Кессонная плита перекрытия: Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит

Кессонное перекрытие: виды, особенности сооружения

Время на чтение:
4 минуты

3767

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

Вафельная или ребристая плита Процедура изготовления и преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Что такое вафельная или ребристая плита?
• Характеристики вафельных плит
• Процедура изготовления вафельных плит
• Преимущества конструкции вафельных плит
  • Недостатки вафельных плит

Что такое вафельная плита или ребристая плита?

Вафельная плита или ребристая плита представляет собой конструктивный элемент, который имеет гладкую верхнюю часть и содержит решетчатую систему на своей нижней поверхности. Верхняя часть ребристой плиты обычно тонкая, а нижние линии сетки обычно представляют собой ребра, уложенные перпендикулярно друг другу с одинаковой глубиной. Вафельная плита имеет двухнаправленное армирование.

Все ребра направлены от оголовков колонн или балок. Глубина сохраняемых ребер такая же, как и глубина оголовка колонны или балки. Из-за ребер и двойного армирования он более стабилен и рекомендуется для плит или фундаментов с большим пролетом.

Характеристики вафельных плит

• Вафельные плиты обычно подходят для плоских поверхностей.
• Объем используемого бетона очень мал по сравнению с другими.
• Армирование вафельной плиты выполняется в виде сетки или отдельных стержней.
• В случае вафельной плиты отдельные котлованы для балок не требуются.
• Нижняя поверхность плиты похожа на вафельную, которая получается при использовании картонных панелей или коробок и т.п.
• Рекомендуемая толщина вафельной плиты составляет от 85 до 100 мм, а общая глубина плиты ограничена от 300 до 600 мм.
• Ширина балок или ребер в вафельных плитах обычно составляет от 110 до 200 мм.
• Рекомендуемое расстояние ребер от 600 до 1500 мм.
• Армированные вафельные плиты могут быть изготовлены для пролета до 16 метров, а при превышении этой длины предпочтительны сборные вафельные плиты.
• Вафельная плита хорошо сопротивляется усадке и ниже, чем усиленные стропила и фундаментные плиты.
• Вафельная плита требует только 70 % бетона и 80 % стали из бетона и стали, используемой для жесткого каркаса.

Процедура изготовления вафельных плит

Изготовление вафельных плит может быть выполнено тремя способами, описанными ниже.

• Монолитные
• Сборные
• Сборные

Вафельные плиты монолитные изготавливаются путем заливки бетона на строительной площадке или в полевых условиях с соблюдением соответствующих условий. В случае сборной вафельной плиты панели плиты где-то отливаются, соединяются вместе с соответствующей арматурой и заливаются бетоном.

Третий случай, сборная вафельная плита, является самым дорогостоящим, чем два других метода. В этом случае в панелях плиты предусмотрено армирование при заливке с некоторым натяжением. Следовательно, они не нуждаются во внутреннем армировании на участке.

Для возведения вафельной плиты на месте необходима опалубка для поддержки плиты. Но для работы с формой в случае вафельной плиты требуются специальные инструменты.

Инструменты для опалубки, необходимые при строительстве вафельной плиты:

• Waffle pods
• Horizontal supports
• Vertical supports
• Wall connectors
• Cube junctions
• Hole plates
• Clits
• Steel bars

Horizontal support and vertical supports are arranged first and they are fixed in position по разъемам. На краях стеновые соединители используются для обеспечения соединения между стеной и плитой. Горизонтальные балочные опоры соединены небольшими балочными соединителями, которые образуют квадратную форму, в которой будут размещаться контейнеры.

Капсулы обычно изготавливаются из пластика и доступны в различных размерах и формах. Выбор размера стручка зависит от требований и длины пролета. Для более длинных пролетов требуется большое количество стручков. Один и тот же размер должен использоваться для одной полной плиты.

Аналогично, балочные соединители и кубические соединения также доступны в различных размерах в зависимости от размеров контейнеров.

Кубические соединения используются для крепления углов коробов к раме. После закрепления опалубки в двух направлениях плиты укладывают арматуру, а затем заливают бетоном зазоры, которые после затвердевания называются ребрами.

Сверху укладывается тонкая бетонная плита, а снизу после ее затвердевания снимаются гондолы и каркасы. Таким образом, на нижней поверхности появляется вафельная форма.

Преимущества конструкции из вафельных плит

• Вафельные плиты используются для перекрытий или перекрытий с большими пролетами и используются, когда количество колонн ограничено.
• Грузоподъемность вафельных плит выше, чем у плит других типов.
• Наряду с эстетичным внешним видом они обеспечивают хорошую структурную стабильность. Следовательно, он строится для аэропортов, больниц, храмов, церквей и т. д.
• Вафельная плита может быть изготовлена ​​из бетона, дерева или стали. Бетонная вафельная плита предпочтительнее для коммерческих зданий, а две других предпочтительны для гаражей, декоративных холлов и т. д.
• Обладает хорошей способностью гасить вибрацию благодаря двухнаправленному армированию. Таким образом, для общественных зданий полезно контролировать вибрации, создаваемые движением толпы.
• Вафельные плиты легкие и требуют меньшего количества бетона, поэтому они экономичны.
• Изготовление вафельных плит легко и быстро при хорошем контроле.
• Требуемый объем бетона и стали небольшой, поэтому для вафельной плиты достаточно легкого каркаса.
• Некоторые услуги, такие как освещение, водопроводные трубы, электропроводка, кондиционирование воздуха, изоляционные материалы и т. д., могут быть обеспечены в пределах глубины вафельной плиты путем создания отверстий в нижней поверхности вафельной плиты. Эта система называется Holedeck.

Недостатки вафельной плиты

• Необходимые инструменты для опалубки очень дороги из-за необходимости большого количества контейнеров и некоторых специальных инструментов.
• Высота этажа должна быть больше, поэтому количество этажей уменьшается.
• Услуги, предоставляемые в вафельном устройстве без надлежащего обслуживания, могут привести к повреждению плиты.
• Требуются квалифицированные рабочие на строительство.
• Не подходят для наклонных участков. При наличии уклона его необходимо выровнять засыпкой или земляными работами. Для насыпки грунта следует использовать хороший грунт.
• Они не подходят для защиты от сильного ветра или циклонов из-за их легкого веса.

Читать Подробнее:

Бетонное калькулятор — Рассчитайте бетон для плиты, балки, колонны и опоры
. строительных нагрузок на композитные плиты и расчет
Причины чрезмерных прогибов железобетонных плит

Ребристые и вафельные плиты – виды, преимущества, недостатки

Гражданское строительство Инженерное дело для жизни

Поиск

Ребристая или вафельная плита представляет собой систему плит, состоящую из ряда параллельных железобетонных тавровых балок, образующих железобетонные балки. Плита — это полка балки, а расширенная часть — стенка. Расширенная часть известна как ребра. Расстояние между ребрами должно быть в целом 20-30 дюймов. Ребра сужаются в поперечном сечении в нижней части.

Типы ребристых и вафельных плит

Существует два типа системы ребристых плит

1. Односторонняя система ребристых плит
2. Система двусторонних ребристых плит (вафельная система)

Краткое описание этих типов приведено ниже:

Односторонняя ребристая плита Система

Перекрытие перекрытия с односторонними балками состоит из ряда небольших железобетонных тавровых балок, соединенных балками, которые, в свою очередь, опираются на колонну здания. Т-образные балки известны как балки, которые формируются путем установки стального поддона на постоянном расстоянии. Бетон заливается между этими промежутками, чтобы образовались эти ребра, и таким образом плита также отливается, и плита становится полкой тавровой балки.

Система двусторонних ребристых плит (вафельная система)

Система была разработана для уменьшения веса традиционных цельнобетонных плит. Куполообразные формы создают матрицу пустот, окруженных ортогональными ребрами, создавая двухстороннюю конфигурацию, очень подходящую для плит с большим пролетом. Пустоты между всеми куполами уменьшают статическую нагрузку, поскольку ширина этой части плиты меньше, чем у плоской плиты. Этот тип плит известен как вафельные плиты, потому что они выглядят как вафли с рядами балок, идущих под ними. Вафельная плита показывает потолок, который подходит для установки всех электроприборов и может улучшить внешний вид, тем самым увеличивая эстетический фактор.

Преимущества ребристых и вафельных плит

1. В плитах этого типа напряжение растяжения устраняется на стороне растяжения плиты. Прочность бетона при растяжении очень мала, поэтому большую часть растянутого бетона устраняют с помощью опалубки.
2. Экономичен там, где живая нагрузка довольно мала, например, в многоквартирных домах, гостиницах.
3. Длинные пролеты перекрытий могут быть выполнены из ребристых и вафельных перекрытий. Во многих случаях в здании желательны длинные пролеты. Ребристые или вафельные плиты — простое решение для этой цели.
4. Обеспечение архитектурных преимуществ. Все электроприборы могут быть легко установлены в зазоре ребер, что может быть архитектурно эстетичным.
5. Толщина ребристых или вафельных плит меньше, чем у других систем плит. Поэтому вес плиты уменьшается. Эта экономия веса может изменить конструктивные характеристики.
6. Более легкая и жесткая плита, чем аналогичная плоская плита.
7. Уменьшение протяженности фундаментов за счет снижения предельной нагрузки.
8. Они обеспечивают очень хорошую форму, когда вибрация плиты является жизнеспособной проблемой.