Пневматичними конструкціями будівель і споруд є м'які оболонки або циліндри, виконані з повітронепроникних тканин або армованих синтетичних плівок, наприклад з міцної армованої вінілової тканини. Несуча здатність пневматичних конструкцій забезпечується або підтримується надлишковим тиском повітря або під оболонками, або всередині їх несучих елементів. Ці конструкції винайдені в 40-х роках XX ст. і їх почали застосовувати в якості несучих і огороджувальних конструкцій на різних об'єктах - спортивних спорудах (тенісних кортах, хокейних майданчиках, басейнах), виставках, цирках, аквапарках, виробничих будівлях і ін. (рис.1).
Суттєвими перевагами пневматичних конструкцій є їх невеликі маса (0,5-3,0 кг / м2) і обсяг в неробочому (ненадуті) стані, що значно полегшує транспортування і монтаж без складних підйомно-транспортних засобів. Так, наприклад, на підготовку рівного майданчика і фундаменту під пневматичну конструкцію потрібно приблизно до одного місяця, а на її монтаж і нагнітання повітря до робочого тиску - 1-2 дня. До того ж такі конструкції характеризуються невисокою вартістю. Залежно від конструктивного рішення і виконання і способу забезпечення несучої здатності розрізняють повітряноопорні і воздухонесомие пневматичні конструкції.
Повітряопорні конструкції найчастіше представляють собою споруди у вигляді оболонок циліндричної або сферичної форми, які підтримуються в робочому положенні надмірною (від 0,002 до 0,005 МПа) тиском повітря під оболонками, що нагнітається, наприклад, вентиляторами. Крім циліндричних і сферичних форм повітряноопорні оболонки можуть мати і більш складні гіперболічні або параболічні форми або складатися з декількох поверхонь.
Повітряопорні оболонки циліндричної форми можуть перекривати прольоти до 40 м зі стрілою підйому від 3/8 до 1/2 їх прольоту, а довжина таких оболонок - без обмеження. Безперервна подача повітря під оболонку з автоматичним контролем величини внутрішнього тиску знижує вимоги щодо забезпечення високої герметизації всієї конструкції. Торці повітронаповнюваних оболонок виконують сферичної або циліндричної форми (рис. 2).
До складу повітронаповнюваних оболонок входять наступні складові елементи: вхідні-вихідні та вантажні шлюзи, оболонки, підтримувані надлишковим тиском повітря, вентилятори для нагнітання повітря і колоріфери для подачі теплого повітря під оболонки при необхідності обігріву приміщення (рис. 3). Як правило, шлюзи виконуються каркасними, обтягнутими тієї ж тканиною, що і оболонки, і їх з'єднують з оболонками тканинними перехідниками. Шлюзи обладнуються вхідними дверима або турнікетами-вертушками, мають високу пропускну здатність. Вантажі в повітряноопорні споруди переміщуються через вантажні шлюзи, а для завантаження і вивантаження сипучих матеріалів використовується пневмотранспорт. Пневматичні оболонки можуть забезпечуватися світлопрозорими повітронепроникними вставками з синтетичних плівок для природного освітлення подоболочного простору.
Внизу повітряноопорні оболонки забезпечуються силовим поясом, яким вони кріпляться до фундаменту або підстави для виключення їх відриву від землі силою, викликаної надлишковим тиском повітря під оболонками. Силовий пояс складається з елементів кріплення оболонки до фундаменту або підстави і зовнішнього і внутрішнього фартухів, виконаних з тієї ж тканини, що і оболонки. Фартухи призначені для зменшення витоку повітря з-під силового пояса. При цьому зовнішній фартух прикопують (присипається) землею або закопується в землю зовні оболонки, а внутрішній заводять під підлогу (рис. 3).
Повітряопорні оболонки кріпляться до елементів фундаменту за допомогою притискних планок і болтових з'єднань з відповідним ущільненням, а при відсутності фундаменту - до грунтовому підставі за допомогою анкерів з вушками (у вигляді штирів, гвинтових паль і ін.), Закріплених в грунті. В цьому випадку оболонки в силовому поясі забезпечуються кулисками для пропуску розподільних елементів, що кріпляться до сережках анкерів (рис. 4.). Крім кріплення до анкерних гвинтовим сваям і бетонним стрічковим фундаментів повітряноопорні оболонки можуть придавлює до основи (землі) водоналивні баластними балонами.
Повітряопорні оболонки влаштовують одношаровими або двошаровими, при цьому двошарові представляють собою оболонку в оболонці. У такій конструкції простір між оболонками заповнюється повітрям, що забезпечує істотне зниження тепловтрат і відповідно витрати на опалення, а також захист від утворення конденсату на внутрішній поверхні оболонки в холодну і перегріву в жарку пору року. При снігопаді повітря між оболонками стравливается і внаслідок цього забезпечується підігрів зовнішньої оболонки і танення на ній снігу. Двошарові оболонки виготовляються з багатошарового Пластомір, армованого кордом з суперміцного поліестеру і покритого полівінілхлоридом. Такий матеріал має достатню стійкість до ультрафіолетового випромінювання і може експлуатуватися при температурі від -30 ° С до +60 ° С. На рис. 5 показаний зовнішній вигляд двухоболочковой воздухоопрной конструкції над тенісним кортом в Мінську.
Воздухонесомие пневматичні конструкції влаштовують у вигляді наповнених повітрям пневмокаркасов з подовжених криволінійних циліндрів, пневмоматов або пневмолінз. Пневмокаркаси і пневмомати частіше використовуються в формі арок, а пневмолінзи - у формі дисків, підвішених до вертикальних несучих конструкцій в якості покрівлі-покриття (рис. 2.). Відношення товщини пневмолінзи h до прольоту L зазвичай становить від 1/7 до 1/5.
Пневмоарочние каркаси складаються з криволінійних циліндрів, наповнених повітрям з надлишковим тиском від 0,03 до 0,07 МПа. Арка встановлюють впритул один до одного або з кроком 3-4 м, а для додання стійкості пов'язують між собою розтяжками. По верху примикають один до одного арок або арок з розтяжками укладають покриття з водонепроникних тканини або армованої плівки. Для забезпечення загальної стійкості пневмоарочних систем їх кріплять відтягненнями до анкерів у торців споруди. Діаметр циліндрів пневмоарок від 1/55 до 1/25 прольоту, а величина прольоту від 12 до 18 м.
Пневмомати і пневмолінзи виготовляються з цілісних повітронепроникних полотнищ, по-особливому розкроєних і скріплених, і вони одночасно є несучими та огороджувальними конструкціями, так як не мають зверху покривають елементів. Пневмомати частіше випускають арочної конструкції, а пневмолінзи - у вигляді дисків.
У споруди з воздухонесомимі пневматичними конструкціями не потрібно пристрої шлюзів і безперервної подачі повітря під покриття, але, з іншого боку, такі конструкції дорожче воздухоопроних і більш трудомісткі при монтажі.