無論從材料屬性還是結構來看,ETFE氣枕式膜結構都可謂是一種柔性結構。同眾多建筑材料強調(diào)材料強度不同,ETFE膜材展現(xiàn)的是其延展能力。同鋼材、水泥或玻璃相比,ETFE膜23.5N/mm2的低應力條件下就會屈服。但事實也表明,從延展至最終撕裂,ETFE膠可延他至原在尺寸的4倍。因此ETFE膜非常適合充氣結構,通過注入氣體撐起膜面并保持膜面緊繃。雖然其內(nèi)部氣壓值只維持在200~600Pa之間,相當于0.2%-0.6%的汽車輪胎內(nèi)氣壓,但這已足以保障膜面抵御外來的風雪荷載。雖然來自氣枕內(nèi)部的預應力與外部活荷載均臨近ETFE膜的屈服點但ETFE材料的抗拉能力與延展性能杜絕了破壞的發(fā)生。這意味著ETFE氣枕式膜結構要遠強于由木材、鋼鐵、鋁材或其他建筑材料組成的結構體系.

1968年,雷諾·班漢姆通過與既有結構的對比描述了充氣式膜結構的性能,“建筑就像處在內(nèi)外環(huán)境之間的銜接體,在某種程度上,一旦我們意識到這些已有建筑發(fā)生這樣的情況(滴水的聲音、瓦片紛飛、窗子吱吱作響),便可認定這些銜接出現(xiàn)了故障。但充氣式結構卻具有自行調(diào)節(jié)、修復的能力。如果它不發(fā)生顫動或吱吱作響,反而意味著出現(xiàn)了故障。膜材自行調(diào)節(jié)功能與那些辦公大樓上的玻璃幕墻相比可謂是真正生態(tài)意義上的‘皮膚’?！?/span>

在班漢姆實驗性的小型充氣穹頂中,他補充道:“充氣的美在于支撐體間會直接產(chǎn)生連鎖性的反應。任何來自該穹頂結構內(nèi)外的輕微觸動——甚至是大聲說話——都會引發(fā)膜面的一系列反應。這與任何來自昂貴計算機的干預都無關,僅僅是由于內(nèi)外存在壓差造成的。這種使用者與建筑物之間的關系,看似是各行其道實則息息相關。

雖然班漢姆特指的是氣承式充氣結構,但他對于自行調(diào)節(jié)膜的論述同樣適用于氣枕式膜結構。充氣后,ETFE氣枕的內(nèi)部壓力、表面張力與膜面曲率達成某種形式上的平衡。并非是依靠材料自身強度承載壓力,ETFE氣枕通過形變吸收能量、緩沖速度,與材料不同,氣枕的這種形變是可逆的。當荷載加大,氣枕將會變硬,膜材曲率增高,從而更好地承載壓力。膜材與氣枕協(xié)調(diào)形變最終促成了一套主動完善的自行調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

充氣后的ETFE氣枕重量約為傳統(tǒng)密閉式結構的百分之一,從而極大減少了基礎所需承擔的固有荷載。規(guī)格化生產(chǎn)的普通玻璃,其最大跨度只有1.5m,而單向承載的ETFE氣跨度可達3~5m,雙向承載高達1m。足夠大的跨度模數(shù)保證了在無需二級支撐結構的情況下,主體結構即可形成對氣枕的支撐。除了滿足跨度和承載力的需求,主體結構還需考慮變形及扭曲等。ETFE氣枕即便是在通常結構的支撐情況下,也會產(chǎn)生變形和偏移,因此為了消除這種形變,膜材與結構主體應設計成柔性連接。