Виды соединений деревянных конструкций
Такие лесоматериалы, как брусья, доски или же бруски, в основном выпускают конкретного размера, но нередко при строительстве может потребоваться материал, который имеет большую длину, ширину или толщину. По этой причине для достижения требуемого размера используются несколько типов соединений с применением врубок, сделанных специализированным оборудованием либо ручным методом по разметке.
Соединения по ширине
После скрепления досок с небольшой шириной обретают щит с требуемыми для производства размерами. Для стыковки существует несколько методов:
1) Стыковка на гладкую фугу;
в таком методе стыковки всякая доска либо же рейка именуется как делянка, а сформировавшийся шов именуется как фуга. Прифуговку можно считать качественной лишь тогда, когда между стыками краёв соседних досок отсутствуют зазоры.
2) Скрепление на рейку;
по краям делянки выбираются пазы и в них вставляются рейки, скрепляющие доски друг между другом. Показатель толщины рейки и показатель ширины самого паза не могут превосходить 1/3 от показателя толщины используемого лесоматериала
3) Скрепление в четверть;
в стыкуемых делянках, полностью по всей длине, выбираются четверти. При таком способе четверти не могут превышать 50% от показателя толщины самой делянки.
4) Стыковка типа в паз и гребень (прямоугольный и треугольный);
данный тип стыковки предусматривает наличие на одном краю делянки паза, а на противоположном гребня, форма которого может быть и как прямоугольной, так и треугольной.
При этом последняя применяется нечасто, ввиду меньшего уровня крепости. Такого рода стыковка достаточно востребована и нередко применяется при изготовлении паркета.
Недостаток скрепления – меньший показатель экономности, вследствие использования большего числа досок
5) Скрепление типа «ласточкин хвост»;
данный тип стыковки несколько схож с предыдущим вариантом, но только гребень здесь обладает формой трапеции, схожей с хвостом ласточек. Отсюда и наименование способа крепления.
Соединение досок в щиты: а — на гладкую фугу, б — в четверть, в — на рейку, г — в паз и прямоугольный гребень, д — в паз и треугольный гребень, е — в «ласточкин хвост».
Также при производстве древесных щитов часто применяют шпонки, гребень с вклеенной в торцевой рейкой и наконечники в паз. Рейки для вклейки могут обладать прямоугольной формой или же треугольной. При применении шпонок лучше предпочесть паз типа «ласточкин хвост». Всё это необходимо для изготовления высококачественных древесных щитов.
Щиты: а — со шпонками, 6 — с наконечником в паз и гребень, в — с вклейной рейкой в торец, г — с вклейной треугольной рейкой, д — с наклеенной треугольной рейкой.
Соединение по длине
Наиболее востребованными методами стыковки по длине являются: вплотную, типа паз и гребень, скрепление на «ус», зубчатый тип клеевого скрепления, на четверть, а также скрепление на рейку. Наиболее активно применяется стыковка зубчатого типа, вследствие своего предельно высокого уровня крепости.
Соединение брусков по длине: а — впритык, б — в паз и гребень, в — на ус, г,д — на зубчатое клеевое соединение, е — в четверть, ж — на рейку.
Также доски могут соединяться методом сращивания, когда сегменты лесоматериала состыковываются между собой в длину. Выполняется это несколькими методами.
К примеру, в половину дерева или прирубом косого типа, накладным замком косого типа и прямого, вплотную, а также натяжным замком как прямого типа, так и косого. При сращивании методом в половину дерева требуемая длина обязана равняться 2-2,5 от показателя толщины бруска.
Для повышения уровня надёжности применяются нагеля. К примеру, подобный вариант можно наблюдать при постройке коттеджей из бруса.
При применении прируба косого типа с подрезанием торцов размер должен быть равным 2,5-3 от показателя толщины бруска. Также закрепляется посредством нагелей.
Скрепление при помощи накладного замка косого или прямого типа применяют в тех конструкциях, где имеется усилие на растяжение. Накладной замок прямого типа размещается непосредственно на самой опоре, а замок косого типа может размещаться у опоры.
При скреплении посредством натяжного замка косого или прямого типа достигается высокий уровень прочности. Но при этом такая стыковка отличается сложностью изготовления, а клинья при усыхании дерева несколько ослабляются. По этим причинам подобный способ скрепления не сгодится для конструкций, несущих высокие нагрузки.
Сращивание вплотную подразумевает собой перемещение обеих концов бруска на опору и последующее скрепление при помощи скоб.
Сращивание: а — вполдерева, б — косым прирубом, в — прямой накладной замок, г — косой накладной замок, д — прямой натяжной замок, е — косой натяжной замок, ж — впритык.
Стыковка вполдерева – непосредственная вырубка либо же срезка 50% толщины на краях брусков, а также последующее их скрепление под прямым углом.
Стыковка вполулапу формируется посредством зарезки на краях брусьев наклонных плоскостей, вследствие чего получается плотное соединение брусьев. Величину наклона необходимо определять по специальной формуле.
Врубка посредством углового сковородня крайне схожа с врубкой методом вполдерева, но отличается от неё тем, что при данном типе скрепления один из брусков утрачивает немного в ширине.
Соединение брусьев под углом: а — вполдерева, б — вполулапу, в — шиповое, г — угловое.
Соединение по высоте
Крестообразное скрепление брусков зачастую наблюдается при возведении мостовых конструкций. При таком варианте можно применять стыковку вполдерева, на треть и на четверть, а ещё и зарубку только лишь одного из брусков.
Крестообразное соединение брусьев: а — вполдерева, б — в треть дерева, в — в четверть дерева, г — с зарубкой одного бруса.
Наращивание
Способ наращивания досок или брусков по высоте именуют скреплением материалов по высоте, что очень активно применяется при возведении столбов либо же мачт.
Наращивание подразделяется на следующие виды:
- Вплотную с шипом потайного типа.
- Вплотную с гребнем сквозного типа.
- Вполдерева с болтовым закреплением.
- Вполдерева с закреплением на хомутах.
