Кессонное перекрытие: виды, особенности сооружения

Время на чтение:
4 минуты

3797

Кессон в строительстве представляет собой элемент членения потолков или внутренних поверхностей с формированием углублений, которые получаются между перекрестными балками. Применение монолитной конструкции с ребристой формой уменьшает использование бетона на сооружение перекрытия и нагрузку на вертикальные несущие стены, что сокращает расходы на возведение здания. Кессонные перекрытия состоят из монолитных или сборных плит.

Содержание

• 1 Разновидности перекрытия кессонного типа
• 2 Особенности сооружения монолитных кессонных перекрытий
• 3 Достоинства
• 4 Области применения

Разновидности перекрытия кессонного типа

Кессонное перекрытие — ребристая конструкция с армированными ребрами, перпендикулярно расположенными между собой. Поперечное сечение ребер определяют на основании технологических особенностей возведения перекрытий. Высота ребра определяется по двум участкам. Первый определяется в середине самого нагруженного ребра. Второй участок — место, где ребра примыкают к вертикальной опоре. На этом участке высота сплошного монолитного участка устанавливается поперечной силой.

Формула расчета кессонного перекрытия определяется исходя из нагрузок (постоянной, кратковременной или длительной) и их расчетных сочетаний.

По технологии изготовления кессонное перекрытие подразделяется на:

• Сборно монолитные кессонные перекрытия, основу которого составляют сборные пустотелые блоки разного размера. Их монтаж осуществляется в виде закрытой геометрической фигуры. Остаются в теле бетона (служат несъемной опалубкой). В месте сопряжения с колоннами конструктив представлен в виде сплошной плиты. Над блоками проводится усиление конструкции арматурными сетками, а в надопорных зонах бетонные блоки покрываются арматурными стержнями.
• Монолитные кессонные перекрытия из железобетона. Для них характерно оптимальное распределение смеси из бетона.
  Ребристая структура формируется из-за отсутствия лишней бетонной смеси, что существенно делает конструктив легче. Однопролетные железобетонные плиты при наличии сплошного сечения наиболее выгодны при длине пролета до 4,5 метров. В результате происходит экономия материалов, а количество перекрываемых пролетов увеличивается. Опалубка состоит из таких элементов, как металлическая обрешетка, телескопические стойки, пластиковые кессоннообразователи и инвентарные формы.

Пластиковые формы закрепляются с высокой точностью, структуру каналов под ребра формируют инвентарные кассеты пустотообразователей. Над формами располагают арматурные сетки, затем вся поверхность заливается смесью бетона.

Результат — образование кессонной монолитной конструкции из железобетона.

Особенности сооружения монолитных кессонных перекрытий

Конструкция состоит из монолитных каркасов, формируемых при помощи опалубки. Работа ведется строго по рабочим чертежам и согласно строительным правилам и нормам. Особое внимание уделяют установке опалубке и арматурной работе.

Опалубка применяется таких типов, как:

• Система опалубков SKYDOME (полностью самонесущая). Предназначена для многократного использования. Для нее характерен простой демонтаж, минимальное количество пиломатериалов, а также объемных инвентарных элементов. Единственный минус — высокая стоимость.
• Опалубки комбинированного типа. Инвентарные элементы размещаются на фанеру или сплошной дощатый настил. По сравнению с первым вариантом разборка занимает больше времени.
• Фанерная опалубка. Процесс изготовления вкладышей и настила происходит непосредственно на строительной площадке. Такой тип больше подходит для дома с небольшой площадью.

Армирование выполняется за счет объемных каркасов, сеток и отдельных стержней. Продольное армирование подразумевает применение периодической арматуры, поперечное — гладкой. Расположение арматуры в зоне 2 взаимно перпендикулярных плоскостях дает возможность проводить работы по монтажу каркасов в две очереди.

Достоинства

Основные плюсы монолитной кессонной конструкции:

• Нет необходимости усиливать фундамент и устанавливать дополнительные колонны, что значительно уменьшает сроки возведения.
• Сокращается общая толщина конструктива, что снижает нагрузку на конструкцию.
• Экономия на расходуемом материале.
• Увеличение свободного пространства и длины пролетов.
• Увеличивается несущая способность.

Области применения

Конструкция используется в зданиях с большой проходимостью потока людей, а также при перекрытиях в нагруженных инженерных сооружениях. Также кессонный способ актуален при переоборудовании больших объемных зданий в многофункциональные центры.

Несмотря на все свои достоинства кессонное перекрытие более популярно в европейских странах, чем в России и в частности в Москве.

