通過ETFE 薄膜的單（dān）軸拉伸試驗數據和相關文獻 ，得出（chū）的應（yīng）力-應變關係可知，從張拉初期到材料斷裂，曲（qǔ）線都有兩個明顯的屈服點。圖2 為ETFE膜材應力應（yīng）變（biàn）曲線圖，可取兩段切線的交點處的應力作為容許應力法（fǎ）設計時的拉伸屈服應力。

　　根據深圳（zhèn）奧克金（jīn）鼎膜結構有限（xiàn）公司提供的大（dà）量單軸拉伸試驗數據，結合（hé）國內外公開發表的文獻。對容許應力（lì）設計法和極限狀態設計（jì）法下的ETFE 膜材彈性模量、剪切模量（liàng）和泊鬆比的取值可如表 4。同樣的對於ETFE 薄膜的最（zuì）大設計應力，亦可（kě）通過（guò）試驗數據得到[9] [10] [11]在不同的設計（jì）方法下的參數（shù），如圖3，最大設計抗拉（lā）強度取值如表5。

　　2.3.1. 充氣控製係統

　　因為一台送風機要控（kòng）製（zhì）多個氣枕，所以氣枕內壓的控製隻能是通過開啟或關閉靠近送風機排氣端的閥門（mén）來控製，而不是通過改變送風量。氣枕的內壓由三個參數來決定（dìng），它們分（fèn）別是常時的內壓，強（qiáng）風時內壓（yā），積雪時內壓。由（yóu）於氣枕式有很（hěn）高的氣密性（xìng），氣枕內部的空（kōng）氣在受到陽光照射時會膨脹（zhàng），導致內壓的升高。因此氣枕還需要一個排（pái）氣閥來避免壓力的異常上升。下麵就具體說（shuō）說運行的方法。圖4 是控製係統的基本工作流程圖。

　　1) 常時狀態（tài）下（xià）的內壓控製

　　內壓控（kòng）製監測與設計內壓有關。根據實（shí）際的工程經驗，一般取設計內（nèi）壓A(Pa)的+10%作為上下限。當氣壓低於（yú）設計內（nèi）壓的10% (下限)時，送風（fēng）機開始啟動並送風。當氣枕內壓回複到設計荷載時，送風機（jī）停機（jī）。

　　2) 內壓異常時的控製

　　當（dāng）陽光暴曬（shài）導致氣枕內壓超過設計內壓（yā）的20%時，排氣閥門就會打（dǎ）開，用來將內壓降至設計內壓。但是需要注意的是，陣風（fēng）吹襲也會造成（chéng）內壓的突然上升，為了避免（miǎn）這一點。必（bì）須想辦法讓充氣係（xì）統能識（shí）別這種異常情（qíng）況。所以要采用延時裝置，當異常情況持續一段時（shí）間(大約10秒左右)，充氣係統才會開始（shǐ）工作。

　　3)強風（fēng）時的內壓控製

　　當風速計測得的風速信號超出設定值，係統將會發出（chū）強風信號並啟動強風控製係統。這裏測得的風速是瞬時（shí）風壓（yā）。強風時（shí）的內壓控製工作邏輯與常溫下的內壓控製相同。

　　當氣枕受（shòu）到風壓作用時，氣（qì）枕的體積會減少，內壓會開始上升，上漲的內壓強度會維持一段時間。與此同時，氣枕的空氣體積會因氣體滲漏有所減少。

　　當風（fēng）荷載作用（yòng）結束後，再補充氣體回到常規狀態。

　　當氣枕受到風吸作用時，體積會增加而（ér）內壓減小。當內壓的減小達（dá）到（dào）下限時(設計內（nèi）壓的-10%)，送風機（jī）就會給氣枕充氣，直到（dào）內壓回複到設計值。

　　當控製係統在持（chí）續一定（dìng）的時間(超過30 分鍾（zhōng）)沒有收到新的強風（fēng）信號時，即可關閉強風時的工作狀態。但若是接收到新的信號，係（xì）統（tǒng）會再（zài）次重啟工作保（bǎo）證結構（gòu）的安全。

　　4)積雪時的（de）內壓控製

　　當測雪計監測到積（jī）雪達到一定程度時，就會發出信號，啟動積雪時的工作狀態。

　　當氣枕受到雪荷載（zǎi）作用時，體積會（huì）減小同時內壓上升。要注意的是，當積雪荷載超出設計荷載，氣枕內壓會異常上升。此時若打開（kāi）排氣閥，很可能（néng）因為排氣降（jiàng）壓導致氣枕（zhěn）塌陷。為避免（miǎn）這種情（qíng）況，程序在積（jī）雪控製工（gōng）作狀態時不（bú）對內壓上升進行響應。

　　2.3.2. 充氣管道（dào）的配管設計（jì）

　　充氣管道配管設（shè）計包括（kuò）線路布置和材料選擇兩部分（fèn）。線路布置應盡可能使用直線。材料上應（yīng）優選（xuǎn）壓力損失最小的材料。配管設計應綜合考慮安全性、易維護性、經濟性這幾個指標。配管設計分為並聯配管和串聯配管兩（liǎng）種基（jī）本形式，兩者可（kě）以複合使用。

