葡萄架(工程類)

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葡萄架(柵頂)是舞台上重要的結構,根據劇場結構的特點和劇場功能及所需舞台機械品種數量的不同,葡萄架的結構形式也不一樣;它的主要功能是承受所有設備吊點的荷載,另外還承載部分設備驅動機的荷載。

定義,材料和形式,連線方式,構造處理,

定義

還有檢修和維護設備的平台的作用;柵頂分馬道式和滿鋪式兩種,吊桿與劇場屋頂的連線有焊接式和螺栓連線式兩種;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,然後根據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,最後繪製出圖,完成葡萄架的設計。

材料和形式

劇場舞台屋頂從使用材料分為:鋼筋混凝土和鋼網架;從外形分為:長方形,圓形,扇形,曲面形,斜面形等等。屋頂的外形是根據劇場整體結構造型的需要而設計的,不管屋頂的形狀怎樣變化,實現劇場功能的目標是一致的;葡萄架上的吊點梁必須垂直與台口方向並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架,通過不同的連線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於不同的標高;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常需要維修設備的地方設計馬道,其餘地方不鋪踏板.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後,可根據所需設備的平面布置圖以及每台設備的技術參數繪製受力布置圖,然後對其進行受力分析,初步選定主要結構件的材料尺寸;選取受力最不利的危險端面,適當的簡化受力,建立最接近實際的力學模型;然後對其進行校核,對於設備吊點滑輪對稱布置的吊點梁不做局部穩定性驗算,否則對吊點梁做局部穩定性驗算,必要時進行加固處理。

連線方式

吊點梁兩端分別與舞台前後牆上的予埋板焊接連線.有時考慮到鋼材在溫差比較大的環境中的熱脹冷縮的變化,採用柔性連線;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台口的大小以及吊點的個數確定一般在4m~5m之間。主龍骨兩端分別與舞台兩側牆或天橋上的予埋板焊接連線,有時考慮到鋼材在溫差比較大的環境中的熱脹冷縮的變化,採用柔性連線,主龍骨一般選用單根型鋼,主龍骨的間距可根據屋頂梁或網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於lm時要與舞台前後牆上的予埋板焊接連線,在吊點梁兩邊布置次龍骨時留出100tma~200ram的空隙,其餘按 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採用型板,優點自重輕,美觀;有時也採用矩形管;中心距一般在85rrrn~95ram之間。吊桿組件是葡萄架上最主要的受力構件,劇場屋頂的形式多種多樣造成吊點數量差別也很大,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複設計工作,設計一種在一定載荷範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線組件的通用部件,與無縫鋼管焊接連線,另一端與連線板焊接連線,此吊桿組件經過力學實驗證明可以滿足承載1000kg--4000kg的套用範圍。屋頂為鋼筋混凝土結構的,與吊桿的連線有予埋板的可根據予埋板的位置確定連線方式,予埋板在梁底時用無縫鋼管另加加強筋直接焊接連線,予埋板在梁的兩側時,用兩側板加橫樑,然後用連線板與無縫鋼管或型材焊接連線;無予埋板的可根據梁的受力要求,在梁的上部打孔,通過穿牆螺栓連線兩側板加橫樑,然後用連線板與無縫鋼管或型材焊接連線,另一端通過連線板與吊點梁連線。

構造處理

主龍骨一般平行於台口方向放置,吊點梁放置於主龍骨之上並且垂直於台口方向放置,在主龍骨的交叉的部位焊接連線,拐角梁放置於主龍骨之上並且垂直於台口方向放置,根據所採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線;次龍骨放置於主龍骨之上並且垂直於台口方向放置,在與主龍骨的交叉部位焊接連線;踏板按要求點焊於次龍骨之上,在馬道的兩側必須製作護攔;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,這是需要設計鋼製牛腿,鋼製防火幕牛腿儘量利用建築結構設計減少工作量,鋼製防火幕牛腿用兩根型鋼製作,一端擔到混凝土樑上或在梁一卜做予埋板焊接連線且用加強筋加固,一端放在主龍骨之上並焊接連線,兩根型鋼的間距根據滑輪底座尺寸確定,防火幕牛腿的間距可根據台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劇場建築結構的特點確定,一般採用三角形鋼製牛腿支撐,靠牆端予埋板用穿牆螺栓與大梁可靠連線,牛腿上加上兩道縱梁,間距根據拐角滑輪底座的尺寸確定。有時根據設備安裝或維修需要對局部進行特殊處理。
葡萄架的設計自重在12000kg一30000kg範圍內,通過採用輕質高強的材料,降低葡萄架的自重;採用最佳化設計的方法,利用有限元分析方法,取得最接近實際受力的力學模型,進行變截面設計,節約更多的材料,降低成本;對高強螺栓連線組件進行改進設計,尋找更好更可靠的連線方式;吊桿下端與主龍骨或吊點梁的通過連線板螺栓連線的方式進一步做改進,採用一次成型的高強部件,減少零件數量,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採購降低運輸費用;機加工費所占的比例雖然不大,如果採用標準的零件,也可降低成本。

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