Кессонные перекрытия

Кессон, в переводе с французского языка (caisson), означает ящик. Первоначально такие конструкции использовались для сооружения фундаментов мостовых опор в руслах водоёмов. Железобетонная или металлическая конструкция, снабжённая по всему периметру низа стальными ножами, устанавливается на насыпной островок. При разработке грунта под ножом кессон под действием собственного веса осаживается, при необходимости выполняется дополнительный пригруз. Кессонная полость полностью герметична, только в потолке имеются отверстие для пропуска шахтных труб, через которые закачивается сжатый воздух, и шлюзовой люк, через который доставляются рабочий персонал и происходит подъём разработанного грунта. Создаваемое в кессоне избыточное давление не даёт проникнуть в него воде, но чрезвычайно вредно для здоровья работающих людей. Существует даже такое понятие как кессонная болезнь. Поэтому в нашей стране такой метод практически не применяется уже около 50-ти лет.

В строительстве кессон — элемент членения потолков или внутренних поверхностей сводов с образованием ящикообразных углублений, получившихся между перекрёстными балками.

Из-за похожей на вафли поверхности их часто называют вафельными.

Зданий без устройства перекрытий не бывает, кессонное перекрытие это вид ребристого железобетонного конструктива, в котором в нижней зоне сечения только армированные рёбра с концентрацией растянутой арматуры, а бетона нет. Рёбра располагаются в 2-х направления перпендикулярно друг другу (реже под углом) с шагом ≤ 150-ти см. Сверху рёбер укладывается плита.

Кессонные плиты перекрытия могут быть монолитными или сборными. Все балки, главные и вспомогательные, одинаковой высоты. На потолках образуются углубления квадратной, прямоугольной или ромбовидной формы, похожие на своеобразные ящики, то есть кессоны. Такая потолочная конструкция обуславливается, в основном, соображениями архитектурного замысла. Уже в древних египетских мозаиках, древнегреческих и римских фресках встречаются деревянные балки, расположенные продольно и поперечно, образуя ящики, перекрытые поверху сплошным настилом. Пространство между балками украшалось живописью или орнаментами в виде небольших скульптур.

Подобные изображения присутствуют и на древних римских и греческих фресках.

Разновидности перекрытия кессонного типа

В зависимости от технологии изготовления различают:

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;
   • металлическая обрешётка;
   • 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.

Некоторые особенности сооружения монолитных кессонных перекрытий

Работы выполняются по рабочим чертежам в соответствии с ППР и строительными нормами и правилами. Особое внимание уделяется выполнению арматурных работ и установке опалубки строго по проекту с надёжной фиксацией в предусмотренном проектом положении. Применяется опалубка следующих основных типов:

1. Опалубочная система SKYDOME, являющаяся полностью самонесущей. Может использоваться многократно. Все опалубочные элементы изготавливаются в заводских условиях с комплексной поставкой на строительную площадку. Характеризуется минимальным количеством пиломатериалов для устройства настилов и объёмных инвентарных элементов (вкладыши), самым простым демонтажем. Из недостатков можно выделить только высокую стоимость.
2. Комбинированные типы опалубки, в которых вкладыши укладываются на сплошной дощатый настил или фанеру. В этом случае по сравнению с 1-ым типом значительно уменьшается количество необходимых балок и стоек, но разборка более трудоёмка.
3. Фанерная опалубка. Настил и вкладыши изготавливаются из ламинированной фанеры непосредственно на стройплощадке. Основной недостаток — продолжительность подготовительных работ перед началом установки опалубки. Такой тип оптимален для индивидуального строительства домов небольших площадей.

Разновидность — опалубка с картонными вкладышами, изготовленными на заводах. Плотные картонные элементы, обвёрнутые полиэтиленом, служащие объёмными опалубочными элементами, укладываются на месте строительства. Конструкция повторно использоваться не может и после демонтажа утилизируется.

Монтаж опалубок 1-го вида состоит из таких операций:

• расстановка телескопических стоек в местах окончания и стыков прогонных балок. Фиксация установленных стоек в вертикальном положении при помощи входящих в комплект треног;
• укладка прогонов в оголовки стоек при помощи вилочных захватов. Конструкцией оголовков предусмотрена стыковка прогонов по длине;
• установка инвентарных опалубочных балок по верху несущих прогонов;
• монтаж объёмных элементов
• разметка бортов опалубки
• монтаж бортовых упоров, стоек ограждения и бортовой опалубки.

Аналогично выполняются работы и для остальных типов опалубок, но инвентарные балочные конструкции устраиваются на фанерных или дощатых настилах.

