葡萄架(柵頂)是舞臺上重要的結構，根據(jù)劇院結構的特點，劇院的功能以及所需的舞臺機械的數(shù)量，葡萄架的結構有所不同。 它的主要功能是承擔所有設備起吊點的負荷，還承擔一些設備驅動機器的負荷。 設備檢修和維護平臺也起著作用;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梁荷載。葡萄架自重，柵頂動荷載組成;葡萄架的設計首先確定一種結構形式，然后根據(jù)受力特點初步確定主要材料的尺寸，接著進行詳細設計計算，驗算主要材料是否符合要求，后繪制出圖，完成葡萄架的設計。

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)劇場整體結構造型的需要而設計的，不管屋頂?shù)男螤钤鯓幼兓?，實現(xiàn)劇場功能的目標是一致的;葡萄架上的吊點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，單層是吊點梁和柵頂馬道在同一層，兩層結構是吊點梁和柵頂馬道位于不同的標高;具體選用哪一種結構比較好定;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備的地方和經(jīng)常需要維修設備的地方設計馬道，其余地方不鋪踏板.葡萄架主要由吊點梁，主龍骨。次龍骨，吊桿組件，拐角梁，踏板，馬道欄桿等組成;確定葡萄架的結構形式之后，可根據(jù)所需設備的平面布置圖以及每臺設備的技術參數(shù)繪制受力布置圖，然后對其進行受力分析，初步選定主要結構件的材料尺寸;選取受力不利的危險端面，適當?shù)暮喕芰?，建立接近實際的力學模型;然后對其進行校核，對于設備吊點滑輪對稱布置的吊點梁不做局部穩(wěn)定性驗算，否則對吊點梁做局部穩(wěn)定性驗算，必要時進行加固處理。

2、葡萄架與劇場建筑物的連接

吊點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;吊點梁分為單根型鋼和組合型鋼兩類;吊點梁有四吊點，五吊點，六吊點;吊點梁的間距可根據(jù)臺口的大小以及吊點的個數(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件，劇場屋頂?shù)男问蕉喾N多樣造成吊點數(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設計工作，設計一種在一定載荷范圍內安全可靠的吊桿組件是事在必行，為此設計一種高強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)過力學實驗證明可以滿足承載1000kg--4000kg的應用范圍。屋頂為鋼筋混凝土結構的，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筋直接焊接連接，予埋板在梁的兩側時，用兩側板加橫梁，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梁連接。

3、葡萄架的構造處理

主龍骨一般平行于臺口方向放置，吊點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)所采用的驅動機的形式不同，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)驅動機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;踏板按要求點焊于次龍骨之上，在馬道的兩側必須制作護攔;此外。有時建設方在建設劇場的初期沒有考慮防火幕牛腿及防火幕拐角梁牛腿，這是需要設計鋼制牛腿，鋼制防火幕牛腿盡量利用建筑結構設計減少工作量，鋼制防火幕牛腿用兩根型鋼制作，一端擔到混凝土梁上或在梁一卜做予埋板焊接連接且用加強筋加固，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計尺寸確定;防火幕拐角梁牛腿根據(jù)劇場建筑結構的特點確定，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)設備安裝或維修需要對局部進行特殊處理。

現(xiàn)在葡萄架的設計自重在12000kg一30000kg范圍內，通過采用輕質高強的材料，降低葡萄架的自重;采用優(yōu)化設計的方法，利用有限元分析方法，取得接近實際受力的力學模型，進行變截面設計，節(jié)約更多的材料，降低成本;對高強螺栓連接組件進行改進設計，尋找更好更可靠的連接方式;吊桿下端與主龍骨或吊點梁的通過連接板螺栓連接的方式進一步做改進，采用一次成型的高強部件，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輸費用;機加工費所占的比例雖然不大，如果采用標準的零件，也可降低成本。