舞臺葡萄架(柵頂)是舞臺上重要的結(jié)構(gòu)，根據(jù)劇場結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和劇場功能及所需舞臺機(jī)械品種數(shù)量的不同，葡萄架的結(jié)構(gòu)形式也不一樣；它的主要功能是承受所有設(shè)備吊點(diǎn)的荷載，另外還承載部分設(shè)備驅(qū)動機(jī)的荷載；還有檢修和維護(hù)設(shè)備的平臺的作用；柵頂分馬道式和滿鋪式兩種，吊桿與劇場屋頂?shù)倪B接有焊接式和螺栓連接式兩種；葡萄架上的荷載由吊點(diǎn)梁荷載。葡萄架自重，柵頂動荷載組成；葡萄架的設(shè)計(jì)首先確定一種結(jié)構(gòu)形式，然后根據(jù)受力特點(diǎn)初步確定主要材料的尺寸，接著進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，驗(yàn)算主要材料是否符合要求，后繪制出圖，完成葡萄架的設(shè)計(jì)。
   
1、葡萄架的材料和形式
劇場舞臺屋頂從使用材料分為：鋼筋混凝土和鋼網(wǎng)架；從外形分為：長方形，圓形，扇形，曲面形，斜面形等等。屋頂?shù)耐庑问歉鶕?jù)劇場整體結(jié)構(gòu)造型的需要而設(shè)計(jì)的，不管屋頂?shù)男螤钤鯓幼兓?，?shí)現(xiàn)劇場功能的目標(biāo)是一致的；葡萄架上的吊點(diǎn)梁必須垂直與臺口方向并且須滿足行程要求的高度放置。通過吊桿將葡萄架以及絕大部分設(shè)備的荷載傳遞給屋頂梁或鋼網(wǎng)架，通過不同的連接形式來滿足葡萄架的要求；葡萄架從形式上分為單層和兩層，單層是吊點(diǎn)梁和柵頂馬道在同一層，兩層結(jié)構(gòu)是吊點(diǎn)梁和柵頂馬道位于不同的標(biāo)高；具體選用哪一種結(jié)構(gòu)比較好定；葡萄架從柵頂要求分為滿鋪式和馬道式兩種，滿鋪式是柵頂上鋪滿踏板，馬道式是在有安裝設(shè)備的地方和經(jīng)常需要維修設(shè)備的地方設(shè)計(jì)馬道，其余地方不鋪踏板．葡萄架主要由吊點(diǎn)梁，主龍骨。次龍骨，吊桿組件，拐角梁，踏板，馬道欄桿等組成；確定葡萄架的結(jié)構(gòu)形式之后，可根據(jù)所需設(shè)備的平面布置圖以及每臺設(shè)備的技術(shù)參數(shù)繪制受力布置圖，然后對其進(jìn)行受力分析，初步選定主要結(jié)構(gòu)件的材料尺寸；選取受力不利的危險(xiǎn)端面，適當(dāng)?shù)暮喕芰?，建立接近?shí)際的力學(xué)模型；然后對其進(jìn)行校核，對于設(shè)備吊點(diǎn)滑輪對稱布置的吊點(diǎn)梁不做局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，否則對吊點(diǎn)梁做局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，必要時進(jìn)行加固處理。
2、葡萄架與劇場建筑物的連接
吊點(diǎn)梁兩端分別與舞臺前后墻上的予埋板焊接連接．有時考慮到鋼材在溫差比較大的環(huán)境中的熱脹冷縮的變化，采用柔性連接；吊點(diǎn)梁分為單根型鋼和組合型鋼兩類；吊點(diǎn)梁有四吊點(diǎn)，五吊點(diǎn)，六吊點(diǎn)；吊點(diǎn)梁的間距可根據(jù)臺口的大小以及吊點(diǎn)的個數(shù)確定一般在4m～5m之間。主龍骨兩端分別與舞臺兩側(cè)墻或天橋上的予埋板焊接連接，有時考慮到鋼材在溫差比較大的環(huán)境中的熱脹冷縮的變化，采用柔性連接，主龍骨一般選用單根型鋼，主龍骨的間距可根據(jù)屋頂梁或網(wǎng)架下弦球的軸線間距確定。一般在2m～3．5m之間。次龍骨的作用是為鋪踏板起支撐作用，次龍骨兩端懸臂長度大于lm時要與舞臺前后墻上的予埋板焊接連接，在吊點(diǎn)梁兩邊布置次龍骨時留出100tma~200ram的空隙，其余按 lm的間距布置。馬道式布置次龍骨的間距為lm。柵頂和馬道上的踏板一般采用 型板，優(yōu)點(diǎn)自重輕，美觀；有時也采用矩形管；中心距一般在85rrrn~95ram之間。