Армирование выполняется объёмными каркасами, сетками и отдельными стержнями. Для продольного армирования используется периодическая, для поперечного — гладкая арматура. Обеспечение защитного бетонного слоя выполняется специальными фиксаторами. Расположение арматуры в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет выполнять монтаж каркасов в 2-е очереди. Первые каркасы устанавливаются без верхней арматуры, но с установкой хомутов, что не препятствует  монтажу каркасов 2-ой очереди с нижними и верхними продольными стержнями и расположенными по длине каркасов хомутами. Бетонирование выполняется смесями с заполнителями мелких фракций. Класс тяжёлого бетона ≥ В15, на пористых заполнителях допустим В12,5. Уплотнение выполняется игольчатыми вибраторами диаметрами ≤ 45-ти мм.

Достоинства кессонных перекрытий

1. Сокращение сроков возведения, обусловленное отсутствием необходимости усиления фундаментов и установки дополнительных колонн.
2. Уменьшение общей толщины конструктива, соответственно его веса и нагрузок на сооружение.
3. Уменьшенный расход материалов.
4. Возможность свободной планировки помещений с существенной экономией свободного пространства и увеличением длины пролётов.
5. Увеличенная несущая способность.
6. Выразительность архитектурных решений.

Из имеющихся недостатков можно отметить трудоёмкость возведения и нецелесообразность применения в зданиях с малыми пролётами.

Области применения кессонных перекрытий

Конструкции прекрасно зарекомендовали себя при устройстве перекрытий в сильно нагруженных инженерных сооружениях и в зданиях с большой циркуляцией людского потока (спортивных и торговых комплексах, театрах и кинотеатрах, учебных и просветительных учреждениях и т.д.). В крупных российских городах для улучшения экологии производственные мощности выносятся за пределы городской черты. Снос больших объёмных зданий не всегда целесообразен в экономическом отношении, поэтому они часто переоборудуются в различные многофункциональные центры. В производственных корпусах для функционирования мостовых кранов высота помещений составляет ≥ 10-ти м. Для обеспечения функциональности переоборудования такое высокое пространство разбивается на этажи устройством дополнительных перекрытий. Оптимальны для этого кессонные конструкции.

Следует констатировать, что при очевидных достоинствах кессонных конструктивов в сравнении с традиционными плоскими конструкциями, применение их в России пока не получило широкого применения, в отличие от многих европейских государств (Испания, Германия, Великобритания, Италия и другие).

• Стеновой комплект

16 идей дизайна кессонных потолков

Рина Сотропа

Если вы не уделяете много внимания своим потолкам, вы можете пересмотреть это. Хотя вы можете не заметить типичный потолок, эффектный потолок может преобразить комнату и создать фокус. Хотя есть много способов обновить ваш потолок, кессонные потолки — это классический способ создать шикарное, элегантное пространство — и, вопреки распространенному мнению, они могут работать практически в любой комнате или в любом стиле дома.

По словам дизайнера Рашми Пател, кессонный потолок традиционно известен как серия полых или утопленных панелей в потолке, и они могут быть квадратной, прямоугольной или восьмиугольной формы. Хотя вы можете чаще видеть их в домах традиционного или классического стиля, существуют различные типы кессонных потолков — и несколько правил, о которых следует помнить, независимо от того, какой у вас есть.

Читайте дальше, чтобы узнать о наших любимых способах оформления кессонного потолка независимо от типа вашего дома.

01 из 15

Отвези меня домой

Правильное освещение является ключом к созданию прекрасного кессонного потолка. Патель рекомендует большую люстру посреди комнаты. «Это сделает акцент не только на потолке, но и во всей комнате», — говорит она.

Когда у вас есть кессонный потолок, вам нужен свет, который может противостоять прочным деталям потолка.

02 из 15

Рина Сотропа

Хотя это и не совсем то же самое, что кессонный потолок, потолочный лоток может создать ощущение, подобное настоящему кессонному потолку в комнате. Лоточный потолок состоит из одного углубленного пространства вместо нескольких сегментов.

«В некоторых случаях, особенно когда комната не идеально правильной формы, может быть выгодно совместить две детали», — говорит дизайнер Рина Сотропа.

03 из 15

Уиттни Паркинсон

Хотя кессонный потолок может сочетаться с любой цветовой палитрой и почти с любым стилем декора, нам нравится сочетать его с шикарной классической цветовой палитрой, наполненной теплыми нейтральными и мягкими цветами, такими как фиолетовый, лиловый или темно-синий.

04 из 15

Рина Сотропа

По словам Пателя, если вы ищете способ добавить немного интереса к типичному пространству, кессонные потолки могут помочь в этом. «Кессонные потолки придают помещению высоту и придают комнате «подтяжку лица», — говорит она. Держите панели и балки белыми, чтобы создать тонкую текстуру, которая подойдет для любой комнаты.

