Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кессонные плиты перекрытия

Виды кессонных перекрытий и особенности сооружения

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.

СПОСОБЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КЕССОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ Ефимцева Е.Э.

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

ISSN (печатный вариант): 2073-0071

Ключевые слова

кессонные перекрытия, способ моделирования плиты кессонного перекрытия, coffered ceilings, modeling method caisson plates overlap

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Аннотация к статье

В статье предложен анализ способов моделирования кессонных перекрытий и опыта применения кессонных перекрытий в зарубежной и отечественной практике строительства. Приведен расчет кессонной плиты.

Текст научной статьи

История кессонных перекрытий насчитывает несколько столетий. Уже давно архитекторам удалось изобрести этот вид потолочного перекрытия, которое и по сей день считается не только одним из самых надёжных, но и самым красивым. В переводе с французского языка слово «кессон» обозначает «ящик». Действительно, визуально кессонный потолок представляет из себя чередование выступающих балок и углублений между ними [1]. Кессонные перекрытия имеют ряд преимуществ, обеспечивающих их широкое применение, 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. 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 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. [2]. Для снижения массы перекрытий, возводимых из тяжелого монолитного бетона, в зарубежных странах широко применяют перекрытия эффективных конструктивных форм. Например, возводят монолитные кессонные перекрытия (рис. 1) с оставляемыми в толще конструкции элементами в виде пустотелых бетонных блоков, пластмассовых шаров и т.п. Эти элементы играют роль съемной или несъемной опалубки, формируя пространство для получения кессонной структуры из монолитного бетона, заполняют часть конструкции перекрытия, одновременно образуя пустоты и уменьшая массу перекрытий. Данные конструктивные решения призваны снизить массу перекрытий и тем самым снизить массу здания в целом. Рисунок 1. — Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия В России получено несколько патентов на способ сооружения перекрытий монолитного здания. Изобретения в этой области относятся к области строительства и могут быть использованы при сооружении перекрытий монолитных зданий с применением объемно-переставной (туннельной) и щитовой опалубки. Известна опалубка для сооружения кессонных перекрытий, состоящая из кессонных элементов и надопорных пластин. Края кессонных элементов опираются на стойки. После извлечения кессонных элементов перекрытие продолжает опираться на надопорные пластины, установленные на стойках, до набора бетоном перекрытия расчетной прочности. В современном отечественном производстве крайне редко встречаются монолитные конструкции эффективных конструктивных форм, внедрение которых, несомненно, снизило бы себестоимость вновь возводимых и реконструируемых строительных объектов. Одна из причин такого положения дел связана с не достаточно развитой теорией расчета и конструирования подобных конструкций в отечественной строительной индустрии. Расчеты любых конструкций начинают со сбора нагрузок. В соответствии с СНиП 2.01.07-85* и СТО 36554501-015-2008 «Нагрузки и воздействия» перекрытия рассчитываются на действия расчетных постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, особых нагрузок, а также их расчетных сочетаний [3,4]. В конструкции монолитного перекрытия кессонного типа бетон удален из растянутой зоны сечения, в которой сохранены лишь ребра, в которых расположена растянутая арматура. Следовательно, конструкцию кессонного перекрытия условно можно разделить на полку и ребра. Ребра являются системой взаимно перпендикулярных балок связанных между собой. В свою очередь все элементы перекрытия монолитно связаны друг с другом и представляют собой единый диск покрытия/перекрытия. Рассмотрим расчет кессонной плиты на примере свободно опертой плиты по 4-м сторонам. Размеры плиты в плане 9х11,55м. Общая толщина плиты 460мм, в том числе толщина полки 60мм . Расчетные длины ребер: Lд=1,05х11,0=11,55м; Lк=1,05х8,6=9,0м Расчетные пролеты плит: а=11,55/7=1,65м; b=9,00/6=1,50м. Нагрузка на 1 м.