- Вполдерева с закреплением стальной полосой.
- Прирубом косого типа с закреплением на хомутах.
- Вплотную с накладками.
- Закрепление посредством болтов.
Длина самих стыков, как правило, равняется 2/3 от показателя толщины стыкуемых брусков либо же 2/3 от показателя диаметра брёвен.
Соединение бревен при наращивании: а — впритык с потайным шипом, б — впритык со сквозным гребнем, в — вполдерева с креплениес болтами, г — вполдерева с креплением полосовой сталью, д — вполдерева с креплением хомутами, е — косым прирубом с креплением хомутами, ж — впритык с накладками и креплением болтами.
Шиповое соединение
При скреплении брусьев посредством шипов на одном из них выполняют зарезку непосредственного шипа, а на ином делается проушина либо же гнездо.
Вязка брусьев шиповым способом активно применяется при производстве таких столярных изделий, как двери, окна либо же фрамуги. Каждое скрепление осуществляется на основе клея. Разрешено применять не только лишь один шип, но и несколько.
Чем большее число шипов планируется сделать, тем соответственно и большей будет площадь склейки.
Данный тип стыковки подразделяется на: угловой концевого типа, угловой срединного типа и угловой ящичного типа.
При угловом скреплении концевого типа применяются незакрытые сквозные шипы (не более трёх), шипы с потёмками сквозного и несквозного типа, а также вставной шкант. Стыковка угловая срединного типа довольно часто встречается на дверях. При угловых скреплениях срединного и концевого типа дополнительно можно использовать шурупы, гвозди либо же болты.
Угловые шиповые соединения: а — открытый сквозной одинарный шип УК-1, б — открытый сквозной двойной шип УК-2, в — открытый сквозной тройной шип УК-3, г — шип несквозной с полупотемком УК-4, д — шип сквозной с полупотемком УК-5, е — шип несквозной с потемком УК-6, ж — шип сквозной с потемком УК-7, з — соединение несквозное и сквозное на шкантах УК-8, и — на ус со вставными круглыми шкантами УК-9, к — несквозной на ус со вставным плоским шипом УК-10, л — сквозной на ус со вставным плоским шипом УК-11.
Угловые серединные соединения на шип: а — несквозной типа УС-1, б сквозной УС-2, в — сквозной двойной УС-3, г — несквозной в паз и гребень УС-4, д — несквозной в паз УС-5, е — несквозной на круглых шкантах УС-6.
Вот и вся ключевая информация о существующих типах соединений. Сюда не входят соединения гвоздями, шурупами или болтами. Чисто дерево ну и чуть-чуть клея.
Выбор вида соединения
Вообще, видов соединений деревянных заготовок существует огромное количество, поэтому рассказать можно только о некоторых из них, наиболее распространенных.
Одним из самых простых способов нарастить деревянную деталь (брус, бревно, доску), увеличить ее ширину является торцевое соединение. Существует несколько вариантов его реализации. Часто применяют простой и функциональный метод в половину толщины (вполдерева). В зависимости от предполагаемой нагрузки на деталь срез может быть ровным или косым. В отдельных случаях стык укрепляют с помощью фигурных вырезов – замков. Данный тип соединения препятствует растяжению, скручиванию, изгибу. Так сращивают брус между собой с целью удлинения.
Создание объемных рам или деревянных каркасов требует надежных соединений под различными углами. В этом случае рационально использовать соединение типа шип-паз или шип-проушина. Узлы в месте стыка деталей выдерживают нагрузку смещения, изгиба и сжатия. Если конструкции необходима высокая стойкость на разрыв, вырезы делают трапециевидной формы.
Дополнительные связи каркасных изделий, придающие жесткость конструкции, реализуют с помощью Т-образных или крестообразных соединений. Основная нагрузка на стыках – сжатие, смещение и разрыв. В особых случаях конструкцию дополнительно усиливают металлическими уголками, шурупами или гвоздями.
Для соединения досок между собой в коробчатые конструкции под прямым углом удобно использовать специальный ящичный паз. Как понятно из названия, данный способ часто применяют для создания объемных конструкций, в том числе ящиков для мебели. Качественно изготовленный ящичный стык выглядит монолитно, имеет привлекательный вид и выдерживает внушительные нагрузки. При создании деревянной мебели часто используют соединение на шкантах, нагелях и домино (когда паз имеет продолговатую форму, в отличие от круглого шканта).
Шиповое соединение (шип-паз)
Самым простым и одним из самых надежных является соединение шип-паз. Оно широко применяется в столярном деле. Подобным способом собирают в единое целое деревянные детали оконных рам, изготавливают самые различные детали корпусной мебели, листы фанеры. Суть данного способа состоит в том, что на торце одной соединяемой детали делают шип, который вставляется в паз другой детали и фиксируется в нем.
Для работы удобно использовать специальный ламельный фрезер, за неимением такового можно обойтись простым ручным инструментом. Понадобится:
- ручная обушковая пила с мелким зубом;
- электрическая или ручная дрель;
- несколько стамесок разной ширины;
- наждачная бумага;
- измерительный инструмент, угольник и карандаш.
Сначала размечают заготовки. Параметры шипа и паза зависят от параметров деревянных деталей и конфигурации изделия, тем не менее стоит учитывать несколько общих рекомендаций.
Важно! Толщина шипа должна составлять примерно треть толщины детали, ширина – 70-80% ширины, длина должна равняться толщине соединяемой заготовки.
Параметры паза также должны соответствовать этим критериям. В любом случае важно следить за тем, чтобы размеры шипа и паза совпадали. Детали должны соединяться легко, без нажима, но не выпадать под собственным весом. Не должно быть люфтов, щелей и перекоса.
Первым вырезают паз, такая последовательность вызвана тем, что шип гораздо проще подгонять под паз, чем наоборот. С помощью пилы делают пропилы, лишнюю древесину удаляют с помощью дрели, дно паза и стенки выравнивают стамесками.
Далее делают шип. Брусок зажимают в тиски и ручной ножовкой удаляют лишнюю древесину. До требуемых размеров шип доводят с помощью стамесок и шлифовальной шкурки.