　　串聯配管與（yǔ）並聯配（pèi）管相比，管件用量少。但氣枕的內壓與其在體係中的位（wèi）置有關係，例如氣枕離主管的遠近。並聯配（pèi）管可以保證氣枕之間的內壓的平衡和相互獨立（lì）性。但（dàn）是並聯配管（guǎn）必須給每個氣枕配置內壓監測儀和閥門，這對成本有（yǒu）著極大的影（yǐng）響。

　　在選擇配管是（shì）串聯還是並聯的時候，需要考慮到有氣枕（zhěn）損壞或者凹陷的可能。如果采用串聯配管，當其中一個氣（qì）枕損壞，那所有與其相連的氣枕均會凹陷，因為其餘氣枕的空氣會從這個損壞的氣枕泄漏（lòu）出去。若采用並聯配管損失（shī）就會（huì）小得多了（le），隻需要將（jiāng）配置（zhì）在這個氣（qì）枕上的閥門關閉就可以了。但隨著氣枕（zhěn）數目的增加，並聯配管的成本會不斷上升。所以無論采用哪種配管方式，都（dōu）需（xū）要考慮和製定一個周密的計劃，將氣枕損壞造成的損失降低到最小。一般采（cǎi）用一個閥門來對多個氣枕進行壓力控製的時候，氣枕（zhěn）數目不宜超過5 個且氣枕總的（de）麵積不超過150平米。一定體積的空氣在導管中流動時就會產生壓力損失。壓力損失的大（dà）小取決於（yú）充氣管的屬性，例如（rú）長度、表麵粗糙度、彎頭形式和數量（liàng）、充氣管橫截麵的（de）變化程度，以及空氣（qì）在管中（zhōng）的流速。

　　送風機在控（kòng）製係統成本組成中占有較大的比重，對整個結構的建（jiàn）設成本和維護成本都有較大的影響。送風機的選擇（zé），需要根（gēn）據壓（yā）力損失和必要送風量兩個指標來選（xuǎn）擇（zé）。

　　目（mù）前市麵可以選擇的送風機，主要有離心式風機、渦輪（lún）風機、多級風機等等。在選擇送風機時，　要關（guān）注風機的機外靜壓這一指標，這是決定風機送風能力的一（yī）個關鍵指標，數值遠大，送風能力越佳。

　　每一個ETFE 氣枕外周都是通過熱合焊（hàn）接，將兩張或（huò）多張ETFE 膜片複合在一起的，所以氣密性很好，氣（qì）體的滲（shèn）漏很少。在設計時，可以取（qǔ）泄漏量為0.15m /h/m (展開麵積)進（jìn）行計算（suàn）(根據上海太陽膜結（jié）構有限公司進行的一次六邊形氣（qì）枕泄漏量試驗，泄漏量測定一般在0.05m /h/m 左（zuǒ）右)。算例（lì）：計算5 個（gè）氣枕的氣體泄漏量，每個氣枕50m2 (水平投影麵積)×2 (表+裏)×0.15×5 (氣枕數)=75m /h=1.25m /min

　　2.3.4. 導管和配（pèi）件的選擇（zé）

　　送風導管應該選擇在工作壓力時變形小、氣體泄漏量少的導管。還應根據運行荷（hé）載、外荷載、環境來選擇合（hé）適的（de）形狀（zhuàng）和材質（zhì）。ETFE 氣枕在受到風荷（hé）載作（zuò）用或充氣時都會發生一定的（de）位移，所以在靠近（jìn）氣枕（zhěn）一端應選擇能夠跟隨膜麵位移的軟導管（guǎn）。

　　除導管（guǎn）之外（wài）的配件，還有電動閥門、排風口、送風（fēng）口等等。閥門可以選擇能自動運作的電動閥或電磁閥。為防止電力中斷，電（diàn）動閥門最好有（yǒu）彈簧複位功能，當（dāng）電力中斷（duàn）時能自動關閉閥門（mén）。

　　2.3.5. 壓力調整裝置

　　壓力（lì）調（diào）整裝置包括風速（sù）計、積雪計、微差壓傳（chuán）感器(用於監測氣枕內壓變化)以及控製（zhì）台(用於除此之外（wài），還可以通過以下的措施來保障（zhàng）整個操（cāo）控電（diàn）動（dòng）閥門的（de）開關)。

　　風速（sù）計應該（gāi）安放在能夠確保正確探測到風速的位置。對於規模較大、建築立麵複雜的結構或者其（qí）他特殊場合，需（xū）要設置多個風（fēng）速計。積雪計（jì）的設（shè）置要求同風速計(如果假定積雪會長期殘（cán）留在氣（qì）枕上時，則需要給程序設定一個區間值，讓控製（zhì）程序能自行（háng）判斷是否需要降低氣枕內壓)。

　　連接氣枕與微差壓傳感（gǎn）器的壓力導管要（yào）盡可能的短。若用一個（gè）微差壓傳感器來（lái）監測多個（gè）氣枕的壓，傳導到傳感器（qì）的壓力值實際（jì）為這些氣枕的平均內壓，此（cǐ）時連接這些（xiē）氣枕的導管總長不應（yīng）超過50m。

