在建筑領域,充氣膜結構和傳統(tǒng)建筑結構相比,除傳統(tǒng)建筑功能之外,還具有下面等諸多優(yōu)勢。
(1)充氣膜的自重較輕,膜的透光性、耐火性、耐久性、耐候性好,結構可實現(xiàn)大跨度,且跨中不需設置任何的支撐,可擴大建筑設計空間。
(2)充氣膜膜材自身自潔性好且綠色環(huán)保,在雨水沖刷下可進行自我清潔,其膜材廢棄后可回收重復利用。
(3)充氣膜結構的經(jīng)濟性好,和傳統(tǒng)的建筑相比,性價比高,其造價只有普通建筑的1/3 至1/2左右,且施工快捷方便,工期可縮至傳統(tǒng)建筑的一半,工廠化生產性強,從建設到運營及維護階段花費低。
(4)充氣膜結構的空氣過濾性能好,其通風系統(tǒng)可大量吸收空氣中的顆粒粉塵,改善結構內部空間的空氣環(huán)境且不受外界天氣影響。
(5)充氣膜結構的抗震性能杰出,為柔性結構,可承受較大的結構位移。
(6)充氣膜結構適用性強,不僅可以用于臨時性結構,還可以用于體育館、工業(yè)廠房、倉庫等大跨度的 結構中,也無地區(qū)性的。
(7)和剛性建筑結構相比,充氣膜結構的藝術性強,其結構外形豐富,變化性強,可形成獨特新穎的造型,給以美輪美奐的藝術審美體驗。
(8)與張拉膜結構相比,充氣膜結構初始預應力源自內外氣壓差,張拉膜結構則是通過張拉索和支座位移實現(xiàn),這是充氣膜結構和張拉膜結構之間的本質區(qū)別。在抵抗外荷載方面,張拉膜通過曲面曲率變化來實現(xiàn),充氣膜結構通過曲面曲率變化和內壓共同作用;初始形態(tài)分析方面,張拉膜結構的預應力和膜的幾何形態(tài)是一一對應的,充氣膜結構則是預應力、形態(tài)和壓差三者相對應,且內壓在其中起到了關鍵作用,直接對形態(tài)分析的結果產生影響;膜面受力上,張拉膜為平面受力,充氣膜結構除平面應力外,還需考慮內壓壓力作用,受力分析較為復雜;膜面繃緊情況上,張拉膜結構受拉張力大,膜面長期處于高度張拉狀態(tài),膜材較易起褶,并容易老化變形。而充氣膜結構在正常使用狀態(tài)下,其膜材內部僅需低壓維持,就可受到較好保護,唯有在承擔大量風荷載或雪荷載的狀況下,提高結構內壓,薄膜表面的應力加大,結構整體剛度和整體穩(wěn)定性提高。