В большинстве случаев для фиксации деталей достаточно одного лишь столярного клея, обеспечить максимум прочности помогут шурупы или гвозди.
Соединение вполдерева
Достаточно часто в столярном деле используют различные варианты стыков вполдерева (простой или прямой замок). Данный тип сборки деревянных конструкций характеризуется простотой изготовления и высокой надежностью. Различают следующие его разновидности:
- поперечное соединение;
- вполдерева – ласточкин хвост;
- угловое соединение;
- на ус;
- сращивание вполдерева.
Первые два способа применяют для соединения деталей, перекрещивающихся под прямым углом. Особенно популярен ласточкин хвост, в котором форма выреза представляет собой трапецию и боковые стороны идут не под прямым углом. Паз замка слегка расширяется от торца, обеспечивая более надежную фиксацию. Надо отметить, что шиповое соединение тоже может называться ласточкин хвост, если шипы вырезаны в виде трапеций.
Второй и третий способы формируют законченный угол. Сращивание применяют в случае необходимости увеличить длину заготовки.
Как сделать поперечное соединение
Одним из самых простых является поперечное соединение. Оно отличается простотой изготовления, овладеть его премудростями может даже начинающий плотник. Работа выполняется в следующем порядке:
- делается разметка. Соединяемые детали накладывают друг на друга. С помощью линейки прочерчивают линию среза. Рейсмусом наносят разметку по толщине;
- первая деталь зажимается в тиски. Ручной пилой, аккуратно, по линиям делается распил до пометки, оставленной рейсмусом. Заготовка поворачивается. Делается второй пропил;
- заготовку вынимают из тисков. С помощью острой стамески и деревянного молотка-киянки удаляют часть древесины между пропилами;
- обрабатывают вторую деталь;
- плоскости выравнивают с помощью наждачной бумаги или абразивного бруска.
Теперь можно стыковать деревянные заготовки. Соединение должно быть плотным, без люфтов и зазоров. Если изделие будет неразъемным, стыки промазывают столярным клеем, конструкция дополнительно усиливается шурупами.
Формирование углов на ус
Одним из лучших способов создания углов различных объемных изделий является стык на ус. Он позволяет создать монолитную конструкцию, скрыть волокна торца, тем самым обеспечить привлекательный вид. Этот способ подходит для самых разнообразных изделий, но чаще всего применяется для изготовления рамок и деталей корпусной мебели.
Для создания соединения в каждой из деревянных деталей делают пропилы под углом, равным половине угла, под которым встречаются заготовки. Чаще всего этот угол прямой, следовательно, запилы выполняют под 45 градусов, тем не менее угол может варьироваться в широких пределах. Работы выполняют по следующему алгоритму.
Вначале размечают детали. Важно не забывать, что разметка выполняется по длинной стороне, в противном случае можно не угадать с размерами.
На кромках, которые будут соединены, проводят линию под требуемым углом. Комбинированным угольником разметку переносят на каждую сторону заготовки. Затем выполняют распил, для которого лучше использовать электрическую торцовую пилу, но можно работать и ручным инструментом. Работая ножовкой, важно контролировать угол среза, нелишним будет воспользоваться бруском в качестве направляющей.
Готовые детали прикладывают друг к другу, проверяя точность подгонки. Неровности придется сгладить ручным рубанком, довести угол с помощью шлифовальной шкурки. На обе поверхности наносится столярный клей, и с помощью струбцин изделие фиксируется. Дополнительной прочности можно добиться с помощью гвоздиков. Работая молотком, важно контролировать силу удара, чтобы заготовки не сдвинулись.
Особо ответственные соединения усиливают с помощью брусков, которые вклеивают во внутренний угол. Стык, который не будет виден, можно дополнительно укрепить металлическим угольником.
В результате качественно выполненной работы получится идеальный шов. Если же образовалась небольшая щель, то ее можно скрыть, расправив прилегающие волокна древесины с помощью гладкой цилиндрической поверхности. Для этого подойдет стержень обычной отвертки.
Крепеж в чашу
Этот вид соединения применим только для угловых вариантов, выполняется с помощью конструкции одно-, дву-, четырехсторонних пазов. Для такого стыка в брусе проделывают вырубки с верхней или нижней стороны. Вырубка делается таким образом, чтобы она была параллельна сечению самого материала. Этот способ эффективен для простого, клееного и профилированного бруса.
Шип в проушину
Угловые и тавровые (пример: Т-образное соединение оконной рамы) пересечения удобно выполнять методом шип-гребень в проушину. В данном случае проушину делают в торце вертикальной детали, пропилы под шип – в горизонтальной ее составляющей.
Работа начинается с разметки проушины. Толщина заготовки делится на три. Тонкой ножовкой делают пропилы на глубину, равную ширине другой заготовки. С помощью стамесок удаляют лишнюю древесину, стенки проушины выравнивают наждачной бумагой.
Размечают вторую заготовку. Ширина шипа должна быть равна ширине первой заготовки, толщина равняться толщине шипа. Пропилы выполняют ручной ножовкой, тщательно контролируют глубину и угол наклона. Лишнее снимают стамеской.
Окончательную доводку по толщине выполняют с помощью наждачной бумаги. Детали должны соединяться с легким усилием и не распадаться под собственным весом.
«Ласточкин хвост».
Описанные выше два способа угловых соединений подразумевают, что элемент для крепления имеет прямоугольную форму.
В случае с методом «ласточкин хвост» шпонка или шип расширяются к краю. Шпонка, например, становится похожей на песочные часы. Это расширение создает дополнительное сопротивление продольным нагрузкам. Пазы под такое соединение делаются соответствующей формы.
В коренной шип
Соединение в коренной шип похоже на соединение при помощи шпонки, но в этом случае не используется посторонняя деталь.
В одном из брусьев сбоку вырубается паз. На торце второго выполняется шип так, чтобы в конечном итоге он оказался с внутренней стороны стены. В этом случае угол пропускает меньше тепла. Сама конструкция выигрывает за счет того, что шип является неотделимой частью большего элемента. И все-таки дополнительно его скрепляют с помощью нагеля.