05 из 15

Рина Сотропа

Здесь в столовой есть замечательный кессонный потолок, окрашенный в черный цвет, чтобы соответствовать поручню. Насыщенный черный цвет добавляет ощущение глубины и делает комнату больше и выше. В сочетании с цветочными обоями пространство выглядит уникальным, привлекательным и элегантным.

06 из 15

Архитектура вертикального искусства

Прежде чем вы решите добавить кессонный потолок в свое пространство, убедитесь, что у вас достаточно места для него. «Высота потолка — очень важный аспект при рассмотрении любой детали потолка, которая ниспадает», — говорит Сотропа.

Хотя эмпирическое правило — 9 дюймов или выше с максимальным падением 1 дюйм, есть исключения. «Опускание низкого потолка может быть лучшим решением, чтобы скрыть архитектурные недостатки, такие как несущие балки, трубы или воздуховоды», — предлагает она.

07 из 15

Интерьеры Шарбонно

По мере того, как дома с открытой концепцией становятся все более и более популярными, кессонные потолки возвращаются.

«Кессонные потолки могут быть действительно отличным способом визуально разделить открытое концептуальное пространство», — говорит Сотропа. «Очень распространено проектировать кухню, столовую и гостиную в одну большую зону с открытой концепцией».

08 из 15

Карен Б. Вольф Интерьеры

Когда у вас открытая концепция, ваши комнаты иногда могут сливаться друг с другом. Мало того, что кессонный потолок может помочь очертить гостиную и столовую, например, «изменения в плоской плоскости потолка также могут помочь поглотить звук, обеспечивая меру акустического демпфирования в большом открытом пространстве». «, — объясняет Сотропа.

09 из 15

Интерьеры Карен Б. Вольф

Хотя подвесной светильник или люстра хорошо сочетаются с кессонным потолком, не стоит переусердствовать. Выберите только один светильник или простое встроенное светодиодное освещение, которое открывает комнату, не создавая слишком много конкурирующих визуальных элементов.

10 из 15

Интерьеры Карен Б. Вольф

По словам Сотропы, вы не должны рассматривать кессонные потолки как вид, предназначенный для традиционных, величественных домов.

«Хотя кессонные потолки чаще всего считаются традиционной архитектурной деталью, их можно использовать и в современной обстановке», — говорит она. «Чистая кессонная деталь со скошенными балками и без декоративной лепнины может мгновенно добавить роскоши и интереса в чистое свободное пространство».

11 из 15

Рикки Снайдер

Объедините традиционный вид с более деревенским, уложив открытую древесину поверх кессонного потолка. Это предлагает ту же глубину, что и кессонный потолок, но с немного более современным скандинавским уклоном.

12 из 15

Дизайн Дон Ривз

Элегантный кессонный потолок не только преобразит медиа-комнату, но и может быть очень полезным. Сотропа говорит, что «дополнительным преимуществом» изменения плоскости потолка является то, что он может поглощать звук и обеспечивать некоторую акустическую амортизацию в большом пространстве. Это идеально подходит для кабинета или медиа-комнаты вдали от другого часто используемого пространства.

13 из 15

Рина Сотропа

Хотя кессонный потолок может быть разумным вложением и повысить ценность вашего дома, вам следует подумать о том, чтобы сдать его в аренду, а не делать своими руками.

«Бюджет — очень важный фактор, — говорит Сотропа. «Сундуки из гипсокартона, вероятно, являются наиболее экономичными с точки зрения материалов, но для выполнения этой минималистичной детали требуется опытный отделщик гипсокартона».

14 из 15

Белые пески

К настоящему времени вы понимаете, как много кессонный потолок может добавить к вашему пространству. Из-за этого Патель говорит, что вам не следует сходить с ума по остальным деталям вашей комнаты.

«Мой подход — всегда иметь одну акцентную стену или потолок — таким образом, когда кто-то входит, ваши глаза не перегружены множеством акцентов в комнате», — говорит она. «Я также рекомендую, чтобы декор был простым, четким и нейтральным с яркими цветами».

15 из 15

Интерьеры Шарбонно

Прежде чем добавлять подвесной потолок или кессонный потолок, обязательно распланируйте остальную часть комнаты. Слишком минималистичная мебель может казаться маленькой и перегруженной очень высоким подносом или кессонным потолком. Лучший подход — убедиться, что вы выбрали правильные детали, которые будут подыгрывать вашему потолку, не конкурируя с ним.

16 идей для кессонных потолков, которые мгновенно добавят роскоши в ваш дом

Что такое кессонные потолки?

