Что такое кессонное перекрытие: какие виды бывают, особенности монтажа

Можно ли прокладывать инженерные коммуникации в сборно-монолитном перекрытии?

Когда перекрытие полностью готово, можно прокладывать коммуникации, выполняя штробы в блоках со стороны нижнего этажа. Другой вариант – проводить коммуникации в толще цементно-песчаной стяжки, сооружаемой поверх плиты перекрытия. Некоторые строители прокладывают систему тёплого пола и канализацию, в монолитной части перекрытия. То есть закладывают их ещё до бетонирования, зачастую подрезая для этого блоки. Тем самым экономят на стяжке.

Но это не лучшее решение, поскольку оно может привести к снижению несущей способности перекрытия. Например, при устройстве тёплого пола толщина всей плиты уменьшается на величину диаметра труб – как правило, 16 мм. Кроме того, трубы фиксируют к арматурной сетке, и она может деформироваться под весом такого перекрытия. Наконец, если случится авария тёплого пола, пострадает всё перекрытие. Поэтому коммуникации в стяжке предпочтительнее.

Полную информацию о технологии возведения дома из газобетона можно получить на бесплатном курсе по строительству из YTONG

В нашем каталоге вы можете найти армированные ступени, изготовленные из газобетона YTONG.

 *СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

Дефекты, причины и их устранение

Возможно, обычный человек сразу и не заметит, но строитель увидит первые признаки разрушения в виде трещин:

• поперечных:
• диагональных;
• продольных.

Не защищена от ржавчины стальная арматура на свободном от бетона участке.

Появление трещин снижает несущую способность плит. Образование разрывов на поверхности происходит по причине:

• затвердения бетона, этот недостаток у строителей называется усадочным;
• деформации плиты, которое может привести к обрушению;
• нарушений технологии при заливке раствора, когда формировалась опалубка.

При обнаружении дефекта нужно срочно приступить к устранению:

• усилить испорченную плиту временными подпорками, которые должны заменить постоянные пилястры;
• высверлить поверженный участок, заменить новым арматуру, забетонировать и уплотнить отверстие.

При ремонте нужно соблюдать технику безопасности.

Укладка железобетонных перекрытий на стены

Технология укладки плит перекрытия на стену выбирается с учетом особенностей материала, из которого возведены стеновые конструкции.

Стены из газобетона

По контуру постройки из газобетонных блоков требуется возвести бетонный армопояс. Монолитная конструкция обустраивается на внешних несущих стенах, а также на внутренних, если они стоят на фундаментном основании.

Ключевые требования:

• для армированного монолитного пояса применяют бетон В15 или более высокого класса прочности;
• ширина пояса должна соответствовать ширине стены, но для стен шириной более 500 мм допускается уменьшить данный показатель армопояса на 100-150 мм;
• плиты и пояс дополнительно соединяются при помощи сварки закладных деталей.

Глубина опирания при укладке плит на газобетонные блоки должна соответствовать нормативам:

• от 40 мм при опирании по контуру:
• от 50 мм для ЖБ изделий длиной до 4200 мм при опирании по двум сторонам;
• от 70 мм для ЖБ изделий длиной более 4200 мм при опирании по двум сторонам.

Стены из кирпича

Стены из кирпича возводятся на полную толщину до запроектированной высоты потолка. Далее кладка выполняется только с внешней стороны здания, благодаря чему формируется ниша, куда будет уложен край плиты перекрытия.

Минимально допустимая глубина опирания по нормативам составляет 90 мм. Но при проектировании обычно предусматривают глубину опирания 120 мм (половина кирпича) и формируют нишу глубиной 130 мм, чтобы оставить термоизоляционный зазор, иначе перекрытие будет служить мостиком холода.

Для укладки плит перекрытия на кирпичную стену применяют тот же раствор, что использован для кладки кирпичей.

Типы монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия делят на безбалочные, балочные и кессонные (ребристые).

1 тип. Безбалочное перекрытие. Это сплошная плита, которая опирается на колонны здания. Которые в свою очередь могут быть с капителями и без них. Чтобы обеспечит необходимую жесткость в местах где опирается плита на колонну уменьшаются пролеты перекрытия и нагрузки распределяются равномерно.

