Пневматические строительные конструкции можно разделить на два типа (табл. 1.1):
- воздухоопорные, как бы опирающиеся на воздух, заполняющий полезный объем здания и сжатый в очень небольшой степени (до тысячных долей атмосферы) достаточной лишь для того, чтобы противостоять действию внешних нагрузок без существенного изменения формы;
- воздухонесомые, сопротивление несущих элементов которых (стойки, балки, арки, панели) сжатию и изгибу обеспечивается сильно сжатым воздухом (от десятых долей ат для пневмопанелей до целых ат для пневмостержней), заключенным в самих конструктивных элементах.
Воздухонесомые конструкции заметного распространения не получили. В России насчитывается несколько экспериментальных объектов. За рубежом серийный их выпуск также не организован, несмотря на попытки многих фирм. Это объясняется их недостатками: ограниченностью пролетов, высоким давлением в оболочках, трудностью обеспечения герметизации, повышенными требованиями к материалам, высокой стоимостью.
К воздухоопорным конструкциям следует отнести и такую их разновидность, как пневмолинзы (или пневмоподушки). Несмотря на то, что пневмолинзы не здания, а только их конструктивные элементы, покрытия, их нельзя отнести к воздухонесомым панелям, так как статическая работа линз полностью соответствует работе воздухоопорных конструкций.
Оболочки воздухоопорных зданий (рис. 1.9—1.11), как правило, однослойные. Очень редко встречаются двухслойные, принципиально возможны и многослойные. Устойчивость двухслойных оболочек, не связанных между собой, обеспечивается разностью давлений воздуха для каждого слоя. Для внешней оболочки, подверженной действию ветра и снега, эта разность больше, чем для внутренней, несущей только свою массу.
Воздухоопорные оболочки (в том числе линзы) часто имеют усиление в виде канатов (тросов, лент) или тросовых сетей. Это своего рода «мягкий каркас», назначение которого — принять на себя значительную часть растягивающих усилий. Мягкий каркас позволяет увеличить пролеты оболочек, не повышая требований к прочности материалов. Пневмостержневые конструкции (рис. 1.12) могут быть линейными, плоскими и пространственными. Простейший линейный элемент — прямой пневмостержень, который в зависимости от характера статической работы считается балкой или стойкой. При изломах оси пневмостержень образует раму, при искривлении — арку или кольцо (тор).
Ряд соединенных пневмобалок образует конструктивно-ортотропные плоские панели, из которых можно собирать складчатые покрытия. Пространственные пневмопанели (купола, своды, складки) можно формировать, соединяя линейные элементы — стойки, арки, рамы (рис. 1.13). Ряд торов образует цилиндрические сооружения башенного типа или купола — конические или шлемовидные. Две оболочки, соединенные множеством точечных связей, образуют пневмоматы. Именно эта система, «эйрмат», применялась для изготовления надувных самолетов.
Комбинированные пневматические сооружения обладают свойствами воздухоопорных и воздухонесомых конструкций (рис. 1.14).