Кесонне перекриття: опис і застосування

Існує кілька різновидів перекриттів, які застосовують в ході будівництва будівель і споруд. Вони мають певні переваги і недоліки. Одним з ефектних різновидів є кесонне перекриття. Воно застосовується рідше, ніж монолітні плити. Але при цьому у нього є маса достоїнств. Що собою являє перекриття кесонного типу, буде розглянуто далі.

Загальний опис

Багато людей не знають, яке перекриття називається кесонним. Це не найпоширеніша різновид стель. Сьогодні зустріти проект будівлі з таким перекриттям важко. Саме це і приваблює багатьох будівельників. Інтер`єр при використанні цієї технології виходить оригінальним.

Будь-яке перекриття є важливим елементом будови. Воно відповідає за безпеку і надійність конструкції, тому має відповідати встановленим вимогам. Кесонне перекриття відомо людству вже давно. Ще в Стародавньому Римі застосовувалася подібна технологія в будівництві. З тих часів стеля представленої різновиди зарекомендував себе з позитивного боку.

У нашій країні подібні перекриття поки застосовують рідко, але в будівлях інших країн вони активно застосовуються. Воно складається з балок, які спрямовані один до одного під кутом (не обов`язково прямим). Такий підхід дозволяє створити полегшену конструкцію. Вона має оригінальний зовнішній вигляд і може застосовуватися при облаштуванні різних будівель.

Змонтувати перекриття кесонного типу можна своїми руками. Сьогодні для цього у продажу представлено безліч спеціальних пристосувань і елементів конструкції. Це значно полегшує роботу майстра. Можна придбати все необхідне в будівельному магазині і виконати монтаж своїми руками.

Історична довідка

Кесонні перекриття (фото представлені в огляді) набули поширення в архітектурі Стародавнього Риму і Греції. Між перетинами балок встановлювалися настилки. Вони прикрашалися живописом або скульптурними елементами.

Раніше перекриття представленого типу споруджували з деревини. Такі конструкції застосовували також і в інших країнах, наприклад в Стародавньому Єгипті. Стелі цього типу знаходили на фресках і стародавніх мозаїках.

Кесонне монолітне перекриття із залізобетону стало справжнім проривом в області архітектури та будівництва. Цей матеріал застосовується в Росії з 1861 року. Найчастіше з нього будували перекриття і колони.

Перша будівля з кесонними перекриттями із залізобетону було побудовано в 1934 році. Це була будівля Центрсоюза (архітектор Ле Корбюзьє). Ребра у цього перекриття були спрямовані вгору. Конструкція була виконана за монолітною технологією.

Набагато частіше представлену технологію застосовують при будівництві в зарубіжних країнах. Так, наприклад, подібні будівлі давно встигли завоювати увагу будівельників Іспанії, Німеччини, Англії, Італії і т. д. Найчастіше подібні конструкції застосовувалися і нині використовуються при зведенні адміністративних будівель.

Основні особливості

Кесонне монолітне перекриття створюється з панелей, які монтують на кутові несучі колони. Подібні плити мають вигляд пересічних під прямим кутом ребер або балок. За допомогою тонкого шару бетону вони об`єднуються в єдину систему. Так виходить стельове перекриття, що нагадує своїм зовнішнім виглядом вафлю.

Найчастіше плита має квадратну форму, але може володіти і інший конфігурацією, наприклад, куполоподібної.

Варто відзначити, що звичайні монолітні перекриття припускають кріплення плит через балки. Це несучі частини конструкції. Кесонні різновиди перекриттів мають спеціальні ребра. Вони приймають на себе функцію балок. Ребра в кесонної конструкції мають крок не більше 1,5 м. Вони формують структуру у вигляді сітки. Це дозволяє перерозподілити навантаження. Конструкція через це стає міцніше. Це дозволяє зменшити товщину шару монолітних плит до 5-8 см.

Щоб забезпечити більшу надійність, проводиться армування кесонних перекриттів. Плити мають товщину 25-45 см. Висота ребер, які виступають над основою, досягає 20-40 см. При цьому повинна зберігатися встановлена будівельними нормами і правилами пропорція. Висота ребра не повинна бути менше, ніж 1/20 від довжини прольоту. Розміри кесонного перекриття можуть бути різними. Найбільші з них досягають габаритів 35х35 м.

