Что такое кессонное перекрытие: какие виды бывают, особенности монтажа

Кессон в переводе с французского означает «ящик». А в строительстве так называются расчлененные на элементы потолки или внутренние поверхности, сформированные с углублениями вокруг перекрестных балок.

Ребристая форма монолитных конструкций позволяет экономить на бетоне, снижает нагрузку на несущие конструкции, уменьшает расходы строительства.

Что означает понятие?

В любом здании в момент возведения кесонного перекрытия проемы между стенами перекрывают плитами из разных материалов и форм. При применении кессонного бетонного перекрытия используют железобетонные ребристые конструкции, выполненные по особой технологии.

Если рассматривать фрагмент с нижним сечением можно увидеть армированное ребро с растянутой арматурой, где отсутствует бетон. При этом расположение ребер может быть перпендикулярным между собой, иногда под углом, на расстоянии примерно до 150 см. На эти выступы укладывают плиты.

Подобное перекрытие может быть монолитным или сборным, на балках главных и вспомогательных, одинаковых по высоте. После монтажа потолок будет с квадратными, прямоугольными выемками или в виде ромбов, но все эти углубления напоминают своеобразные ящики, отчего французские строители и назвали технику перекрытия кессонным.

Но зародился этот архитектурный замысел с древних времен. Такое обустройство замечено на фресках и мозаиках древнего Египта, Греции, Рима.

На фото видно, как поперечные и продольные балки перекрывает сплошной настил, а свободное пространство заполнено различными украшениями в виде рисунков, лепнин или скульптурных орнаментов.

С кессонными перекрытиями экономически выгодно строить массивные здания, нагруженные инженерными сооружениями, где планируется перемещение большого людского потока. К примеру:

• развлекательный или строительный комплекс;
• кинотеатр, театр;
• образовательное учреждение;
• торговый центр.

В мегаполисах почти не осталось в черте города больших производственных предприятий, их переместили за пределы крупных населенных пунктов. Но здания никуда не делись, их перестраивают и часто используют для перекрытий кессонную технологию. Целесообразно применять подобный способ перекрытия, если в строительстве используют сложную крупногабаритную технику в виде мостовых кранов.

Когда нужно проводить монтаж с дополнительными элементами на высотных комплексах, кессонная технология позволяет обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию сооружения с оптимальным функционалом.

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.

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.

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.

Требования к плитам

Нормативная документация на стадии проектирования любых перекрытий, включая кессонные, выставляет перед строителями и производителями ряд требований к сооружению:

• устойчивость;
• безопасность эксплуатации;
• надежность;
• способность выдержать нагрузки.

Производство железобетонных изделий основано на своде правил и норм:

• СП 387.1325800.2018 – проектирование ЖБ конструкций, покрытий и перекрытий;
• СП 385.1325800 2018 – основные положения по защите зданий от разрушений;
• СП 351.1325800 2017 – изготовление ЖБ изделий из легкого бетона;
• СП 311.1325800.2017 – производство ЖБ из высокопрочного бетона;
• СП 63. 13330.2012 – основные положения для бетонных и ЖБ сооружений;
• СП 20.13330.2016 – условия по нагрузкам и их воздействию;
• СП 52-101-2203 – бетонные и ЖБ конструкции без предварительного напряжения арматуры;
• ГОСТ 26633-2015 – ТУ к бетонам;
• ГОСТ 12767-94 – общее ТУ к ЖБ плитам перекрытий для крупнопанельных сооружений;
• ГОСТ 27751-2014 –основные требования к надежности строительных объектов, в части № 6 говорится об нагрузках и типах влияния сил на поверхности здания и сооружения.

Вне зависимости от типа каркаса монолитного или сборного, кессонную перегородку формируют с помощью опалубки, работы ведут согласно чертежей в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 12-03-2001 (ч.1, 2).

Характеристики и параметры

Обеспечивают надежность кессона армирование и соблюдение технических параметров плиты, которая имеет толщину 25-45 см. Ребра возвышаются над поверхностью на 20-40 см., при абсолютной пропорциональности в соответствии с установленными строительными нормами.

Высоту выступающих краев сооружают не меньше 1/20 к длине пролета. Кессонные перекрытия не имеют особых ограничений в размерах, выпускают даже 35 х 35 метров. Опирание панелей осуществляется на стены или колонны, в этом случае должно быть не меньше 4 опорных точек. Модульную skydome опалубку применяют для расширения пролетов, чтобы снизить толщину перекрытия. Для обеспечения качества необходимо возводить конструкции в соответствии с техническими свойствами.