Шип в гнездо
Более сложным соединением является способ шип в гнездо. Оно требует большего мастерства, но отличается гораздо более высокой надежностью и долговечностью. Сфера использования та же, что и в предыдущем случае, а именно – Т-образные стыки. Отличие данного метода заключается в том, что шип делается в торце вертикальной детали, в теле горизонтальной выпиливается гнездо.
Это одно из самых распространенных мебельных соединений. Различают соединение со сквозным шипом и с глухим. Отличие состоит в том, что в первом случае вырезается сквозное гнездо, во втором прорезь делается на определенную глубину.
Т-образное соединение бруса
К такому соединению прибегают при сооружении стен внутри дома и сопряжении их с внешними или между собой.
- Полусковородная – на перпендикулярном брусе выпиливают выступ с одной ровной стороной и с другой в виде трапеции. Толщина примерно в половину бруска. В сопрягаемом элементе – паз такого же размера и конфигурации.
- Замочный паз – в брусках вырезают пропил для шпонки. При стыковке шпонку забивают в отверстие, и она удерживается соединением.
- Сковородная – выступ в перпендикулярном бруске делают симметричной трапециевидной формы. Стыковка сложнее, так как для вбивания перпендикулярного элемента в основной брусок требуется усилие. Зато крепеж надежный.
- Прямой паз на коренном шипе – трехсторонняя стыковка. В торце перпендикуляра вырезают паз сложной формы и с мелкими пазами по обоим сторонам. Два бруса основной стены стыкуют с перпендикуляром ребром так, чтобы образовать с внешней стороны одну плоскость. Удержание происходит за счет вхождения шипов в пазы перпендикуляра.
В жилище не рекомендуется заменять Т-образную стыковку крепежом на уголок. Последний выглядит крайне неэстетично.
Особенности японского столярного соединения
Небывалых высот столярного искусства достигли японские мастера. Используя традиционные техники, комбинируя различные типы соединений, они создают точные и надежные стыки без применения гвоздей и прочего крепежа. Стыковка различных деревянных деталей выполняется исключительно благодаря силе трения.
В основе надежности данных соединений лежит точный срез. Идеально подогнанные линии замков на обеих сопрягаемых деталях позволяют создать соединение с безукоризненной точностью. Сложные конфигурации замков требуют большого опыта, знаний и умения владеть инструментом, но при желании всему этому можно научиться.
Способы углового соединения
Угловое соединение бруса между собой, с одной стороны, проще, так как сцепление здесь намного лучше; с другой – сложнее, так как предполагает вырезание множества пропилов и шипов разной формы.
Различают 2 основных технологии.
- «В чашу» – точнее говоря, с остатком. В этом случае после скрепления какая-то часть бруса остается снаружи угла.
- «В лапу» – или без остатка. Угол выглядит ровным.
Способ выбирают с учетом параметров материала и геометрии всей постройки. Например, соединять оцилиндрованный брус в углах избы методом без остатка не имеет никакого смысла.
С остатком
Такая стыковка выполняется за счет замочных пазов. По их числу и типу различают 3 варианта.
- Одностороннее соединение – на одном брусе выбирают паз с сечением, равным сечению второго бруса, но меньшей глубины. Второй элемент просто вставляют в первый. Метод прост и надежен.
- Двустороннее – пропил делают в обоих брусках и укладывают паз и в паз. Получается двустороннее крепление, одинаково прочное по обоим направлениям.
- Четырехстороннее – изменяют форму бруска ближе к концу так, чтобы при соединении они укладывались в паз, но каждый следующий элемент возвышался над плоскостью стыковки. В этом случае бруски соединяются и удерживаются силой сцепления с 4 сторон.
Чем сложнее способ стыковки, тем больше подготовки и расчетов он требует.
Одностороннее
Наиболее распространенный и удобный способ крепления, одинаково хорошо подходящий и к обычному, и к профилированному брусу. На одной стороне материала производится запил, чтобы сделать перпендикулярный оси бруса паз. По толщине он доходит до половины толщины материала. Данный вариант кладки брусьев заключается во вставке в паз перпендикулярно расположенного строительного элемента.
Образованный правильно замок характеризуется крепостью и плотностью. Укладывается с нижележащих венцов, которые направлены в одну сторону и хорошо комбинируются с ними. Дополнительную прочность всей угловой конструкции придает использование фиксирующих нагелей.
Такой способ идеально подходит для создания простого тройного крепления (тройника).
Двустороннее
При двустороннем соединении пиломатериала необходимо изготовить пару пазов сверху и снизу. При этом их глубина должна достигать четверти толщины, а ширину делают равной брусу.
Четырехстороннее
Четырехстороннее соединение «в обло» является самой надежной вариацией данного способа. Однако такое крепление требует от плотника большой сноровки и профессионализма при выполнении, ведь нужно правильно просчитать ширину и глубину пазов. А также нельзя подвергнуть повреждению сам материал. Данный способ подразумевает вырезание пазов на каждой из граней бруса.
Без остатка
Крепить под прямым углом можно и без остатка. Вариантов здесь немало.
- «В полдерева» – как и при продольном соединении, на концах брусков выпиливают пропилы глубинно в половину толщины. Материал укладывают друга в друга пазом в паз и получают прочное скрепление. Можно продублировать его шпонкой. В этом случае в верхней части пропила проделывают еще один, маленького размера, и при стыковке вбивают в полученное отверстие шпонку.
- Встык – незатейливый крепеж на скобы или пластины. Дерево не обрабатывается, а попросту укладывается с плотным прижимом торцов и фиксируется уголками, порой даже саморезами. Такой крепеж нужно дублировать уплотняющим материалом, поскольку стыки невозможно сделать достаточно плотными.
- Коренной шип – в одном элементе, любом, выпиливают паз, в другом – шип такого же размера. При соединении шип входит в паз, буквально сращивая элементы. Технология обеспечивает полное сохранение тепла. Допускается дублирование деревянными панелями.