2 тип. Балочное перекрытие.Это плита которая опирается на балки, которые опираются на колонны. Балки в данном случае являются несущим элементом каркаса здания. Балки могут располагаться как только вдоль или поперек здания, так и в двух направлениях сразу.Размеры ширина и высота балки определяются расчетом и находятся в прямой зависимости от расстояния между колоннами здания, чем больше расстояние тем больше сечение балки.

3 тип. Кессонное (ребристое) перекрытие. Это облегченное перекрытие, которое состоит из ребер (балок) перекрытия расположенных в двух направлениях с небольшим шагом (не более 1,5 метра). Балки такого перекрытия делят на главные и второстепенные. Главные опираются и передают нагрузку на колонны. А второстепенные служат опорой для плиты и опираются на главные балки.

Разновидности перекрытия кессонного типа

В зависимости от технологии изготовления различают:

Устройство свайного фундамента и его утепление снаружи

1. Сборно-монолитные кессонные перекрытия, состоящие из сборных пустотелых блоков размерами 20 × 20 × 60 или 30 × 30 × 80 см, расположенных в растянутых сечениях, и монолитной плиты в сжатых зонах. Блоки монтируются в виде закрытой со всех сторон геометрической фигуры и служат несъёмной опалубкой (остаются в теле бетона). Над блоками толщина монолитного бетона составляет от 5-ти до 6-ти см. В местах сопряжения с колоннами (надопорных местах) конструктив представляет собой сплошную монолитную плиту, так как в этих местах действуют растягивающие силы. Поверх блоков выполняется армирование арматурными сетками, а в надопорных зонах на блоки напускаются арматурные стержни.
2. Монолитные кессонные железобетонные перекрытия, отличающиеся оптимальным распределением бетонной смеси. Между рёбрами нет лишнего бетона, что значительно облегчает конструктив, создавая ребристую структуру. Смесь не укладывается в растянутых зонах сечения, в которых бетонируются только ребра с арматурой, работающей на растяжение. Результат — значительная экономия материалов и возможность увеличения перекрываемых пролётов. Опалубка для кессонных перекрытий состоит из следующих комплектующих элементов:
   • телескопические стойки;
3. металлическая обрешётка;
4. пластиковые кессонообразователи, инвентарные формы с незначительной адгезией к бетону и возможностью лёгкого удаления после твердения бетона допускающего демонтаж опалубки. Небольшой вес позволяет выполнять работы по их раскладке и снятию вручную без использования грузоподъёмных механизмов.

Пластиковые формы фиксируются на прогонах обрешётки с большой точностью, структуру каналов под ребра образуют инвентарные кассеты пустотообразователей. Поверх форм размещаются арматурные сетки, после чего вся поверхность заливается бетонной смесью с доставкой автомиксерами и уплотнением. Результат — монолитная железобетонная конструкция кессонного типа высотой по высоте пластиковых форм (от 25-ти до 45-ти см). На участках опирания на колонны бетонируется сплошная железобетонная монолитная плита.

Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит

Рубрика

: Технические науки

: 23.11.2016 2016-11-23

Статья просмотрена:

4711 раз

Библиографическое описание:

Кибкало А. В., Волков М. Д. Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит // Молодой ученый. 2021. №25. С. 37-40. URL https://moluch.ru/archive/129/35707/ (дата обращения: 05.04.2020).

В статье рассмотрены кессонные перекрытия, технология их возведения и принцип работы. Проведен анализ монолитного и сборно-монолитного способов устройства кессонного перекрытия. Сделано сравнение кессонных перекрытий, сооруженных этими способами со сплошной монолитной плитной. Возведение кессонных перекрытий имеет ряд серьезных достоинств с экономической и технологической точек зрения.

Ключевые слова: кессонные перекрытия, ребристые плиты, гражданское строительство, промышленное строительство, конструкции перекрытий, безбалочные перекрытия

Поиск оптимальных типов конструкции является одной из мотиваций развития науки в строительстве, которые бы экономили время и деньги, а так же не уступали по прочностным характеристикам своим аналогам.

Одной из самых важных проблем строительной отрасли является уменьшение расходных материалов и массы возводимых частей здания, это возможно за счет:

– применения новых эффективных конструкций;

– использования преднапряженных элементов здания;

– интенсивного внедрения легких бетонов .

В нашей стране в строительстве гражданских и промышленных зданий только начинается внедрение монолитных конструкций эффективных конструктивных форм, внедрение которых, бесспорно, снизит себестоимость при возведении и реконструкции строительных объектов. Это напрямую зависит от мало проработанности методик проектирования подобных конструкций в отечественной отрасли строительства.

