При проектировании пневматических конструкций решаются следующие задачи: находится оптимальная форма оболочки; определяется требуемое избыточное давление; выполняется статический расчет конструкций; проверяется прочность материала оболочек; рассчитываются и конструируются анкерные устройства, опорные и другие узлы и соединения.
Одна из основных и наиболее трудных задач проектирования пневматических конструкций — нахождение оптимальных размеров и очертания полотнищ для получения проектной формы оболочек при заданных габаритах и форме плана решается с применением законов геометрии. Главным здесь является оптимальный раскрой полотнищ, который должен отвечать следующим требованиям:
- 1) длина швов в пределах оболочки должна быть минимальной;
- 2) размеры выкроек должны соответствовать ширине выпускаемых промыщленностью тканей и пленок;
- 3) отходы материала при раскрое должны быть минимальными;
- 4) приближение формы оболочки к теоретической форме должно быть наибольшим.
Из распространенных конструкций оболочек наиболее рациональной по первым трем пунктам является цилиндрическая на прямоугольном плане. Отходы ткани в этом случае при раскрое составляют всего 5% (на квадратном плане — 7%). Но она не соответствует пункту 4 требований по раскрою, так как по линиям стыков в торцах оболочки возникают складки, вызванные неоднородностью напряженного состояния материала при резком изменении кривизны. Этого недостатка лишена оболочка, показанная на рис. 160, б, составленная из конических отсеков на квадратном плане (отходы при раскрое 5%).
Оболочки в форме полусферы обеспечивают наиболее полное использование перекрываемого пространства. Однако по сравнению с другими оболочками у них завышена длина швов и отходы материала составляют до 57%. Следует иметь в виду, что стоимость материала достигает 75% общей стоимости пневматического сооружения. В сферических оболочках значительная экономия материала при раскрое может быть получена при сшивке оболочки из составных лепестков при стыковании полотнищ по ширине, а не по радиусам (рис. 164), хотя при этом увеличивается длина швов.
Соединения полотнищ и лепестков в оболочках могут быть шитые, сварные, комбинированные. Первые более прочные, вторые отличаются повышенной герметичностью, третьи обладают достоинством тех и других, но более трудоемкие. В тамбурах-шлюзах применяются разъемные соединения: «молнии», шнуровки, зажимы и т. п.