Детали	Марка	Способ укладки
Skydome	Н350; Н400	На пролетах от 8 до 16(м.)
Балки	Т120;160;200	На опоры, их создают по маркировке, монолитные бывают шириной 120, 160, 200 (мм.)
	TF120, 160, 200	На фанеру, при формировании монолитных балок используют ширину 120, 160, 200 (мм.)
Универсальные вилки	C120, 160, 200	На деревянные опоры, чтобы надежно зафиксировать пластиковую балку «T»
	CF120, 160, 200	На основание фанерное или деревянное, чтобы укрепить пластик «Т»

Опалубка должна соответствовать техническим характеристикам:

Наименование	Параметры
Толщина по максимуму (см.)	70
Монтажная высота (м.)	1.5-20
Нагрузка на стойки (т.)	2.7
Диаметры стоек(мм.)	57/2
Высота стойки (см.)	100, 140, 150-440
Длина пространства между фланцами (см.)	50/100
Размер ригелей по длине (см.)	50-200
Рабочие температуры	-400 C; +400C

Объемная опалубка позволяет проводить работы на 20 метровой высоте, используя перекрытия до 2 м. толщиной и 5 т. массой.

Особенности монтажа

В качестве подготовительного этапа вначале формируют монолитный каркас с помощью опалубки, затем переходят к арматуре.

Формы могут быть специальные или съемные:

• по типу Skydome легко снимается, состоит из пластиковых элементов, к ним не прилипает бетон, а отталкивается, поэтому изделие применяется несколько раз;
• комбинированные используют для временных фанерных настилов, на которые ставят обычную опалубку;
• самодельные, деревянные и фанерные для одноразового применения.

В любом случае изготовление форм нужно доверить специалистам, если нет такой возможности выполняют самостоятельно. Выбрав приемлемый для постройки вариант, приступают к армированию:

• объемными каркасами;
• сетками;
• отдельными стержнями.

Для продольного армирования используют периодическую арматуру, и гладкую при поперечном усилении. Нужно правильно разместить металлические детали внутри каркаса, хорошо укрепить, чтобы избежать смещений. Заливка бетона происходит в 2 этапа, вначале первый слой, он сформирует форму ребра. Затем покрывают остаток арматуры с верхними и нижними продольными элементами, прикрепленными хомутами.

Монтажные работы, сборку, фиксацию палуб и опалубочных панелей выполняют, чтобы стыки были подогнаны максимально герметично. Это поможет сохранить бетон от утечек через щели. После тщательной проверки, расположения опалубочных форм, соответствия размеров с проектом, приступают к бетонированию.

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.

Плюсы и минусы конструкции

Основные положительные факторы при возведении кессонного перекрытия:

• 

  быстрый монтаж без дополнительных усилений, установки колонн для поддержки;

• сокращен конструктив по толщине, что уменьшает нагрузки;
• экономия стройматериалов;
• увеличено свободное пространство с длиной пролетов;
• повышается уровень несущей способности.

К недостаткам можно отнести необходимость:

• сооружения объемной опалубки;
• создания схемы сборки;
• работы на высоте, где предстоит строить рабочую поверхность.

Заливка бетона стандартная, но установка опалубки происходит по сложной схеме с расчетом всех нагрузок и интервалов, которые требуют предельной точности.

Средняя цена

В связи с экономической нестабильностью в стране, стоимость стройматериалов периодически корректируется. Поэтому нужно уточнять у производителя или продавца, цены на определенную дату.

Если сборно-монолитное перекрытие кессонного типа еще можно собрать из различных материалов, то используя монолитную технологию стоимость формируется из:

1. расходов на опалубку;
2. бетон;
3. арматуру;
4. трудозатраты.

В продаже появилась лепнина из категории кессонов по цене от 500 рублей за штуку, но это не перекрытия, а только потолочная панель.

В России можно купить сборно-монолитное перекрытие из продольных ЖБ балок и газобетонных блоков, которые при монтаже заливают бетоном по 1350 руб. за м2. Цены в зависимости от наполнителя варьируются от 1420 до 1860 руб.

Строители отзываются на форумах, что при сложении всех затрат на кессонное бетонное перекрытие расходы равны обычным сборным монолитным плитам. Проверить подобный факт можно только на практике, составив смету на сооружение.

Заключение

Каким бы ни было типа перекрытие, изделие должно отвечать основному требованию – прочности.

При заливке опалубки для кессонных форм, в качестве наполнителя лучше применять мелкозернистый или обычный бетона, чтобы класс прочности соответствовал В 15. Уплотнять массу рекомендуется игольчатым вибратором.