Во многих европейских странах в промышленном строительстве, для снижения массы перекрытий возводимых из тяжелого монолитного бетона применяют перекрытия эффективных форм.

Однопролетные плиты из железобетона, имеющие сплошное сечение наиболее экономичны при длине пролета до 4,5 м. Пролет возможно увеличить за счет опирания плиты по контуру. В таком случае появляется возможность перекрывать большие площади. Для уменьшения затрат бетона при возведении перекрытий, а следовательно и сокращение нагрузок на несущие конструкции и фундаменты, целесообразно использовать монолитные ребристые перекрытия .

Кессонное перекрытие (рис. 1) является разновидностью ребристого перекрытия, его иначе называют часторебристым, частобалочным или вафельным железобетонным перекрытием.

Рис. 1. Кессонное перекрытие

Кессонное перекрытие представляет собой ребристую конструкцию с взаимно перпендикулярно расположенными армированными ребрами в нижней зоне. Применение монолитного ребристого перекрытия, по сравнению с весом плоских плит или монолитным перекрытием по профилированному листу, приводит к уменьшению расхода бетона на возведение перекрытия и нагрузок на вертикальные несущие стены, фундаменты здания. Следовательно происходит сокращение затрат на его возведение. Происходит уменьшение собственного веса перекрытия — от 40 % до 60 %, в то же время жесткость конструкции самой плиты перекрытия повышается, что позволяет устраивать большие пролеты без устройства промежуточных опор. Полученная толщина такого перекрытия значительно меньше плоского.

Кессонное перекрытие состоит из плит, опертых по контуру на систему взаимно перпендикулярных балок. Плиты жестко сопрягаются с балками, и шарнирно при опирании на стены. Оптимальное соотношение сторон для помещений с кессонными перекрытиями находится в пределах 1…1,5. Балки могут располагаться как перпендикулярно, так и под углом 45° (более редкий вариант) к сторонам перекрываемого помещения. Нормированная высота балок в обоих направлений должна быть одинаковой и составлять не менее 1/20 пролета. Толщина плит кессонного перекрытия составляет 6…7 см, толщина ребер меняется от 10 до 20 см .

Для устройства кессонного монолитного перекрытия используется модульная система опалубок, состоящих из телескопических стоек, обрешетки, располагаемой с учетом размеров кессоннообразователей. Самый распространенный вид кессонных опалубок — самонесущая опалубочная система типа «Skydome» (рис. 2). Все элементы опалубки заводского изготовления, система не нуждается в арматуре или специальных защитных приспособлениях. Кессоннообразователи раскладывают по обрешетке, они имеют не высокую адгезию по отношению к бетону и легко удаляются после набора бетоном необходимой прочности .

Рис. 2. Кессонная опалубка типа «Skydome»

Историческая справка

Вам будет интересно:Гипсобетонные перегородки: технические характеристики, состав, применение

Перила для лестниц из искусственного акрилового камня

Кессонные перекрытия (фото представлены в обзоре) получили распространение в архитектуре Древнего Рима и Греции. Между пересечениями балок устанавливались настилки. Они украшались живописью или скульптурными элементами.

Раньше перекрытия представленного типа сооружали из древесины. Такие конструкции применяли также и в других странах, например в Древнем Египте. Потолки этого типа находили на фресках и древних мозаиках.

Кессонное монолитное перекрытие из железобетона стало настоящим прорывом в области архитектуры и строительства. Этот материал применяется в России с 1861 года. Чаще всего из него строили перекрытия и колонны.

Первое здание с кессонными перекрытиями из железобетона было построено в 1934 году. Это было здание Центрсоюза (архитектор Ле Корбюзье). Ребра у этого перекрытия были направлены вверх. Конструкция была выполнена по монолитной технологии.

Гораздо чаще представленную технологию применяют при строительстве в зарубежных странах

Так, например, подобные здания давно успели завоевать внимание строителей Испании, Германии, Англии, Италии и т. д

Чаще всего подобные конструкции применялись и ныне используются при возведении административных зданий.

Монтаж кессонного потолка

Если вы творческий человек и трудоголик, то создать кессонный потолок можно и своими руками. Единственное, что понадобится – это время для подготовки, инструменты, материал и наглядные подробные инструкции.