吊桿組件是葡萄架上主要的受力構(gòu)件，劇場屋頂?shù)男问蕉喾N多樣造成吊點(diǎn)數(shù)量差別也很大，因此吊桿組件所承受的荷載差別也很大，為了減少不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)一種在一定載荷范圍內(nèi)安全可靠的吊桿組件是事在必行，為此設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)螺栓連接組件的通用部件，與無縫鋼管焊接連接，另一端與連接板焊接連接，此吊桿組件經(jīng)過力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明可以滿足承載1000kg--4000kg的應(yīng)用范圍。屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的，與吊桿的連接有予埋板的可根據(jù)予埋板的位置確定連接方式，予埋板在梁底時用無縫鋼管另加加強(qiáng)筋直接焊接連接，予埋板在梁的兩側(cè)時，用兩側(cè)板加橫梁，然后用連接板與無縫鋼管或型材焊接連接；無予埋板的可根據(jù)梁的受力要求，在梁的上部打孔，通過穿墻螺栓連接兩側(cè)板加橫梁，然后用連接板與無縫鋼管或型材焊接連接，另一端通過連接板與吊點(diǎn)梁連接。
3、葡萄架的構(gòu)造處理
主龍骨一般平行于臺口方向放置，吊點(diǎn)梁放置于主龍骨之上并且垂直于臺口方向放置，在主龍骨的交叉的部位焊接連接，拐角梁放置于主龍骨之上并且垂直于臺口方向放置，根據(jù)所采用的驅(qū)動機(jī)的形式不同，有時選用一根拐角梁，有時選用兩根拐角梁，其位置要根據(jù)驅(qū)動機(jī)的具體的安裝位置來確定；在與主龍骨的交叉部位焊接連接；次龍骨放置于主龍骨之上并且垂直于臺口方向放置，在與主龍骨的交叉部位焊接連接；踏板按要求點(diǎn)焊于次龍骨之上，在馬道的兩側(cè)必須制作護(hù)攔；此外。有時建設(shè)方在建設(shè)劇場的初期沒有考慮防火幕牛腿及防火幕拐角梁牛腿，這是需要設(shè)計(jì)鋼制牛腿，鋼制防火幕牛腿盡量利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少工作量，鋼制防火幕牛腿用兩根型鋼制作，一端擔(dān)到混凝土梁上或在梁一卜做予埋板焊接連接且用加強(qiáng)筋加固，一端放在主龍骨之上并焊接連接，兩根型鋼的間距根據(jù)滑輪底座尺寸確定，防火幕牛腿的間距可根據(jù)臺口寬度以及防火幕的設(shè)計(jì)尺寸確定；防火幕拐角梁牛腿根據(jù)劇場建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)確定，一般采用三角形鋼制牛腿支撐，靠墻端予埋板用穿墻螺栓與大梁可靠連接，牛腿上加上兩道縱梁，間距根據(jù)拐角滑輪底座的尺寸確定。有時根據(jù)設(shè)備安裝或維修需要對局部進(jìn)行特殊處理。
現(xiàn)在葡萄架的設(shè)計(jì)自重在12000kg一30000kg范圍內(nèi)，通過采用輕質(zhì)高強(qiáng)的材料，降低葡萄架的自重；采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，利用有限元分析方法，取得接近實(shí)際受力的力學(xué)模型，進(jìn)行變截面設(shè)計(jì)，節(jié)約更多的材料，降低成本；對高強(qiáng)螺栓連接組件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，尋找更好更可靠的連接方式；吊桿下端與主龍骨或吊點(diǎn)梁的通過連接板螺栓連接的方式進(jìn)一步做改進(jìn)，采用一次成型的高強(qiáng)部件，減少零件數(shù)量，安裝方便，外形美觀，使用可靠；葡萄架的成本中材料費(fèi)占有很大的比重，降低材料消耗，可提高葡萄架的利潤率。另外葡萄架所用材料就近采購降低運(yùn)輸費(fèi)用；機(jī)加工費(fèi)所占的比例雖然不大，如果采用標(biāo)準(zhǔn)的零件，也可降低成本。