Кессонное перекрытие: виды, особенности сооружения

Время на чтение:
4 минуты

3725

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 плиты перекрытия (фото)

Потолочное перекрытие является важнейшим элементом любого сооружения, отвечающим за надежность и безопасность всей конструкции. Кессонные перекрытия известны еще со времен Древнего Рима и зарекомендовали себя с хорошей стороны. Такие перекрытия находят широкое применение и сейчас, особенно за рубежом.

Кессонное перекрытие — это перекрытие, состоящее из балок, направленных друг к другу под определенным углом.

Кессонные перекрытия имеют облегченную конструкцию, но это обстоятельство не ограничивает их применения. А вот преимущества и эстетичный вид создают им надлежащую рекламу. В настоящее время предлагается большой ассортимент кессонных элементов и приспособлений для их изготовления, что значительно облегчает монтаж перекрытия зданий.

Сущность кессонного перекрытия

Кессонное перекрытие представляет собой потолочное перекрытие из монолитных панелей, устанавливаемых непосредственно на угловые несущие колонны. Такая панель (плита) выполняется в виде перпендикулярно пересекающихся друг с другом ребер (балок), которые с помощью более тонкого бетонного слоя объединяются в монолитную конструкцию. Плита по виду напоминает форму вафли, поэтому ее иногда называют плитой вафельного типа. Обычно плита имеет вид квадрата, но может быть выполнена любой формы, в том числе и куполообразной.

Схема кессонного перекрытия.

В обычных монолитных перекрытиях крепление плит осуществляется через несущие балки. В отличие от них кессонные перекрытия включают в свой состав ребра, которые исполняют роль несущих балок. Ребра выполнены с шагом не более 150 см и образуют сетчатую структуру, что обеспечивает перераспределение нагрузки и достаточную ее прочность. В результате на общее бетонное основание плиты не приходится больших нагрузок, и оно служит в основном для создания единой монолитной конструкции, что позволяет уменьшить толщину слоя до 5-8 см.

Для увеличения надежности кессонного перекрытия плиты армируются. Плиты выпускаются общей толщиной от 25 до 45 см, при этом высота ребер, выступающих над основанием, составляет 20-40 см. В соответствии с принятыми нормами строительства высота ребра должна быть не менее 1/20 от длины пролета. Размеры плит выполняются по заказу и могут достигать 35х35 м.

Плита кессонного перекрытия может устанавливаться на стену или несущие колонны. В последнем случае достаточно четырех колонн, удерживающих конструкцию по углам. У плит такого крепления угловые квадраты сетки ребер заполняются бетоном полностью, т.е. на уровне верхней кромки ребра. Эти участки крепления плиты дополнительно армируются.

Вернуться к оглавлению

Преимущества кессонного перекрытия

Кессонные перекрытия имеют ряд преимуществ, обеспечивающих их широкое применение в европейских странах, особенно для промышленного строительства. К таким преимуществам можно отнести следующие. Ребристые плиты позволяют уменьшить расход бетона более чем на 50%, а арматуры — в 3 раза по сравнению с обычными балочными железобетонными конструкциями при аналогичной прочности.

Таблица сравнения сплошных монолитных и монолитных кессонных перекрытий.

Проектировщик сооружения расширяет свои возможности в варьировании толщины перекрытия и его формы. Принципиально возможно обеспечить любую заданную криволинейную форму вплоть до куполообразного и арочного типа. Отработана технология перекрытия стен или колонн с расстояниями между ними от 10 до 34 м. Уменьшение веса плит значительно снижает осевые нагрузки на стены или колонны, что, соответственно, ослабляет общую нагрузку на фундамент.

Признана высокая стойкость кессонных перекрытий к сейсмическим колебаниям. В сейсмоопасных зонах разрешается их применение при пролете более 6 м.

Если сравнивать с аналогичными по весу балочными монолитными плитами, то несущая способность ребристых конструкций в 2-3 раза выше. Можно смело устанавливать общую толщину перекрытия в 2-2,2 раза меньше, чем принято для обычных систем. Время строительства зданий с учетом меньшего числа монтируемых несущих элементов и за счет быстрого монтажа кессонов значительно сокращается.

В целом можно добиться уменьшения затрат на строительно-монтажные работы более чем в 3 раза.

Вернуться к оглавлению

Изготовление кессонных перекрытий

Вернуться к оглавлению

Необходимый инструмент

При изготовлении и монтаже кессонного покрытия потребуется следующий инструмент:

Инструменты для укладки балок перекрытий.

• болгарка;
• электродрель;
• миксер строительный;
• набор ключей гаечных;
• отвертка;
• шуруповерт;
• стамеска;
• мастерок;
• шпатель;
• плоскогубцы;
• ножовка;
• ножовка по металлу;
• рулетка;
• линейка метровая;
• отвес;
• уровень.

