КЕССОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ - ЭФФЕКТИВНЫЙ ВИД РЕБРИСТЫХ ПЛИТ

Аннотация. Перекрытие является неотъемлемой частью любого здания. Введение в строительство материала под названием бетон расширило возможности в возведении зданий в целом и перекрытий в частности. Сочетание бетона и стальной арматуры дало возможность железобетонным перекрытиям занять прочное положение в строительной сфере. Особое значение в строительстве зданий имеют монолитные железобетонные перекрытия. Однако помимо преимуществ у железобетона существует значительный недостаток - высокий собственный вес, что ограничивает его область применения. Основной целью данной статьи является рассказать о преимуществах кессонных перекрытий.

Ключевые слова: перекрытие, кессонное перекрытие.

Перекрытие – горизонтальная несущая конструкция, разделяющая этажи [1].

Кессонное перекрытие - это вид ребристого перекрытия, где балки образуют панели с отношением сторон длины к ширине менее двух.

Кессонное перекрытие является несущей конструкцией, состоящей из ребристой сетки с перпендикулярно расположенными ребрами одинаковой высоты в нижней части и тонкой сплошной плиты сверху, жестко соединенной с ребрами (рис. 1).

Рисунок 1. Фрагмент кессонного перекрытия

Кессонное перекрытие - это конструкция с ребристой формой, где армированные ребра расположены перпендикулярно в нижней части. Использование монолитного кессонного перекрытия, в сравнении с плоскими плитами или монолитными перекрытиями из профилированных листов, позволяет сократить расход бетона и нагрузки на несущие стены и фундаменты здания. Это приводит к уменьшению затрат на строительство. В результате, вес перекрытия уменьшается на 40% - 60%, при этом конструкция становится более жесткой, что позволяет создавать большие пролеты без промежуточных опор. Толщина такого перекрытия значительно меньше, чем у плоского.

Кессонное перекрытие состоит из плит, которые поддерживаются системой взаимно перпендикулярных балок. Плиты жестко соединены с балками и шарнирно опираются на стены. Оптимальное соотношение сторон для помещений с кессонными перекрытиями находится в пределах от 1 до 1,5. Высота балок в обоих направлениях должна быть одинаковой и составлять не менее 1/20 пролета. Толщина плит кессонного перекрытия составляет от 6 до 7 см, а толщина ребер изменяется от 10 до 20 см. [2,3].

При сравнении технико-экономических характеристик монолитного кессонного перекрытия и сплошной монолитной плиты при одинаковых нагрузках и граничных условиях, можно увидеть, что за счет уменьшения веса кессонного перекрытия, можно увеличить толщину перекрытия на 40% и сэкономить 15% бетона, так как его можно удалить из нижней растянутой зоны. [4].

Таблица 1

Технико-экономические показатели устройства перекрытий при пролете 12 м и кратковременной нормативной нагрузке 6 кН/м²

По методу производства кессонные перекрытия можно разделить на монолитные и сборно-монолитные. В случае сборно-монолитного кессонного перекрытия используются сборные пустотелые бетонные блоки размером от 0,2х0,2х0,6 м до 0,3х0,3х0,8 м, а также монолитный бетон. Эти блоки толщиной 5-6 см формируют закрытую геометрическую фигуру и выполняют роль несъемной опалубки, оставаясь внутри перекрытия [5]. Таким образом, вертикальные ребра в растянутой зоне и сплошной настил в сжатой зоне перекрытия формируются из монолитного бетона. В зоне пересечения с колоннами конструкция устраивается как сплошная монолитная плита. Арматурная сетка укладывается сверху блоков, а концы арматурных стержней устанавливаются на блоки в области сплошной монолитной плиты (рис.2).

Рисунок 2. Сборно-монолитное перекрытие кессонного типа

Для производства бетонных блоков толщиной стенок 2 см требуется на 62-65% меньше бетонной смеси, чем для полнотелого блока такого же размера. Здания с каркасными конструкциями, монолитными колоннами и сборно-монолитными кессонными перекрытиями значительно легче, чем аналогичные здания с монолитными колоннами и сплошными монолитными перекрытиями. При расчете технико-экономических показателей, определяющих затраты материалов на устройство сплошных монолитных и сборно-монолитных кессонных перекрытий, можно сделать вывод, что при одинаковом расходе бетона на плиту длиной 6 м и одинаковой нормативной нагрузке экономия рабочей арматуры составляет около 48% (табл.2) [6].

Таблица 2

Технико-экономические показатели устройства перекрытий при пролете 6 м, ширине 1,2 м и нормативной нагрузке 6 кН/м2

Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение кессонных монолитных и сборно-монолитных перекрытий позволяет:

– Сократить сроки строительства за счет исключения необходимости монтажа дополнительных колонн и фундаментов.

– Уменьшить общую толщину перекрытия по сравнению с балочными схемами.

 – Значительно уменьшить расход материала по сравнению с полностью отлитым перекрытием.

– Использовать открытые пространства для свободной планировки помещений.