构件进行组合形成一定形状的一 个整体受力体系，这种结构对膜材自身的气密性要求很高，或需不断地向膜结构构件内充气。充气膜结构是较早发展起来的结构形式之一，适用于跨度超过70m的大跨度体育设施，一般多采用低拱度一层膜或二层膜的结构形式。

空气膜结构一般需要长期不间断的能源供应。为了保持一定的气压差， 应用于低拱度大跨度体育建筑中的一层膜结构必须是封闭的空间，另外空气膜结构的造型也受到一定的限制。在气候恶劣的地方，空气膜结构的维护有一定的困难，不少体育馆曾遭到意外的漏气而下瘪，这些事故的产生，主要是由于空气膜特有的“袋状效应”，即膜表面一旦积累了一些冰雪引起下凹，而下凹又招致了更多的冰雪，这样导致恶性循环而造成膜材破裂。由于该类膜结构自身存在的一些缺点，目前充气膜结构仅被用于一些小型的或临时性建筑中，而在个别大型膜结构中所看到的充气膜结构的身影也都是在与其它结构形式相杂合后用于结构中的。但是空气膜结构只要维护和管理得当，特别是在少雪地区，仍不失为一种较为理想的结构形式。其圆弧形的屋顶加上半透明的膜材，使人宛如置身于天空之下，这是其它房屋结构所不能比拟的。