Кессонные перекрытия лучше изготавливать прямо на месте строительства. Для этого используются специальные съемные опалубки, которые можно подразделить на три основных типа. Первый тип основан на применение стандартной системы типа «SKYDOME», в которую входят пластиковые элементы опалубки, а также стойки и рейки для ее монтажа. Второй (комбинированный) тип подразумевает изготовление временного деревянного (фанерного) настила, на который устанавливаются элементы стандартной опалубки. Наконец, третий вид представляет собой вариант из деревянного настила и самодельной фанерной опалубки. В этом случае иногда используется одноразовая конструкция, когда элементы выполнены из плотного картона с покрытием полиэтиленовой пленкой.

Схема расположения продольной арматуры в поперечном сечении балки перекрытия.

Заливка бетоном производится в два этапа, при этом арматура монтируется в порядке, обеспечивающем правильное ее расположение и фиксацию, исключающие смещение при заливке массы. В процессе изготовления устанавливаются специальные фиксаторы. Армирующие элементы также устанавливаются в два этапа. Вначале монтируются элементы в ребрах без верхней арматуры, но с хомутами. После заливки первой массы бетона (формирование ребер), монтируется армирующий каркас второй очереди с нижней и верхней продольной арматурой и с хомутами.

Перекрытие формируется из бетонной смеси с обычным или мелкозернистым наполнителем классом прочности не ниже В15 или пористых бетонов с классом прочности В12,5. Зернистость заполнителя определяется геометрическими параметрами ребер. По подвижности раствор должен соответствовать 8-10 см, а водоцементное отношение должно быть равно 0,5. Сам процесс заливки ничем не отличается от процесса изготовления стандартных бетонных конструкций.

Следует произвести уплотнение бетонной массы с помощью вибратора игольчатого типа диаметром не более 40 мм, который вводится в раствор вертикально или с небольшим наклоном.

В настоящее время в продаже предлагаются разборные опалубки, которые обеспечат необходимое качество и надежность плит. С их помощью можно сформировать кессонные потолки, создающие оригинальный дизайн. Такие опалубки имеют объемные пластиковые элементы размерами 74х80 см и глубиной от 20 до 40 см. Боковые грани объемных деталей имеют наклон в 18°, а их полный объем находится в пределах от 82 до 137 дм³. Такая конструкция ячейки обеспечивает объем воздушной части в диапазоне от 48 до 51% от всего объема плиты. Они имеют небольшой вес, легко переносятся и монтируются. В качестве армирующего элемента для основания предлагается арматурная сетка.

Вернуться к оглавлению

Кессонный потолок

Многие варианты современных дизайнов включают кессонные потолки. По аналогии с такими же перекрытиями, потолки состоят из пересекающихся ребер, создающих сетчатую конструкцию, и тонкого слоя, объединяющего все в единое целое. Кессонный потолок должен иметь легкий вес и привлекательный вид — несущие свойства для такого элемента совсем необязательны.

Схема кессонного потолка.

Конструктивно они имеют три группы элементов — ребра (балки), обеспечивающие жесткость; легкое основание, объединяющее систему; декорирующие детали. В качестве декорирующих деталей находят применение карнизы, бордюры, узорчатые розетки.

Чаще всего кессонные потолки выполняются из дерева или пластика (обычно полиуретана). Основание может выполняться из ДСП, фанеры, пластмассовых листов, гипсокартона. Декорирующие элементы прекрасно смотрятся, если их отлить из гипса. Внутри ячеек кессонного потолка прекрасно впишутся встроенные светильники. Создавая разную конфигурацию ребрам, можно обеспечить разное световое рассеивание.

Кессонные перекрытия находят свою ячейку в строительной индустрии. Использование такой конструкции позволяет значительно снизить расходы на строительство.

Кессонные потолки 101 — все, что вам нужно знать

Фото: дом Zillow Digs на острове Бейнбридж, штат Вашингтон

Вдохновленный архитектурным стилем барокко и раннего ренессанса, в котором каркас крыши обнажал потолочные балки, пересекающиеся под разными углами, современные общественные здания и Частные дома одинаково стремятся передать ту же элегантность и текстуру через кессонные потолки. В архитектурных терминах слово «коффер» означает «отступ». Чтобы воссоздать дизайн, восходящие углубления в потолке обрамлены балками, расположенными в виде сетки прямоугольников, квадратов, восьмиугольников или других многоугольных форм. Готовый продукт представляет собой трехмерные утопленные панели, которые немного напоминают шахматную доску с глубокими бороздками. Помимо эффектного внешнего вида, кессонные потолки имеют и другие преимущества: они создают иллюзию простора, поглощают лишний звук и потенциально увеличивают стоимость дома при перепродаже. Заинтригован? Прежде чем приступить к установке кессонного потолка в своем доме, ознакомьтесь с этими соображениями для элемента дизайна с широкими возможностями настройки.

Несмотря на то, что кессонные потолки в жилых домах значительно менее богато украшены, чем во многих крупных общественных зданиях — зданиях суда, исторических церквях и художественных галереях, — дизайн потолков по-прежнему создает  важный фокус. Домовладельцы часто украшают потолок, прикрепляя архитектурные медальоны к ящикам, устанавливая оловянные потолочные плиты или обои в центральных панелях ящиков, крася или окрашивая балки для создания визуальной глубины, а также добавляя гребни и гребешки в дерево и балки. Эти варианты дизайна позволяют легко настраивать эффектную функцию в соответствии со стилем любого конкретного дома.

