基于经济需要、环境保护的考虑,我国大力推广沼气能利用。大型沼气储存是沼气集热、热电工业应用的重要环节,目前普遍采用的混凝土、玻璃钢等储气设备自重大、输出气压不稳定,而充气膜能有效的解决以上问题。本文首先引入柔性结构在零应力态下的分析流程,以零应力态为初始状态,建立非线性平衡方程,通过非线性方法进行求解,再计算结构荷载响应。之后首次提出了柔性张拉膜和充气膜数值分析全过程和状态,分别包含9过程、7类11状态,并阐述其逻辑、算法与问题。在预应力充气膜分析全过程中,阐述充气找形概念,提出设定充气形体的找力找形方法,并在结构分析时对非线性耦合效应加以考虑。其次,基于所述充气膜分析过程,设计了一个直径3.0m、高2.0m的球冠充气膜。之后备置相应的钢结构和其他元件,并组装成完整的系统模型。最后进行了两方面的试验:一是按照沼气系统运行规律进行充气模拟和压力变化试验,验证了双层充气膜对内室气压的调节作用;二是利用无接触摄影测量对模型在五个气压下的外形进行测量,并将测量曲线与设计曲线进行比较和分析,验证了充气膜分析全过程的相关理论。