Плити можуть спиратися на несучі колони або стіни. У першому варіанті потрібно 4 опори. Колони будуть утримувати конструкцію в кутах.

Перевага

У перекриттів представленого типу є безліч переваг. Це забезпечує зростаючу популярність представленого типу будівельних об`єктів. У кесонних перекриттях основу складають ребра. Завдяки їх наявності виходить знизити витрату цементу в 2 рази, а арматури - в 3 рази, в порівнянні зі звичайним залізобетонним перекриттям аналогічної міцності.

Така особливість дозволяє розширити можливості при проектуванні товщини стелі. Також його форма може бути вельми оригінальною. Конфігурація може бути практично будь-який. Можна створити навіть купол або арочну конструкцію.

Нині відпрацьована і застосовується технологія з відстанню між опорами для плити від 10 до 34 м. На стіни або колони при цьому діє менше навантаження. Це пояснюється зниженням ваги перекриття. Це, в свою чергу, призводить до скорочення сумарних навантажень, які діють на фундамент.

Ще однією позитивною якістю є факт, що кесонна плита перекриття стійка до коливань, викликаних землетрусом. У районах підвищеної сейсмічної небезпеки дозволено їх застосування при наявності прольоту більше 6 м.

Ребристі різновиди конструкцій відрізняються більшою в 2-3 рази несучою здатністю. Товщина при цьому може бути в 2 рази меншою, ніж при облаштуванні звичайних гладких перекриттів. Несучих елементів потрібно змонтувати менше, що прискорює процес будівництва. Матеріаломісткість будівництва також знижується. Витрати на будівництво помітно знижуються. У деяких випадках цей показник досягає 3 разів.

Галузь застосування

Кесонне перекриття застосовується в різних видах будівництва. Найчастіше цей тип конструкцій застосовують в навантажених інженерних спорудах. Також найчастіше їх встановлюють в будівлях з великою кількістю людей. Це можуть бути торгові, розважальні або спортивні комплекси, кінотеатри або театри, навчальні заклади і т. д.

Варто відзначити, що у великих містах нашої країни великі виробництва переносять за межею міста. Від них залишаються великі будівлі, які часом навіть недоцільно, з економічної точки зору, зносити. Тому подібні об`єкти переобладнують, перетворюючи їх в багатофункціональні центри. Тут створюються додаткові перекриття. Найчастіше їх роблять саме за кесонною технологією.

Якщо ж потрібно обладнати виробничий корпус мостовими кранами, потрібно також застосовувати додаткові перекриття. Висота таких комплексів може перевищувати 10 м. Щоб забезпечити його функціонування належним чином, створюють кесонні різновиди перекриттів. Вони оптимальні в подібних умовах у всіх відносинах.

Область застосування представлених конструкцій не обмежується промисловим будівництвом. У приватних будинках також може застосовуватися представлена технологія. Це дозволяє скоротити витрати, а також зробити оригінальний стелю.

Різновид

Кесонне перекриття по технології виготовлення буває двох видів. Це монолітні і збірно-монолітні різновиди конструкцій. Вони мають характерні відмінності.

Так, збірно-монолітні перекриття складаються з пустотілих блоків збірного типу. Їх розміри складають 20х20х60 см і 30х30х80 см. Вони знаходяться в перетинах розтягнутого типу, в стислих ділянках монолітної плити. Блоки в цьому випадку монтують у вигляді закритої з усіх боків фігури. Кесонна опалубка перекриттів в цьому випадку незнімна, складається з балок, які залишаються в тілі бетону. Товщина монолітного шару бетону над балками повинна становити 5-6 см. У місцях, де конструкція з`єднується з опорами, плита суцільна, т. до. на неї в цих місцях діють розтягуючі навантаження. Блок і зверху армують.

Монолітні різновиди перекриттів представленого типу відрізняються оптимальним показником розподілу цементу. Між ребрами відсутній зайвий матеріал. Це значно знижує вагу конструкції. Вона має ребристу структуру. У розтягнутих зонах перетину суміш не укладають. Тут проводиться бетонування тільки ребер. У них проходить арматура, яка збільшує міцність при розтягуванні. Цей різновид стель дозволяє значно заощадити на матеріалах. Перекриваються прольоти при цьому можуть бути збільшені.