- «Ласточкин хвост» – напоминает метод «в полдерева», но пазы делают трапециевидной формы. Рассчитать их и сделать сложнее, но при этом увеличивается площадь сцепления и прочность стыковки.
- «В лапу» – на торец делают присек, что является характерной чертой такого соединения. Пазы делают примерно в половину толщины и с наклонными плоскостями. Они чуть проще, чем «ласточкин хвост». Такой вариант советуют использовать при сооружении межкомнатных перегородок, поскольку этот угол легко продувается.
Промышленным путем в брусках делают пазы и выступы более сложной формы. Однако для этого требуется специальное оборудование.
«Встык»
Данный вариант крепления является одним из наиболее простых. В нем брусья крепятся под углом 90 градусов с помощью специальных фиксирующих скоб либо унифицированного крепежа. При этом такой способ подойдет как для горизонтальных, так и для вертикальных брусьев. Сама древесина обработке не подвергается. Таким образом собирают различного рода временные сооружения, навесы, полевые хранилища и многое другое. При этом готовую конструкцию можно легко разобрать и собрать заново, ведь пиломатериал не подвергается бесповоротным структурным изменениям.
Технология соединения бруса «встык» получила инновационную модернизацию после создания высокотехнологичной деревообрабатывающей техники. Теперь, чтобы усилить крепление, применяется утаенный шип-паз, а также шпонка в форме трапеции. Такой замок получил наименование коренного шипа, его форма и размеры стандартизированы и официально утверждены ГОСТом. Данный крепежный элемент выполняется на современном фрезерном станке.
Надежность изделию придается за счет высокоточной заготовочной обработки. Шип крепко фиксируется внутри заготовки.
Такое крепление можно усилить с помощью строительного клея, а углы любой постройки, собранные таким способом, могут похвастаться своими прочностью и герметичностью. При этом лицевую сторону не нужно подвергать какой-либо обработке. За счет этого древесная текстура сохраняет свою однородность, что придает привлекательности фасаду строения.
При помощи шпонки
Данное соединение является одним из наиболее надежных способов крепления.
Шпонка представляет собой небольшой брусок, который вырезается, как правило, из твердых пород дерева. Для нее нужны специальные пазы, которые возводятся в центральной части торца первого бруса и на продольной грани второго. Причем вырезаются они таким образом, чтобы при прикладывании оба элемента идеально подошли друг к другу. Торцевой паз составляет треть от всей поверхности торца. Это означает, что второй крепежный элемент должен находиться от края на таком же расстоянии. После создания пазов в них необходимо с натягом забить шпонку. Преимуществом такого соединения является полное исключение смещения брусьев друг относительно друга.
Положение вырезанного паза можно сделать перпендикулярным относительно торца или под углом к нему. Последний способ монтажа уменьшает вероятность смещения деталей даже под сильными нагрузками. А также возможно горизонтальное расположение шпонки.
Данный метод чаще всего используется при скреплении наружных углов, а также при возведении внутренних стен. Этому способствует полная свобода в выборе расстояния от края бруса для вырезания паза под шпонку.
В коренной шип
Использование коренного шипа с успехом используется в сращивании брусьев в длину. Преимущество данного способа состоит в том, что для такого соединения не нужны дополнительные элементы. Вместо них используется вырезанный на торце самого бруса выступ. Он формируется в его середине и составляет треть торцевой площади.
Одновременно с шипом на торце другого бруса вырезается паз, совпадающий по размерам с первым. Само крепление происходит усиленным вбиванием шипа в паз с боковой стороны. Обоюдные формы значения не имеют: они могут быть обычными прямоугольными, призматическими, комбинацией «ласточкин хвост».
Для увеличения прочности и теплоизоляции можно использовать не только перпендикулярно располагающиеся к торцам шип и паз, но и под половиной прямого угла. Такой вариант намного сложнее в исполнении, но он придаст крепость соединению и уменьшит его теплопроводность. В некоторых случаях один коренной шип раздваивают или даже растраивают, что также увеличивает показатель теплоудержания.
Такой вариант требует должной сноровки, ведь некачественно сделанные крепежные элементы из-за своей тонкости могут переломиться и разрушить соединение.
При этом существует соединение через некоренной шип. В отличие от первого он приближен к внутренней грани бруса и используется для стягивания углов.
«Ласточкин хвост»
Данный способ крепления считается одним из наиболее теплоизолирующих для дома. Нормативным регламентом по его исполнению служит ГОСТ 30974 – 2002. Соединение, сделанное по типу «ласточкин хвост», обладает надежностью, долговечностью. Такой угол не нуждается в дополнительном крепеже.
Строение данной конструкции более всего походит на коренной шип. Для ее осуществления на торце бруса надо выпилить шип и паз. Для успеха соединения они должны обладать идентичностью и образовывать между собой герметичный угол. Основное отличие паза в данной конструкции заключается в его трапециевидной форме.
Крепление «ласточкин хвост» применяется в соединении углов, а также Т-образных стен и обычных в длину. Такой тип соединения исключает необходимость в дополнительных напусках на межкомнатных стенах, что, в свою очередь, позволяет применять в строительстве брус меньшего сечения и увеличить свободное пространство в комнатах.
Конструкция после применения такого соединения приобретает ветронепроницаемость, однако для дополнительного утепления при строительстве используется джут. Имеется возможность прирубки остатка в угловых креплениях. Прирубка обязательно должна иметь форму трапеции.
«В лапу»
Особенностью данной технологии монтажа деревянных брусков является то, что с ее помощью можно формировать как углы здания, так и Т-образные стены для комнат при осуществлении строительства здания из клееного бруса. Для укладки таким образом нужно сделать скрытый шип для крепления.
При конструировании угла «в лапу» необходимо образовать присек, наличие которого выделяет данный метод крепления на фоне всех остальных. Однако таким образом крайне не рекомендуется осуществлять сбор несущих стен, так как их углы будут хорошо продуваться. Чтобы предотвратить наличие сквозняков, лучшим вариантом будет создание наклона в обе стороны.