Сколько стен состоит из комнаты? Большинство людей могут подумать, что их четыре, но, по нашему мнению, их пять. «Я большой сторонник того, что потолки — это пятая стена», — говорит нью-йоркский дизайнер интерьеров Меган Кэмп. Часто домовладельцы упускают из виду, что потолки часто буквально являются чистым холстом для дизайнеров, и они являются отличным местом для добавления архитектурных деталей, чтобы драматизировать комнату. «Все, что привлекает взгляд вверх, создает иллюзию высоких потолков и величия», — говорит Кэмп. Если вы ищете вдохновения, кессонные потолки — это популярный и довольно исторический декоративный элемент, который хорошо работает во многих помещениях.

Что такое кессонные потолки?

«Кессонные потолки — очень классическая архитектурная деталь, состоящая из ряда прямоугольных, квадратных или восьмиугольных сеток в трехмерных утопленных или утопленных панелях», — говорит Кэмп. «Слово кессон буквально означает «выемка». По сути, кессонные потолки имеют встроенную в них декоративную трехмерную сетку. Теперь не путайте кессонный и лотковый потолок: первый имеет несколько сегментов в углублении, а второй представляет собой единую утопленную форму.

Предоставлено Кендаллом Уилкинсоном

История кессонных потолков

Когда мы говорим, что кессонные потолки неподвластны времени, мы имеем в виду: они существуют уже тысячелетия. «Сундуки изначально были творческим приемом для уменьшения объема и веса каменных потолков в Древнем Риме», — говорит дизайнер интерьеров из Сан-Франциско Кендалл Уилкинсон, имеющий опыт работы в классическом дизайне. «В конце концов, они были сформированы из деревянных поперечных балок, образующих квадратные или прямоугольные «сундуки» или углубления в потолках, выложенные повторяющимся узором».

Популярность кессонных потолков возросла в эпоху Возрождения, а затем снова в 19 и начале 20 веков, особенно в домах богатой элиты, которая могла позволить себе такие расходы. «Фрик, Studebaker Mansion и Biltmore Estate использовали эту технику на своих потолках», — говорит дизайнер интерьеров из Нью-Йорка Бекки Ши.

Какой стиль декора лучше всего подходит для кессонных потолков?

«Имитируя поместья и усадьбы, сундуки часто сочетаются с более традиционной эстетикой дизайна интерьера», — говорит Уилкинсон. «Тем не менее, мы работали над несколькими современными домами и недавно установили современный взгляд на классический кессон без какой-либо декоративной лепнины — чистый, утопленный прямоугольный сундук со встроенным окружающим освещением».

В конце концов, кессонные потолки довольно гибки в плане стиля. «Все сводится к выбору отделки и тому, как она сочетается с остальным пространством», — говорит Кэмп. Например, вы можете использовать грубые балки для создания образа фермерского дома, или вы можете сделать все возможное с декоративной лепниной для пространства в стиле барокко.

Предоставлено Бекки Ши

Почему я должен рассмотреть кессонные потолки?

Эстетически кессонные потолки создают драматическое ощущение объемности в пространстве и часто излучают ощущение экстравагантности. Но у кессонных потолков есть и практическая сторона. « Мы видели, как эта архитектурная деталь появляется в наших городских проектах, поскольку они поглощают звуки и могут помочь разделить зоны и сделать их божественными», — говорит Кэмп. И они могут быть отличным камуфляжем. «Они также очень полезны, чтобы скрыть архитектурные странности конструктивных элементов потолка, таких как трубы или балки, которые невозможно удалить», — говорит Уилкинсон.

3 вещи, которые следует учитывать перед установкой кессонных потолков в вашем доме

• Убедитесь, что ваши потолки имеют высоту не менее девяти футов . «Высота потолка должна быть от 9 до 10 футов или выше, чтобы балки не ощущались так, как будто они находятся прямо у вас на голове», — говорит Ши. «Если потолок слишком низкий, для меня это неважно. В качестве альтернативы мы порекомендуем другой тип потолочной детали, такой как корабельный настил или бортовая доска».
• Вы можете смело использовать цвет! «Подумайте о том, чтобы покрасить кессонный потолок в дополнительный цвет комнаты, так как его не обязательно красить в «потолочный белый цвет», — говорит Кэмп. «Недавно я видел потолок с кессонными деталями, окрашенными в черный цвет, и эффектный цвет краски еще больше усилил элегантные детали».
• Установите бюджет. «Первое, что я бы посоветовал, — это убедиться, что эта красивая деталь потолка соответствует вашему бюджету, — говорит Ши.