Обладнання

Перш ніж приступити до будівельних робіт, потрібно виконати розрахунок кесонного перекриття. Його створюють відповідно до ППР за робочими кресленнями. Для виконання робіт потрібно підготувати необхідне обладнання та матеріали. Кількість цементу і арматури залежить від площі приміщення. Для правильного розрахунку застосовують підготовлені креслення.

В ході роботи буде потрібно болгарка, електродриль, а також насадка у вигляді будівельного міксера. Цементний розчин можна закупити готовим або виготовити самостійно за допомогою бетономішалки. Перший варіант простіше, тому краще. Але самостійно виготовити суміш буде дешевше.

Потрібно підготувати набір гайкових ключів, шуруповерт і викрутки. Також стане в нагоді стамеска і кельму. При роботі будівельники застосовують шпатель, плоскогубці і ножівку (в тому числі і по металу). Замір проводиться за допомогою рулетки і олівця. Також потрібні будуть схил і будівельний рівень. Підготувавши все необхідне, можна приступати до роботи. Вона виконується за спеціальною технологією.

Підготовка опалубки

Будівельники рекомендують виготовляти прямо на місці кесонні перекриття своїми руками. Опалубка повинна бути спеціальною, знімного типу. Всього для цього підходить 3 їх різновиди:

1. Стандартна система типу Skydome. У неї входять пластикові елементи, які дозволяють легко зняти опалубку після затвердіння бетону. Її поверхні відштовхують розчин, тому він не прилипає до поверхонь форми. Такі опалубки багаторазові. У них входять також рейки і стійки для здійснення монтажу.
2. Комбіновані опалубки. Для цього виготовляють тимчасовий настил з фанери. На нього згодом встановлюють елементи звичайної опалубки.
3. Форма виготовляється з дерев`яного настилу, а також саморобної опалубки з фанери. Це найчастіше одноразова конструкція. Вона може бути виготовлена навіть з картону, покритого шаром поліетилену.

Заливка бетону

Бетон заливають в підготовлені форми в два етапи. Арматуру потрібно монтувати так, щоб вона правильно розташовувалася всередині опалубки. Її фіксація повинна бути міцною, щоб при заливці вона не змістилася.

Далі встановлюють спеціальні фіксатори. Армування також потрібно змонтувати в два заходи. Спочатку її укладають в ребрах. Верхню арматуру поки не укладають. При цьому застосовують Хомути. Коли перша партія бетону буде залита (це дозволяє сформувати ребра) , можна змонтувати наступний каркас з металевої арматури. Він має нижні і верхні поздовжні елементи, які фіксують хомутами.

Перекриття повинно бути досить міцним. Наповнювач в бетонній суміші повинен бути дрібнозернистим або звичайним. Клас міцності повинен бути не нижче В15. Можна застосовувати пористі бетони з класом міцності В12, 5. Показник водоцементного співвідношення повинно мати Індекс 0,5. Заливка проводиться за стандартною методикою.

За допомогою вібратора голчастого типу проводиться ущільнення маси в опалубці. Інструмент потрібно вводити в бетон вертикально або під незначним нахилом.

Дерев`яна стеля

Багато сучасні дизайнери сьогодні беруть на озброєння представлену методику. В результаті створюється стеля з ребер, що перетинаються між собою. Вони створюють сітку на стелі. Тонкий шар об`єднує всі елементи конструкції воєдино. Для такого стелі несучі якості другорядні. Він повинен бути легким і естетичним.

Стеля представленого типу має три основні елементи конструкції. Це ребра (балки), які забезпечують жорсткість, підстава і декоративні елементи. В якості останніх активно застосовують бордюри, карнизи, візерунки і т. д.

Кесонні стелі можуть бути виконані не тільки з дерева, але і з пластика. Підстава найчастіше роблять з ДСП, листів поліуретану, гіпсокартону або фанери. Ефектно виглядають декоративні елементи, відлиті з гіпсу. В осередках добре виглядають точкові світильники. Ребра можуть мати різну конфігурацію. Це забезпечує різні ефекти розсіювання світлового потоку. Така конструкція виглядає цікаво в різних стилях інтер`єру.