Еще одной особенностью соединения бруса «в лапу» является возможность создания как остаточного соединения, так и безостаточного.
У специалистов более предпочтительно соединение стен с выносом концов брусьев, но своими руками можно осуществить и монтаж с остатком.
Для крепления «в лапу» необходимо выпилить паз, в котором закрепляется перпендикулярно расположенный материал. Для увеличения прочности можно использовать нагели. Такие брусья укладываются «в полдерева».
«В полдерева»
При использовании подобного способа венец выкладывается из пар брусьев. Угловой элемент выглядит следующим образом: на одном брусе удалена верхняя половина, а у второго бруса нет нижней половины его массива.
Для того чтобы осуществить подобную сборку, необходимо продлить угловые отверстия на соединениях на нагель. Оно должно быть таким, чтобы нужно количество брусьев можно было бы соединить без особых проблем. После монтирования начального венца на фундамент, соединяющегося деревянными нагелями, нужно уложить уплотняющий материал. После этого приступают к укладке следующего венца.
Как только угол соединений второго венца зафиксирован, ряды брусьев начинают сплачиваться вместе. Чтобы осуществить сплочение, нужно использовать нагели. Через 1,5 метра высоты сверху вниз нужно просверлить для их забивки отверстия. Нужно забить элементы так, чтобы они вошли внутрь на полтора венца. Однако можно сшивать и три венца вместе. Это можно осуществить, если есть инструмент для глубокого сверления и подходящие по длине деревянные нагели.
При всех преимуществах соединений «в полдерева» у них есть и существенный недостаток: продуваемые углы. Для его нивелирования необходимо утеплять углы шпонками из дерева.
Соединительный крепёж
С появлением современного крепежа из прочной легированной и оцинкованной стали упростились многие строительные процессы, в том числе и устройство надёжных соединительных узлов в конструкциях из бруса. Одни из них применяются уже давно, и традиционно пользуются популярностью. Другие появились сравнительно недавно, поэтому могут быть неизвестны людям, профессия и интересы которых не связаны со строительством.
Традиционные крепёжные элементы
Самыми простыми, надёжными из них являются шканты или нагели, изготовленные из твёрдой древесины. Они идеально сочетаются с основным материалом, не вызывая его деформацию, растрескивание или гниение. В сочетании с клеевыми составами они позволяют осуществлять прочное крепление.
Нагели бывают и металлическими. Их главное достоинство – высокая прочность и долговечность, поэтому их часто используют для скрепления брусовых венцов по вертикали.
Гвозди и скобы, которые раньше были едва ли не единственными видами крепежа для дерева, сегодня стараются не использовать при строительстве капитальных зданий, так как чёрный металл, из которого их изготавливают, несовместим с деревом. Он легко поддаётся коррозии, портя древесину и постепенно разрушаясь. По этой же причине не рекомендуется применять самодельные нагели, нарезанные из арматурных прутьев.
Современные крепёжные изделия
Очень разнообразный крепёж изготавливают из стального перфорированного проката толщиной не менее 2 мм с антикоррозионным покрытием. Из него делают:
- пластины разной длины и ширины с отверстиями под саморезы и анкеры. Большой ассортимент типоразмеров позволяет решать такие задачи, как соединить брус между собой по длине 150 на 150, скрепить стропила в коньковой части или усилить провисающий стык без нижней опоры;
Профилированный брус как строительный материал – особенности производства и использования в строительстве
- соединительные уголки из того же исходного материала бывают простыми и усиленными, с дополнительным ребром жёсткости. В ассортименте этих изделий есть как равнополочные уголки, так и с разной длиной полок. Они применяются для усиления угловых соединений сруба, крепления стропил, балок перекрытия, создания каркаса для внутренних перегородок и т.д.;
- опоры – крепёжные детали сложной формы, позволяющие создавать надёжные угловые Т-образные стыки без изготовления замков. Например, крепить к стенам балки перекрытия. Их типоразмеры соответствуют всем стандартным размерам сечения бруса.
Усовершенствованным аналогом перфорированной пластины является гвоздевая или зубчатая пластина. С её помощью надёжно скрепляются элементы конструкции, расположенные в одной плоскости.
Весьма востребованы в деревянном строительстве и резьбовые шпильки. Ими стягивают стык, закручивая гайки с обеих сторон от него.
А самым современным крепёжным изделием, позволяющим не только соединять венцы друг с другом, но и компенсировать усадку дома и появление щелей между брусьями, является пружинный узел «Сила».
Бесшурупная фурнитура
Основным удерживающим элементом при креплении бесшурупной фурнитуры является дюбельный элемент, отлитый заодно с ее корпусом. Дюбель имеет форму втулки с заостренными кольцевыми или полукольцевыми выступами.
Устанавливают фурнитуру методом запрессовывания дюбелей в заранее высверленные отверстия на специальном оборудовании. Бесшурупная фурнитура технологична. Обеспечивает достаточную прочность.
Конструкция строительных гвоздей с плоской головкой соответствуют ГОСТу 4028-63 и приведена на рисунке 8.
Условное обозначение гвоздей с плоской головкой с диаметром стержня 1,2 мм и длиной 25 мм: гвозди П 1,2 × 25 ГОСТ 4028-63.
Общий вид скоб приведен на рисунке 9.
Шурупы с полукруглой головкой (ГОСТ 1144-80)
Условное обозначение шурупа: шуруп 3 × 20 ГОСТ 1144-80. Общий вид шурупов приведен на рисунке 10.
 |
 |
 |
| Гвоздь строительный | Рис. 9. Скоба | Рис. 10. Шуруп |
Шурупы с шестигранной головкой (ГОСТ 11473-75)
Общий вид шурупов с шестигранной головкой приведен на рисунке 11. Условное обозначение: шуруп 4 × 50 ГОСТ 11473-75.
Шурупы с потайной головкой (ГОСТ 1145-80)
Общий вид шурупов с потайной головкой приведен на рисунке 12.