кв. плиты без учета веса ребра gн=236кг Временная нагрузка принята pн=300 кг/м.кв. Расчетная нагрузка: q=gнх1,1+ pнх1,4=680кг/м.кв. Нагрузка на 1 кв.м. плиты с учетом веса ребер: q1=680+220=900кг/м.кв. Методика расчётов основана на результатах экспериментов и следовательно значения усилий полученные таким способом могут быть приняты за эталон. Лоскутов И.С., Глотов Д.А. рассмотрели несколько основных способов, которыми пользуются современные расчетчики [5]. Описание этих способов с их анализом и чертежи, обязательные для выполнения необходимых расчётов, которые должны помочь определить наиболее оптимальный способ моделирования плиты кессонного перекрытия приведены ниже: Способ 1. Моделирование плиты заключается в том, что полка задается оболочечными элементами, а ребра стержневым элементом, отнесенным от полки абсолютно жестким телом (или жесткой вставкой) на величину равную: Hc=hp/2+hп/2 Где hp — высота ребра без учета толщины полки, hп — толщина полки. Рисунок 2. — Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями с использованием абсолютно жестких вставок. Рисунок 3. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями с использованием абсолютно жестких вставок. Способ 2. Моделирование плиты заключается в том, что полка задается оболочечными элементами, а ребра стержневым элементом в виде тавра. При этом центр тяжести тавра, совпадает со срединной линией полки рис. 4. свесы полок принимаются равными bпл=3хhп. Рисунок 4. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями в виде тавра. Рисунок 5. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями в виде тавра. Способ 3. Кессонное перекрытие моделировать пластинами определенной жесткости, для учета взаимовлиянии, перераспределения напряжений, элементов монолитной конструкции. Элементам кессонных конструкции назначены типы конечных элементов. Рисунок 6. Моделирование плиты при помощи пластинчатых и оболочечных элементов с использованием абсолютно жестких тел. Способ 4. Кессонное перекрытие моделировать пластинами определенной жесткости, для учета взаимовлиянии, перераспределения напряжений, элементов монолитной конструкции. В данной схеме в отличии от предыдущей абсолютно жесткие тела не используются. Рисунок 7. Моделирование плиты при помощи пластинчатых и оболочечных элементов. Полученные данные расчетов сводятся в таблицу 1 для удобства дальнейшего анализа и выбора наиболее эффективного в экономическом смысле способа моделирования кессонного перекрытия. Таблица 1. Выбор способа моделирования Кессонного перекрытия Ребро Момент по [2], кг*м Момент по способу 1, Отклонение от [2], % Момент по способу 2, кг*м Отклонение от [2], % Момент по способу 3, Отклонение от [2], % Момент по способу 4, кг*м Отклонение от [2], % Д1 2400 3709 +54,6 3030 +26,3 2433 +1,4 2554 +6,4 Д2 4150 6674 +60,8 5170 +24,6 4151 +0,04 4360 +5,1 Д3 4750 7691 +61,9 5950 +25,3 4781 +0,6 5021 +5,7 К1 3880 5137 +32,4 4490 +15,7 3634 -6,3 3815 -1,7 К2 6950 9155 +31,7 8100 +16,5 6570 -5,4 6893 -0,8 К3 8600 11153 +29,7 10070 +17,1 8177 -4,9 8578 -0,3 Из таблицы 1 видно, что при моделировании ребер стержневыми элементами по способу 1 моменты, возникающие в ребрах больше на 30-60% эталонных значений. Моменты в ребрах, определенные по способу 2 больше на 16-26% эталонных значений. При дальнейшем подборе армирования и конструировании ребер соответственно увеличится площадь необходимой арматуры. Расхождение по моментам в пластинчатой схеме составило в пределах 2-4% от эталона. Это говорит о большей корректности моделирования расчетной схемы и дальнейшего использования данного алгоритма для расчета кессонных плит. Для предварительных грубых расчетов можно пользоваться способом 2. Таким образом, при окончательном расчете и проектировании экономичных конструкций облегченных монолитных перекрытий строительным предприятиям можно порекомендовать пользоваться более проработанными расчетными моделями, выполненными оболочечными элементами [6,7,8].