Прежде чем приступить к оформлению потолка, надо подумать, какую же функцию он будет выполнять: полезную или декоративную? Нецелесообразно «утяжелять» потолки в слишком маленьких помещениях, для них подойдёт совершенно другие покрытия.

Если же позволяет пространство, то тут можно создать кессонный потолок, исходя из желания и возможностей. Выполненный собственноручно принесёт не только удовольствие в процессе работы, но и станет настоящей гордостью любого хозяина.

Для начала рисуют эскиз будущего кессонного потолка, учитывая интерьер и высоту самого помещения. Определяются с композицией, не забывают о коммуникациях (возможно, их надо будет скрыть). Места расположения кассет начинают от центра комнаты. Определяются с цветом и с примерным материалом для работы.

Когда придёт время покупки, чертёж берут с собой. Консультант в магазине обязательно вам подскажет подходящий вариант материала (модулей). Их потом клеят на потолок, под ними размещают светлые обои или натуральный шпон. Отмеряют шаг для каждого модуля от 80 до 100 см для потолков до 3 метров. Для потолков от 3 метров шаг применяют от 100 см и больше.

Не надо забывать, что кессонный потолок эффективен тогда, когда помещение имеет большие размеры. В маленьких же он просто будет действовать подавляюще, но здесь можно пойти на хитрость: использовать кессоны не тёмных классических тонов, а светлых.

Чёрные балки в паре с тёмной мебелью способны создать гнетущую атмосферу. В помещениях с низким потолком, балки размещают в проёмах окон и дверей. Грамотное чередование светлых и тёмных тонов поможет визуально «раздвинуть» пространство.

Для надёжного соединения материала с потолком проводят двойную грунтовку, дают хорошо просохнуть. Под кессонные ниши обычно клеят однотонные потолочные обои, то есть не структурированные. Перед тем, как выполнить непосредственный монтаж кессонного потолка, делают метки (желательно от центра).

Главные компоненты потолка – опорные (продольные) балки крепят с помощью гвоздей в запланированном прядке, придерживаясь выбранной композиции. Поперечные элементы замеряют и подгоняют под каждую нишу индивидуально.

Закрепляют с помощью гвоздей или столярного клея. Работа кропотливая и монотонная, но при выполнении всех точных инструкций, потолок получится идеальным.

Для того чтобы спрятать мелкие щели и зазоры используют декоративные профильные рейки. Когда на потолке уже готова конструкционная решётка, её можно покрасить в любой цвет, либо оставить так для следующего монтажа.

Готовые модули крепят с помощью клея (монтажного) от проверенного и надёжного производителя. Он не должен повреждать и пачкать основу из обоев.

Первую пробную секцию крепят по центру, затем внимательно осматривают потолок, для того чтобы сориентироваться. Места соединения балки и плиты закрепляют с помощью скоб или специальных шипов, затем их закрывают потолочными рейками. К примеру, для изделий из бумаги/картона используют клей, для гипсовых – саморезы.

Если внимательно рассмотреть фото кессонного потолка в парадных помещениях, концертных или холлах, то он преимущественно выполнен из дорого дерева или лепки, покрытой позолотой.

Для обычных жилых комнат используют древесные производные: прессованные плиты с примесями из дерева, стружки и ПВХ. Для работы пригодится столярный и покрасочный клей, пилка, гвозди разного калибра, рулетка, линейка, острый нож, ножницы, кисточки или валики.

Конструкционные особенности ребристого монолитного перекрытия

Давайте разберемся, что из себя представляет данный вид конструкции и каковы перспективы его применения в частном строительстве.

Ребристые монолитные перекрытия состоят из балок, которые могут идти в одном или двух направлениях, и плиты, соединенной с балками в единую конструкцию (т.е. работают балки совместно с опирающейся на них плитой). Применяются такие конструкции при строительстве зданий с большими пролетами (промышленных зданий, торговых центров, метрополитена, водоохранных, хозяйственных сооружений и т.д.).

Применение взамен плоской ж/б плиты обусловлено уменьшением расхода бетона при возведении перекрытия и, как следствие, снижением нагрузки на несущие стены и фундамент. Снижение нагрузки на несущие конструкции здания позволяет архитекторам создавать более интересные по своему дизайну сооружения.

Не второстепенным фактором является и уменьшение затрат на заливку бетона и армирование. Для создания ребристых перекрытий используют бетон класса В15-В25 и арматуру следующих классов: А240, А300, А400, В500. Выбор класса зависит от реализации конкретной конструктивной задачи.