Условное обозначение: шуруп 3 × 20 ГОСТ 1145-80.
Болт с увеличенной полукруглой головкой и усом (ГОСТ 7801-81)
Общий вид болтов с увеличенной полукруглой головкой и усом приведен на рисунке 13. Условное обозначение: болт М6 × 40 ГОСТ 7801-81.
Шурупы с полупотайной головкой (ГОСТ 1146-80)
Размеры шурупов с полупотайной головкой приведены на рисунке 14. Условное обозначение: шуруп 3 × 20 ГОСТ 1146-80.
 |
 |
| Шуруп с шестигранной головкой | Рис. 12. Шуруп с потайной головкой |
 |
 |
| Болт с увеличенной полукруглой головкой и усом | Рис. 14. Шуруп с полупотайной головкой |
Болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7798-70)
Основной вид болтов с шестигранной головкой приведен на рисунке 15. Условное обозначение: болт М 12 × 60 ГОСТ 7798-70.
Гайки шестигранные (ГОСТ 5927-70) представлены на рисунке 16. Условное обозначение: гайка М8 (ГОСТ 5927-70), где H – высота гайки; M – диаметр резьбы; S – размер под ключ.
Болт с шестигранной головкой
 |
 |
| Гайка шестигранная | Рис. 17. Шайба |
Шайбы (ГОСТ 11371-68)
Основной вид шайб приведен на рисунке 17.
Условное обозначение: шайба 12 (ГОСТ 11371-68).
Разновидности
Существуют разные виды столярных соединений.
Они регламентированы ГОСТом 9330-60 и могут относиться к одной из указанных в стандарте групп. Соединения могут быть следующими:
- По длине. Это позволяет совместить детали, которые примыкают друг к другу торцами. К этой категории относятся сращивание и наращивание. Одним из самых часто применяемых вариантов является соединение типа шип. Существует несколько разновидностей подобных совмещений. Какие столярные шиповые соединения вы знаете? У каждого столяра есть свой опыт в применении подобных стыков.
- По кромке. Этот тип совмещения называется сплачиванием. Он применяется для двух или больше заготовок с целью получения широкой детали.
- Угловые концевые. Принцип похож на столярные шиповые соединения. Но в этом случае детали сходятся под определенным углом. Эта методика применяется в ходе создания мебели.
- Угловые срединные. При создании такого соединения одна деталь примыкает к другой либо своим торцом, либо пересекает его полностью под определенным углом. В первом случае соединение называется примыканием, а во втором – пересечением. Такая техника используется преимущественно для создания щитов.
- Ящичная вязка. Применяется для соединений широких элементов. Чаще всего такие стыки делают при сборке коробок, ящиков. Этот тип соединений также может быть концевым или срединным.
Способ стыковки выбирается в соответствии с назначением изделия.
Сращивание по длине
Такой вид соединения деревянных деталей имеет некоторые нюансы. По своей сути это удлинение элементов в горизонтальном направлении. Сращивание может быть:
- Впритык — срезы концов выполняются под прямым углом и совмещаются друг с другом. В оба бруса (бревна) забивают скобу.
- Косой притык — срезы выполнены под углом, а концы скрепляют штырем или гвоздем.
- Торцевой притык с гребнем.
- Прямая накладка — длина вырубки в 1,5-2 раза больше, чем толщина бруса (бревна).
- Косая накладка — концы срезают под углом и фиксируют болтами.
- Накладка с косым прирубом — на концах деталей выполняют торцевые гребни, имеющие ширину и длину в одну треть толщины бруса.
Сплачивание досок
Качественная древесина стоит дорого, купить хорошую доску с необходимыми параметрами не всегда возможно, да не всегда и нужно. Чтобы сделать, к примеру, столешницу, вовсе необязательно искать доску шириной в стол, обладая навыками столярного дела, можно создать идеальное деревянное полотно с необходимыми параметрами.
Вариантов сплачивания много. Широко распространена доска с шипом и пазом, так называемая вагонка. Она позволяет создавать ровные деревянные поверхности большой площади. Часто используется упрощенный ее вариант – доска со стыком в четверть.
Сплачивание на гладкую фугу (встык)
Самый простой способ, не требующий дополнительных элементов. Боковые грани досок фугуют, лучше делать это попарно, зажимая обе соседние доски в тиски и одновременно обрабатывая их. Такая обработка создаст точную поверхность, на которой неровности одной доски будут компенсироваться неровностями другой. Обе доски промазывают клеем и фиксируют до полного его застывания.
С использованием дополнительных связей
Данный способ дает более надежную конструкцию, при этом не отличается особой сложностью. Доски для него также выравнивают, но в соединяемых торцах проделывают симметричные отверстия для установки шкантов или шпилек. Возможно усиление полученного полотна с помощью вбиваемых металлических скоб. Конечно, скобы вбивают с внутренней стороны изделия.
Сплачивание несущих элементов
Удлинить (нарастить) доску, являющуюся частью несущей конструкции можно несколькими способами. Самый простой и самый надежный – соединение вполдерева с последующей накладкой на место соединения усиливающих планок. Некритичные участки можно усилить с помощью фанеры.
Этот же способ используют и для сочленения досок под различными углами. Точно выполненные разрезы сочленяемых деталей позволяют обойтись и без усиливающих накладок, достаточно закрепить доски в месте стыка шурупами.
Основы сборки
Постройка на готовом фундаменте проходит в несколько базовых этапов:
- укладка первого венца;
- укладка остальных венцов;
- прорезка оконных и дверных проемов;
- учет усадки;
- возведение каркаса крыши;
- монтаж лаг пола и потолочных балок.
Укладка первого венца
Перед укладкой первого венца на готовый фундамент необходимо принять ряд мер, которые впоследствии обеспечат долговечность строения, защищая его от гниения и сырости. Сделать нужно следующее:
- нанести обмазочную гидроизоляцию на фундамент;
- сверху постелить два слоя рубероида.
После этого надо выбрать брус с самым большим сечением, из которого будет сложен первый венец, и проверить его геометрию. Делается это ни в коем случае не на глаз, а только с помощью строительного уровня. Точность здесь очень важна, ведь от этой ровности зависит геометрия всего строения.
Сам венец укладывается следующим образом:
- выбранные брусья необходимо обработать антисептиком со всех сторон;
- проверить, одинакова ли их толщина;
- с помощью уровня укладывать брус, не привязывая к фундаменту, поскольку баня при усадке их надежно зафиксирует своим весом.
Информация. При стройке бани из бруса можно осуществить привязку к фундаменту, используя для этого вязальную проволоку. Но надо учесть, что это затруднит демонтаж нижней части конструкции, если в этом когда-нибудь возникнет нужда.
Как класть брус на баню — второй и последующие венцы
Все венцы укладываются по одной схеме. Разница может быть лишь в том, чем их скреплять: железными или деревянными нагелями. Если есть выбор, лучше взять деревянные, ведь когда строение начнет рассыхаться, железные будут видны.
Важно! Ни в коем случае нельзя использовать для крепежа гвозди со шляпками, потому что они притягивают влагу и ржавеют со временем, а это портит брус.
Что касается схемы укладки венцов, то она выглядит следующим образом:
- в брусьях необходимо просверлить отверстия, чтобы в одном брусе они были насквозь, а во втором – наполовину;
- эти отверстия должны находиться друг от друга на расстоянии не меньше одного метра и не больше полутора;
- в них вбиваются нагеля, и в каждом последующем ряду их надо расположить в шахматном порядке относительно друг друга;
- между венцами надо прокладывать джут или паклю.
По этому алгоритму нужно построить баню из бруса до верхней обвязки. Однако надо помнить, что два последних венца нагелями не скрепляют, поскольку их еще придется снять для монтажа потолочных балок.
Оконные и дверные проемы
Поскольку приходится заранее учитывать, что усадка бани из бруса естественной влажности составляет до 10% по высоте, в местах, где будут двери и окна, надо еще на этапе возведения стен оставить промежуток. Он не должен быть большим.
А после того, как усадка произойдет, в области таких проемов нужно будет с помощью бензопилы вырезать сами окна и дверь.
Естественная усадка
Усадка бани происходит в течение шести месяцев(в теплое время). И на этот срок сруб нужно подготовить. Как только все необходимые работы будут закончены, на верхние венцы потребуется уложить доски в один ряд. Толщина досок должна быть не менее 5 см, сверху необходимо положить рубероид или шифер.
В таком виде строение должно простоять зиму, чтобы усадка полностью прошла. И лишь после этого можно приступать к окончанию строительства.
Виды углового соединения для бруса
Отдельно стоит упомянуть о соединении бруса или бревна при изготовлении сруба для дома или иной постройки. Данная технология строительства используется веками, качественно уложенные бревна гарантируют зданию долгую службу.
Выделяют два основных вида углового соединения при постройке сруба:
- без остатка (в лапу);
- с остатком (в чашу).
Рубка без остатка означает, что уложенные бревна сформируют ровный угол, их концы не будут выступать за пределы строения, отдельная его разновидность – теплый угол. Рубка с остатком, в свою очередь, означает, что по углам здания сформируется переплетение из выступающих торцов. Второй способ более затратный в плане количества материала, но здание лучше сохраняет тепло и более устойчиво.
Существуют различные способы соединения деталей из дерева, умение определить оптимальный для того или иного вида работ позволит значительно разнообразить ассортимент изделий, которые может изготовить мастер. Правильно выбранный способ обеспечит привлекательный внешний вид изделию и гарантирует надежность объемной конструкции.
Где применяется данный вид примыкания?
Сфера применения узлов, где деревянные брусья примыкают к стене из кирпича, чрезвычайно широка. Наиболее часто данный вид примыкания используется с такими целями:
Когда требуется закрепить на стене предметы интерьера, деревянный брус прикладывается к поверхности плашмя и фиксируется с помощью крепежа. Так он способен нести значительную нагрузку. Чем больше величина этой нагрузки, тем больше точек крепления к кирпичной кладке необходимо предусмотреть. Такое же правило применяется при монтаже перегородки, только стартовый брус устанавливается вертикально.
Дверная коробка постоянно испытывает динамические нагрузки, поэтому она закрепляется к кирпичу особо надежным видом крепежных элементов: анкерами. Они же применяются при установке различных козырьков, испытывающих снеговую и ветровую нагрузку.
При наружном или внутреннем утеплении кирпичных стен из брусков собирают обрешетку (каркас), являющийся основой для монтажа облицовки: винилового сайдинга, гипсокартона, пластиковых панелей и прочих материалов. В этой ситуации дерево испытывает минимальные механические нагрузки, оттого может крепиться дюбелями для быстрого монтажа.
Для возведения пристройки требуется надежная конструкция, несущая на себе кровлю со всеми вытекающими последствиями.
В этом случае деревянные брусья работают как несущие балки и примыкают к кирпичной кладке под углом 90°. Есть несколько способов, как их можно удачно опереть на кирпич и надежно зафиксировать.
Видео описание
Что это такое, и как работает данный пружинный узел, рассказано в видео:
[spoiler title=»Источники»]
- http://kievuz.ru/soedineniya-derevyannyh-elementov.html
- https://DrevoGid.com/materialy/soedinenie-derevyannyh-detalej.html
- https://dzgo.ru/raboty/kreplenie-brusa.html
- https://StrojDvor.ru/strojmaterialy/kak-nazyvaetsya-soedinenie-bruskov-pod-pryamym-uglom/
- https://stroy-podskazka.ru/brus/kak-soedinit/
- https://m-strana.ru/articles/kak-krepit-brus-mezhdu-soboy/
- https://drevesina.net/soedinenie-derevjannyh-detalej-jashhichnoe-stykovoe-uglovoe-tipa-ship-paz-i-lastochkin-hvost/
- https://par-torg.com/kak-soedinit-brus-pri-stroitelstve-doma-ili-bani-vse-hodovye-sposoby/
[/spoiler]