Читать еще:  Несъемная опалубка из профлиста для перекрытий

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.

Преимущества

У перекрытий представленного типа есть множество преимуществ. Это обеспечивает возрастающую популярность представленного типа строительных объектов. В кессонных перекрытиях основу составляют ребра. Благодаря их наличию получается снизить расход цемента в 2 раза, а арматуры – в 3 раза, по сравнению с обычным железобетонным перекрытием аналогичной прочности.

Такая особенность позволяет расширить возможности при проектировании толщины потолка. Также его форма может быть весьма оригинальной. Конфигурация может быть практически любой. Можно создать даже купол или арочную конструкцию.

Читать еще:  Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Ныне отработана и применяется технология с расстоянием между опорами для плиты от 10 до 34 м. На стены или колонны при этом действует меньшая нагрузка. Это объясняется снижением веса перекрытия. Это, в свою очередь, приводит к сокращению суммарных нагрузок, которые действуют на фундамент.

Еще одним положительным качеством является факт, что кессонная плита перекрытия устойчива к колебаниям, вызванным землетрясением. В районах повышенной сейсмической опасности разрешено их применение при наличии пролета больше 6 м.

Ребристые разновидности конструкций отличаются большей в 2-3 раза несущей способностью. Толщина при этом может быть в 2 раза меньшей, чем при обустройстве обычных гладких перекрытий. Несущих элементов потребуется смонтировать меньше, что ускоряет процесс строительства. Материалоемкость строительства также снижается. Затраты на строительство заметно снижаются. В некоторых случаях этот показатель достигает 3 раз.

Типы монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия делят на безбалочные, балочные и кессонные (ребристые).

1 тип. Безбалочное перекрытие. Это сплошная плита, которая опирается на колонны здания. Которые в свою очередь могут быть с капителями и без них. Чтобы обеспечит необходимую жесткость в местах где опирается плита на колонну уменьшаются пролеты перекрытия и нагрузки распределяются равномерно.

2 тип. Балочное перекрытие.Это плита которая опирается на балки, которые опираются на колонны. Балки в данном случае являются несущим элементом каркаса здания. Балки могут располагаться как только вдоль или поперек здания, так и в двух направлениях сразу.Размеры ширина и высота балки определяются расчетом и находятся в прямой зависимости от расстояния между колоннами здания, чем больше расстояние тем больше сечение балки.

3 тип. Кессонное (ребристое) перекрытие. Это облегченное перекрытие, которое состоит из ребер (балок) перекрытия расположенных в двух направлениях с небольшим шагом (не более 1,5 метра). Балки такого перекрытия делят на главные и второстепенные. Главные опираются и передают нагрузку на колонны. А второстепенные служат опорой для плиты и опираются на главные балки.

Подпишитесь на наш Youtube канал и будьте в курсе всех новостей.

ЭКОНОМИЯ БЕТОНА И АРМАТУРЫ
Элементы (купола) опалубки создают экономически эффективную конструкцию, минимизируя при этом потребление бетона до 50% и арматуры до 70%.

СНИЖЕНИЕ ВЕСА ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
Уменьшение количества бетона и арматуры ведет к снижению массы монолитного перекрытия, что в свою очередь снижает нагрузки на фундамент.

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОЛЁТОВ ДО 18 МЕТРОВ
Благодаря снижению массы монолитного перекрытия, выполненной с применением опалубки KESSON, возможно значительно увеличить расстояния между несущими конструкциями без дополнительных опор.

СНИЖЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Так же снижение массы перекрытия ведет к общему снижению массы конструкции, следовательно, к снижению воздействия сейсмических сил.