Несмотря на то, что кессонные потолки притягивают взгляд вверх, балки уходят вниз в комнату, занимая некоторое пространство над головой. Учитывая эту конструкцию, кессонные потолки лучше всего подходят для помещений с высокими потолками высотой девять футов и более. Комнаты с более низкими потолками могут показаться слишком клаустрофобными или загроможденными из-за добавления сундуков. Также имейте в виду, что чем глубже кессонные углубления, тем выше должен быть существующий потолок — это гарантирует, что нижние части балок не будут мешать свободному пространству над головой или визуально подавлять комнату.

Реклама

 

Фото: Zillow Digs home in Rye, NY

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КЕСФОННЫМ ПОТОЛКАМ

Высота потолка. Несмотря на то, что кессонные потолки притягивают взгляд вверх, балки уходят вниз в комнату, занимая некоторое пространство над головой. Учитывая эту конструкцию, кессонные потолки лучше всего подходят для помещений с высокими потолками высотой девять футов и более. Комнаты с более низкими потолками могут показаться слишком клаустрофобными или загроможденными из-за добавления сундуков. Также имейте в виду, что чем глубже кессонные углубления, тем выше должен быть существующий потолок — это гарантирует, что нижние части балок не будут мешать свободному пространству над головой или визуально подавлять комнату.

Искусственные или функциональные балки. Большинство кессонных потолков в жилых домах не являются несущими, то есть они не являются частью структурной системы дома, поддерживающей вес. Одно исключение может возникнуть при добавлении второго этажа к дому на ранчо: домовладельцы могут решить установить кессонный потолок, чтобы замаскировать необходимые опорные балки. Большинство кессонных потолков носят чисто декоративный характер и полностью состоят из полых искусственных балок. На самом деле, если вам нужны большие и глубоко утопленные ящики, инженеру может потребоваться дополнительная поддержка потолка (поскольку даже искусственные балки могут добавить слишком много веса потолку, в зависимости от существующей конструкции балок).

Стоимость установки. Если вы планируете установить кессонный потолок, знайте, что это трудоемкое мероприятие требует продвинутых столярных навыков и структурных работ, а тем, у кого нет надлежащих столярных ноу-хау, следует нанять для этой работы профессионала. Ожидайте, что затраты на профессиональную установку составят не менее 25 долларов за квадратный фут. Детали дизайна, а также тип дерева, который вы выберете, также повлияют на конечную стоимость. Окрашенная сосна будет дешевле, чем окрашенная вишня или красный дуб, а декоративные узоры повысят стоимость еще больше.

 

Фото: Zillow Home в Миннеаполисе, Миннесота

ПРОЦЕСС УСТАНОВКИ

Независимо от того, решите ли вы сделать кессонный потолок своими руками или спроектируете и поработаете с профессионалом для реализации своих планов, первый этап происходит на бумаге. Домовладельцы должны определиться с желаемым количеством ящиков, а также с глубиной и шириной балок. Чтобы добиться однородного рисунка, сначала обязательно определите правильные размеры потолка и размеры кофра. Затем, после планирования дизайна, следующим шагом будет перенос его на потолок меловыми линиями, чтобы обозначить положение балок.

Объявление

Следуя стандартному методу установки, вы должны сначала расположить основные опорные балки, которые проходят перпендикулярно направлению существующих потолочных балок. На данный момент базовые балки представляют собой только куски пиломатериалов, например, 2 × 4 или 2 × 6; позже они будут обернуты дополнительной древесиной, чтобы имитировать внешний вид более массивных балок. Основные опорные балки служат опорными балками для остальной части потолка, поэтому важно надежно прикрепить их с помощью клея и гвоздезабивного пистолета (как этот, доступный на Amazon).

Базовые поперечные балки, завершающие сетку, должны быть вырезаны из того же типа пиломатериала, что и основные базовые балки. Базовые поперечины идут параллельно балкам и поэтому не крепятся к ним; вместо этого они будут соединяться с внутренними краями основных опорных балок с помощью клея и пистолета для гвоздей. Конечный результат должен напоминать шахматную доску на потолке, которая является каркасом кессонного потолка.

Следующий шаг включает в себя создание искусственных балок. Чтобы облегчить этот процесс, рекомендуется перед установкой покрасить или морить древесину. В зависимости от конструкции потолка и типа дерева, которое вы выберете, вы (или ваш подрядчик) можете установить боковые и нижние стороны искусственных балок непосредственно на опорные балки. В качестве альтернативы искусственные балки также могут быть выполнены в виде трехсторонних коробов, которые затем поднимаются и устанавливаются поверх базовых балок. Затем установите внутреннюю отделку кофра и любое желаемое украшение, если оно применимо. Теперь сделайте шаг назад и насладитесь драматическим эффектом вашего потолка в стиле английского ренессанса!

 

Фото: Zillow Home в Гленвью, Иллинойс

Реклама

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».