　　為（wéi）了保證整個係統的穩定性，要配置兩組相同規（guī）格的送風機，其中一組備用。兩組設備間隔使用能延長設備的（de）使用（yòng）壽命。

　　2.3.6. 備用設（shè）備及（jí）保障對

　　從運行角度考慮，如（rú）果（guǒ）發生停電時，最好能有一（yī）套緊急發電裝置保持係統工作。這樣初期投入成本（běn）會較高（gāo），因此應根據功能性和必（bì）要性來綜合考慮。除此之外，還可以通過以下的措施來保障整個結構的安全和使用（yòng）功（gōng）能：

　　1) 內壓的降低會導致氣枕凹陷和（hé）積（jī）水，在（zài）設計階段的時候，對氣枕上層膜坡度應控製在至少5以上，最好是10 以（yǐ）上（shàng）。

　　2) 在（zài）送風機出氣口（kǒu）處設置一個止回（huí）閥，這樣至少能保證在充氣過（guò）程中發生突然停電，導致電動閥門（mén）無法關（guān）閉，這時止回閥能夠防（fáng）止氣體回流，防止氣枕內壓（yā）的快速下降。

　　3) 設置兩組（zǔ）或多組送風機，當一組送風機無法工作時，其他的機組可以替代。

　　對具體工程還可結合（hé）建（jiàn）築物的形狀、坡度來具（jù）體製定更多（duō）的保障性措施。

　　2.3.7. 其他注意事項

　　在ETFE 充氣膜結構的使用過程中，還應考慮防結露，防塵（chén），防浸等措施。相應（yīng）的對策分述如下。

　　1) 內（nèi）部結露：在多霧或者平均相對濕度大於75%以上的地區，會在ETFE氣枕內部產（chǎn）生結露現象。應該在送風機進氣口處連接（jiē）一台（tái）除濕機，來保證充入氣枕的（de）氣（qì）體是幹燥的（de）。推薦采用處理（lǐ）風（fēng）量大的幹式除濕機。外部空氣的濕度由濕度計進行（háng）監測，大於設定（dìng）值就啟動（dòng）除濕機。

　　2) 防塵措施：在送風機進氣口設（shè）置過濾器可以有效防止灰塵或者外部異物進入。

　　3) 防浸措施：對於需要考慮某些情況導致水流滲入的氣枕，可（kě）以在下層膜底部根（gēn）據需要設置一個易於操作的排水（shuǐ）旋（xuán）塞。

　　2.4 裁剪分析

　　裁剪分析就是將（jiāng）在一定預張力及內壓作（zuò）用下的空間曲麵，在平麵上展開，再進行拚接的過程。當（dāng）膜麵為不可展曲麵時，需要采（cǎi）用特定算法和準則（zé）展開為近似平麵。

　　裁剪（jiǎn）設（shè）計主要分為確定裁剪模型，選擇裁剪方法，膜裁切線布置，確認膜麵的應變補償（cháng）值，裁剪作（zuò）業，裁剪片排版等幾個步驟。

　　由於計算機模型是用三角網格來模擬光滑的膜一般而（ér）言至少應為88，同時網格邊長應小於250mm。

　　一般常用的裁剪方法為測（cè）地線法、切麵（miàn）法（fǎ）[1] [35]。

　　測地線法為曲（qǔ）麵兩點（diǎn）間（jiān）距離最短的一條線。將測地線作為膜裁切線，對（duì）於可展曲（qǔ）麵而言，展開後的測地線是直線。用測地線作為裁剪線可以使裁剪片幅寬大致相等，從而達到拚（pīn）接簡單和減少損耗的目的。目前測地線是裁剪設計中最常用的方法。

　　膜（mó）的裁切線一般而言宜與荷載下的（de）最大主（zhǔ）應力方向平行，還要考慮膜拚（pīn）接裁剪片之間的搭接強度，製作的工藝性、經濟性。除（chú）此之外，膜拚接焊縫的布置應結合建築效果整體考慮，保證布置的均勻性、對稱性、韻（yùn）律性，與建築造型、韻律性（xìng）協調（diào）統一。相鄰膜片之間裁切線（xiàn）宜對縫，保證視覺連續和整齊。

　　需要說明的是，ETFE 焊縫的連續性主（zhǔ）要是針（zhēn）對同一層膜麵來說的，不同膜麵之間的焊縫是有一定的（de）間距（jù）的。由於ETFE 氣枕是由兩個以上的膜片複合而（ér）成的，且ETFE 膜片很薄，從氣密（mì）性考（kǎo）慮，上下層膜片的焊縫應該錯縫（féng）布置。而且從焊接性能角度考慮，若上下層甚至中間層都在同一位（wèi）置拚接的話，焊縫（féng）處由於焊接硬化，在受外荷載作用（yòng）時，極易在焊（hàn）縫接合處撕裂。所以不同層之間的焊縫按構造應至少（shǎo）錯開20mm。