Изготовление данного вида межэтажных плит ничем не отличается от других железобетонных конструкций, за исключением принципа использования специальной съёмной опалубки. Принципиальную схему и внешний вид конструкции вы можете видеть на рисунке. Именно за счет формы опалубки создаются в итоге «ребра».

Межэтажные перекрытия по деревянным балкам — экологичность совмещённая с экономией.

С общими понятиями мы разобрались. Теперь поговорим о применимости ребристых монолитных перекрытий при строительстве коттеджей и загородных домов для постоянного проживания. В сети существует достаточно большое количество информации о создании подобных конструкций своими руками

Такое внимание к наличию «ребер» в межэтажном ж/б перекрытии определяется, прежде всего, желанием сэкономить на его строительстве. Однако при этом стоит учитывать следующие моменты:

• Необходим грамотный расчет конструкции;
• Строительные компании предлагают в прокат съёмную опалубку и стойки, необходимые для изготовления ребристых плит, однако заказ в аренду такой опалубки обойдется гораздо дороже, чем для классической монолитной плоской плиты, что может в итоге нивелировать экономию на бетоне;
• Создание опалубки своими руками (например, из досок или плит ОСБ) довольно длительный и трудоемкий процесс, т.е. вам придется учитывать и высокую трудоемкость работы;
• Кроме того внешний вид потолка с балками впишется не во всякий интерьер. Возможно, его придется впоследствии зашивать гипсокартоном или другими материалами.

Правильно уложенные железобетонные балки перекрытия сделают конструкцию надежной.

Дефекты, причины и их устранение

Возможно, обычный человек сразу и не заметит, но строитель увидит первые признаки разрушения в виде трещин:

• поперечных:
• диагональных;
• продольных.

Не защищена от ржавчины стальная арматура на свободном от бетона участке.

Появление трещин снижает несущую способность плит. Образование разрывов на поверхности происходит по причине:

• затвердения бетона, этот недостаток у строителей называется усадочным;
• деформации плиты, которое может привести к обрушению;
• нарушений технологии при заливке раствора, когда формировалась опалубка.

При обнаружении дефекта нужно срочно приступить к устранению:

• усилить испорченную плиту временными подпорками, которые должны заменить постоянные пилястры;
• высверлить поверженный участок, заменить новым арматуру, забетонировать и уплотнить отверстие.

При ремонте нужно соблюдать технику безопасности.

Разновидности

Если рассматривать кессонное перекрытие как вид ребристой конструкции с армированными выступами, которые перпендикулярны между собой, это является технологической особенностью строительства.

Здесь высота выступающих элементов устанавливается двумя участками:

• посередине ребра, куда приходится наибольшая нагрузка;
• по месту, примыкающему с вертикальной опорой.

Высоту на сплошном монолитном участке регулирует поперечная сила. Расчет кессонных перекрытий осуществляют, учитывая нагрузки постоянные, кратковременные, длительные и, их производные сочетания.

На основании технической особенности производства кессонных перекрытий, технологию изготовления разделяют на следующие виды.

Сборно-монолитное

Основой обустройства служит пустотелый блок разный по размерам. После укладки получаются геометрические фигуры закрытого типа, которые остаются в бетоне в виде несъемной опалубки. В местах соединения деталей с колонной, конструкция выглядит как сплошная плита. Бетонные блоки над опорной зоной усиливают арматурной сеткой или стержнем.

Монолитное

Здесь равномерно распределяют бетонный раствор. Отсутствие на ребристой структуре бетона делает сооружение легким. В ходе работ бетонируют только арматуру с ребрами, растянутые зоны сечения остаются без смеси.

В результате экономят на стройматериалах, увеличивают перекрываемые пролеты. Опалубку для кессонного перекрытия делают из телескопических стоек, металлической обрешетки или пластиковых кессонообразователей.

Пластиковая форма имеет незначительную адгезию к бетону, которую можно с легкостью удалить после затвердения раствора. Малая по весу конструкция не требует использования грузоподъемного механизма.

Опалубку просто и точно фиксировать к обрешетке, после чего образуется структура каналов для ребер с пустотелыми инвентарными кассетами. Сверху размещают арматурную сетку и заливают бетоном. В результате получают железобетонное кессонное сооружение, где высоту выступам передается от пластиковых форм. В местах опирания монтаж проходит на сплошной железобетонной монолитной плите.