АРХИТЕКТУРНАЯ ВЫРАЗИТЕЛЬНОСТЬ
Идеально гладкая поверхность, при снятии опалубки, является достаточно привлекательной, и, как правило, её оставляют без отделки, либо комбинируют с элементами декора.

МНОГОРАЗОВОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Легкая и прочная опалубка KESSON устойчива к воздействию атмосферных осадков, ультрафиолетовому излучению, агрессивным средам (щелочь, кислота, растворители). Срок службы составляет более 100 циклов.

АКУСТИЧЕСКОЕ ПРЕВОСХОДСТВО
Элементы опалубки KESSON образуют ячеистую поверхность, которая поглощает звуковые волны, это необходимо при проектировании и строительстве аудиторий и конференц-залов.

ИДЕАЛЬНЫЙ РАЗМЕР
Простота транспортировки, хранения, сборки и демонтажа.

Плиты перекрытия монолитные ПВС

Название
Плита перекрытия ПВС под заказЗаказать

Монолитная плита перекрытия – это горизонтальная внутренняя конструкция общественных, жилых и промышленных здания, которая делит его между этажами, подвалом и чердаком.

Невзирая на высокий ассортимент готовых плит, железобетонные монолитные плиты не утратили своей актуальности, продолжая пользоваться спросом. Особенно актуальным их применение является при строительстве малоэтажной загородной недвижимости, которой характерна индивидуальная планировка с различным размером комнат или в тех случаях, когда для строительства не используются подъемные краны. Такой вариант возведения зданий позволит сэкономить средства на доставке материалов и сократить затраты на монтаж. При этом возрастет время на осуществление подготовительных работ, которые будут связаны с возведением опалубки. Впрочем, этот факт не отпугивает застройщиков, которые не видят трудности в покупке бетона и арматуры. Гораздо сложнее произвести правильный расчет плит перекрытий, определить марку необходимого бетона, вид арматуры, значение действующей нагрузки и прочие связанные с прочностью и надежностью характеристики.

Большинство опытных строителей считают, что монолитное перекрытие является одним из самых надежных. Но сегодня его относительно редко применяют из-за более высокой стоимости по сравнению с заводскими железобетонными плитами и повышенной трудоемкости устройства. Обычно путем бетонирования перекрывают пролеты нестандартных форм, здания, к которым ограничен подъезд грузоподъемной техники.

Читать еще:  Монолитное перекрытие первого этажа

Преимущества монолита перед монтажом бетонных плит

Выбирая монолит в качестве горизонтальной несущей и ограждающей конструкции, нужно детально изучить все его плюсы по сравнению с плитами заводского производства и проанализировать минусы. Это позволит определить целесообразность бетонирования цельнолитого перекрытия в конкретном случае. Монолитные железобетонные перекрытия характеризуются такими преимуществами:

Повышенные прочностные характеристики – при условии использования качественного бетона подходящей марки (обычно не ниже М250), правильного армирования, создания надежной и идеально ровной опалубки.

Хорошая жесткость – монолитная бетонная основа устойчива к смещению в продольном направлении и поперечной плоскости.

Возможность применения колонн в качестве опорных элементов.

Равномерное распределение нагрузок – за счет цельнолитой конструкции (без зон стыковки) все усилия распределяются равномерно на коробку здания и фундамент. Это минимизирует вероятность трещинообразования на стенах и положительно отражается на сроке службы дома.

Отсутствие необходимости в привлечении специализированной строительной техники для подъема и укладки плит – все работы можно выполнять по месту самостоятельно.

Типы монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия делят на безбалочные, балочные и кессонные (ребристые).

Безбалочное перекрытие. Это сплошная плита, которая опирается на колонны здания. Которые в свою очередь могут быть с капителями и без них. Чтобы обеспечит необходимую жесткость в местах где опирается плита на колонну уменьшаются пролеты перекрытия и нагрузки распределяются равномерно.

Балочное перекрытие.Это плита которая опирается на балки, которые опираются на колонны. Балки в данном случае являются несущим элементом каркаса здания. Балки могут располагаться как только вдоль или поперек здания, так и в двух направлениях сразу.Размеры ширина и высота балки определяются расчетом и находятся в прямой зависимости от расстояния между колоннами здания, чем больше расстояние тем больше сечение балки.

Кессонное (ребристое) перекрытие. Это облегченное перекрытие, которое состоит из ребер (балок) перекрытия расположенных в двух направлениях с небольшим шагом (не более 1,5 метра). Балки такого перекрытия делят на главные и второстепенные. Главные опираются и передают нагрузку на колонны. А второстепенные служат опорой для плиты и опираются на главные балки.

Пошаговое изготовление монолитного перекрытия:

— уплотнение и разглаживание бетонной смеси.

Приобретение и доставка монолитных плит перекрытия ПВС

Мы предлагаем купить плиты перекрытия монолитные с доставкой по Москве и Московской области автомобильным транспортом, а также купить плиты монолитные ПВС с доставкой по России железнодорожным транспортом по наилучшим ценам.

Монолитные железобетонные перекрытия

Выбор на железобетонные покрытия падает при необходимости в надёжных и крепких конструкциях. Устройство такого перекрытия обязывает соблюдения норм безопасности. Техника, используемая при установке, должна быть проверена и использоваться только профессионалами. Применение балок любой длины и размера, позволяют конструировать помещения любой сложности. Здесь необходим большой объём работ, установка опалубки, правильно уложенная и залитая бетоном арматура, обеспечит значительный объём работ и затраты средств.

Сооружение съёмной опалубки горизонтальной ориентации – первый процесс. Для неё используются деревянные щиты, либо фанера. Установка ригелей для выравнивания опалубки обеспечивается опорными стойками в вертикальном положении.

Составные части временной опалубки просты в изготовлении и представлены на рынке строительных услуг. Размеры щитов часто приходиться переделывать под размер помещения, особенно, если перекрытие особой формы.

Монолитные перекрытия на порядок качественнее разборных, а также отсутствует необходимость в дорогостоящей перевозке. При отсутствии швов, бетон имеет более цельную структуру и отличается повышенной прочностью.

Опалубка устанавливается горизонтально, исключая наличие зазоров. По протяженности устанавливают арматуру, оплетая проволокой в виде сетки, делая ячейки по 20х20 сантиметров. Арматура укладывается с зазором более 2,5 сантиметров. Для соблюдения размерностей необходимо использовать специальные подставки. Есть возможность самостоятельного изготовления их из подручных материалов.

Размерность арматурных стержней высчитывается в соотношении с размером перекрытия. Учитывается способность сопротивления нагрузке. При необходимости добавляется дополнительный ряд арматуры. Для этого необходимо специальным образом заранее подготавливать плоскость первого ряда.

Между железобетонным перекрытием и несущими стенами необходимо использовать пояс из хомутов, для увеличения прочности. Бетон может быть заказным, а также рентабельно производить его на месте используя бетономешалки. Равномерность распределения бетона необходимо поддерживать весь процесс заливки, следя за скоростью и непрерывностью наполнения в опалубку. Снимать опалубку можно только после того как бетон наберет необходимую прочность.

Перекрытие – главные требования

Защитная конструкция должна соответствовать следующим требованиям:

  • обладать повышенной прочностью;
  • не прогибаться под влиянием нагрузок;
  • звукоизолировать помещение;
  • уменьшать тепловые потери.

Важной характеристикой является огнестойкость, обеспечивающая пожарную безопасность строения.

Публикация помогает разобраться, что такое перекрытие в строительстве. Ознакомившись с классификацией, можно выбрать оптимальный вариант, соответствующий по прочности и эксплуатационным характеристикам конкретному типу сооружения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector