Способы крепления деревянных конструкций

Столярные соединения деталей из древесины

Прочность конструкции и ее эстетический вид, напрямую зависят от вида соединения всех ее составляющих. Практически все виды лесоматериала – доски, бруски или брусья – распиливают по стандартным замерам, что не всегда удобно в строительной сфере. Поэтому, для получения необходимых деталей из древесины, строители пользуются различными типами соединений с использованием врубок, которые делаются по разметке, нанесенной специальным оборудованием или вручную.

Первоначальный компонент конструкции – деталь – может быть сделана из цельного фрагмента древесного материала, или брусков, сфугованных между собой. Стыковка компонентов воедино формирует узел – короб, который представляет собой конструктивные составляющие элементы. Все компоненты соединяются друг с другом железными скобами, клеем либо же столярной вязкой. Столярные соединения деталей из древесины – вязки, можно распределить по видам в зависимости от области применения.

• по длине – древесные элементы крепятся друг с другом торцами. Стыковка материала осуществляется при помощи наращивания или сращивания элементов конструкции;
• по кромкам — своеобразная стыковка нескольких досок для быстрого роста ширины элемента конструкции;
• соединение угловых концевых деревянных элементов, сводимых под разными углами, для формирования большого количества полезных компонентов строительных элементов и частей каркаса для мебели;
• угловые срединные соединения – это стыковка двух составляющих, из которых одна часть детали прилегает своим концом к середине другой или же, для формирования в нем щитов, пролегает по его ширине;
• ящичные угловые – ящичная вязка широких досок. Деревянные соединения без гвоздей используются в сборке различных видов коробок либо ящиков.

Разъемные и неразъемные соединения

Разъемные соединения древесных элементов позволяют неоднократно разобрать конструкцию и осуществлять последующую ее сборку не нарушая целостность деталей. Для разъемной сборки двух деталей используют вариант с резьбой.

Виды резьбовых соединений:

1. Болтовое – осуществляется посредством гайки, шайбы и болта;
2. Шпилечное – стыковка деталей путем ввинчивания винта в одну из досок;
3. Винтовое – стыковка деталей винтами;
4. Комбинированные – способы соединения элементов конструкции несколькими видами.

К неразъемным видам соединений, использующимся в деревообработке, относятся:

• скрепление деталей посредством клея. Благодаря этим соединениям формируются довольно долговечные строения всевозможных объемов и форм;
• шиповые мебельные соединения. К главным составляющим шиповых соединений относятся – шпунт, гребень, гнездо, проушина, шип;
• неразъемные соединения на ус. Данный вид соединений нашел применение в конструкциях, требующих вуалирования торцов соединяемых компонентов. В сравнении с прямой стыковкой, угловые соединения менее прочные;
• неразъемный вид соединения — фолдинг. Способ востребован в конструировании ящичных либо корпусных строений. Методика состоит в формировании куба из плоского щита с клинообразными пазами, расположенными в диаметральном направлении. С внешней стороны, под пазами, приклеивается целлофан. Перед тем как сложить готовый короб фальцы смазываются клеем. В процессе сборки конструкции целлофан обеспечивает надежность и эластичность поверхности сгиба;
• Быстровыполнимое неразъемное соединение звеньев гвоздями и крепежными скобами. Гвозди относятся к стандартным металлоизделиям. Стойкость подобного соединения обусловлена сопротивлением выдергиванию. Коэффициент непосредственно зависит от размеров, формы сечения гвоздя и материала соединенных элементов. Чем толще гвоздь, тем больше сопротивление к выдергиванию.

Сплачивание досок

Ящики и составные части макетных корпусов производят из раздельных элементов древесины. В данном случае применяются такие виды соединений как сращивание, сплачивание или вязка. Сплачиванием можно назвать стыковку досок по их параметрам: толщина или ширина, у которых волокна древесного материала расположены параллельно. Метод сплачивания в основном применяется для создания громоздких строений.

Для производства цельных лесозаготовок из индивидуальных компонентов используют гвозди, шурупы, клей, нагели, а при сплачивании разъемных заготовок применяют шины и клинья. Часто встречающимся приемом сплачивания считается слияние элементов схлестыванием встык кромками либо пластями. Чем тоньше доска в процессе сплачивания, тем меньше вероятность деформации материала.

В процессе сплачивания важно принимать во внимание размещение годичных слоев на древесине. В сравнении с лесозаготовками, которые соединены кромками, заготовки сплаченные встык пластями значительно устойчивее и буквально не поддаются деформации. Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке. Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности.

1. Сплачивание на гладкую фугу. Доски предварительно фугуют, стыкуют, смазывают клеем, закрепляют фиксаторами до высыхания;
2. Сплачивание с внедрением добавочных связей. Доски предварительно выравнивают, во фронтонах высверливаются проколы для шпилек. Вбивают скобы для увеличения долговечности;
3. Сплачивание несущих составляющих. Стыковка досок в половину дерева с накладной частью на площадь стыковки усиливающих планок.

Угловые соединения

Длительный срок эксплуатации конструкции или строения зависит от правильно уложенных и соединенных досок и бревен.

Виды угловой конгломерации:

• сборка компонентов без остатка (в лапу);
• сборка компонентов с остатком (в чашу).

Сборка без остатка предполагает уложенные доски с ровным, невыступающим углом. Существует обособленная модификация – теплый угол. Сборка с остатком подразумевает под собой переплетения досок из выпирающих торцов. Второй метод считается финансово затратным, так как требуется рассчитывать лесоматериал на выступы, но сооружение достаточно надежно и значительно дольше сохраняет тепло.

Угловое стыкование на ус

Для скоса торцов угол делится напополам. В стандартной стыковке угол равен 90°, вследствие чего, каждый торец следует обрезать под 45°. Но есть вариации угла: тупой или острый. В неровном угловом стыковании можно соединять детали с различной шириной.

Сращивание компонентов на ус и стыковка бруса с прирезкой

Сращивание компонентов на ус – методика находит применение при ровных торцах компонентов, лежащих на одной прямой. Древесные элементы стыкуются без изменения толщины. Соединение досок с прирезкой применяется при стыковке двух компонентов под углом друг к другу. Практикуют при состыковке в углу двух составных частей с профилем. Если, в момент сращивания, сдвинутся доски, то образовавшийся промежуток станет менее приметен, чем при угловом стыковании на ус.

Угловое соединение в проушину

Стыковка практикуется при сборке пересекающихся деталей, находящихся на ребре, или же в угловом варианте. Наиболее популярными видами конгломерации можно назвать тавровое и угловое. Для долговечности конструкции соединение следует укреплять нагелем либо же склеить.

Соединение шипом в гнездо

Шиповая сборка выполняется при стыковке звеньев, соединяющихся углом или при пересечении. Во всем столярно-плотницком деле данную стыковку можно назвать наиболее прочной. На практике стыковку используют при производстве оконных переплетов, дверей, для рамок корпусной мебели.

Существует два вида сращивания шипом в гнездо:

• обычная стыковка шипом в гнездо;
• соединения ступенчатым шипом в гнездо (полупотемок). Большую часть ширины заготовленного материала занимают шип и гнездо. Со стороны паза готовится расширение, и в него заходит ступенька шипа с другого звена. Полупотемок предотвращает выпадание шипа из паза.

Иная шиповая сборка древесного материала

• Боковой шип – производство дверей;
• потайной скошенный шип вполупотемок – практикуется при сокрытии шипа;
• шип впотемок – для широких составных частей, таких как нижняя обвязка деревянной двери.

Торцевое соединение

Этот вид стыковки древесного материала имеет еще одну профессиональную формулировку – наращивание. Характерным отличием этого соединения является увеличение длины компонента строения за счет сбивания между собой древесных элементов во фронтонной части. Учитывая способ крепления деталей, изделия такого вида производства переносят значительные нагрузки при деформации древесины: сжатие, искривление или растяжение. Доска, полученная в результате наращивания, может быть прочнее цельного древесного массива.

Наращивание деревянных элементов, сопротивляющихся сжатию, может иметь несколько вариаций строения. Отличительной чертой данного наращивания являются брусья, обладающие и пазом и накладкой, зачастую имеющие одинаковые размеры по толщине и длине. Экспериментируя, появляется возможность выполнения стыкования материала с прямой накладной частью в половину дерева, или же выполнить стыкование с косой накладной частью. Для максимальной прочности элемента можно усложнить его шипами или несколькими видами стыка. Для оформления такого вида стыка понадобится вспомогательная клеевая фиксация либо же крепление шурупами или гвоздями.

По существу, торцевое наращивание сопротивляющееся растяжению, имеет накладную часть в замок. Для выполнения данного вида стыкования следует расчертить накладку и, следовательно, на одной из деталей необходимо вырезать паз, а на другой зубец. Подобный замок даст возможность избежать расстыковки деталей и сохранит надежность строения. Этот вид стыкования может иметь как прямую, так и косую накладную часть. В виде страховочного крепления можно применить клей, шурупы и гвозди.

Сопротивляющееся искривлению торцевое наращивание в основе фиксации практикует накладную часть с косым или ступенчатым стыком. Характерной чертой первого способа является срез торцевых сторон элемента под острым углом. Стоит отметить, что при выпиливании торцов не следует нарушать угол среза. Отличием второго типа от первого является наличие на фронтонных сторонах маленьких пазов и зубцов. Оба вида стыковок элементов обязаны быть с ровной поверхностью для накладок.

Для постройки больших домов из деревянных брусьев при их фиксации применяется железное либо древесное крепление. Древесными креплениями служат вставные или выдолбленные шипы, а железными служат хомуты и крепления железной проволокой. Чаще всего встречаются крепления бруса железными болтами.

Справочник | Лесоматериалы | Деревянное строительство

Вы здесь

Соединения элементов деревянных конструкций

Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы — это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды: торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) — соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками. Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис. 1 — 5). Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс — для изделий мебельного производства, а третий — для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары. Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками. При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5 — 1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 — 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) применяют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2 — 3 мм больше длины шипа. Это необходимо чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом, и в гнезде шипа после склеивания оставалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности— вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения. В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое — открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают. Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

При соединении деталей на «ус» (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина — в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16,а), при угле более 45° — две врубки (рис. 16,6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами. Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой «в лапу». Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Крепеж для деревянных конструкций

Выбор крепежа – только на первый взгляд вопрос простой, а на самом деле очень ответственный. Самая главная причина, зачем он, в принципе, нужен – это повышение надежности деревянной конструкции. При этом не требуется вырезать сложные столярные соединения, а значит, несущие способности балок и брусьев не страдают. Вдобавок, древесина – ведь не самый прочный материал и подвержена расширению, сжатию, образованию сколов. Если правильно рассчитать и подобрать систему соединений, то можно избежать деформации и разрушения конструкций из дерева. К примеру, балка не будет прогибаться, если крепеж выдерживает соответствующую нагрузку

Любой проект деревянного дома сегодня обязательно включает не только расчеты по фундаменту, стенам и кровле, но и необходимый комплект крепежа. С помощью различных видов креплений элементы каркасов, ферм и других конструкций соединяются по ширине, длине или под углом. Пожалуй, самое широкое применение сегодня получил перфорированный крепеж – он универсален и надежен, имеет высокую грузоподъемность, представлен большим количеством разновидностей. В качестве сырья всеми производителями сегодня используются высокопрочные низкоуглеродистые и среднеуглеродистые стали (содержание углерода не более 0,4%).

Может показаться, что крепеж – это слишком дорогое удовольствие, дополнительные затраты. Но на самом деле при его использовании объем древесины, который потребуется, к примеру, на строительство кровли, уменьшится как минимум на 20%, а то и на 30%, за счет уменьшения сечений балок без потери качества. В сфере крепежа для деревянных конструкций есть традиционный, проверенный временем ассортимент и новинки. Рассмотрим все подробно, исходя из типа креплений.

Уголки

Уголки с толщиной металла от 1 мм являются самым распространенным видом крепежа, а также самым экономным по расходованию средств и времени. Уголки не требуют врезки, поэтому положительно влияют на несущие способности деревянных конструкций. В основном, их выбирают для соединения горизонтальных элементов с вертикальной несущей поверхностью. Нужно точно знать размер и ту нагрузку, на которую рассчитана деревянная конструкция.

Уголки производят со сторонами (полками) равной или разной длины, с отверстиями для болтов, шурупов или саморезов (перфорированные), простые или усиленные. Они легко устанавливаются и не требуют специальных инструментов. Уголки выпускаются в широкой номенклатуре размеров, но могут быть изготовлены и под индивидуальный заказ. В этом случае необходимо провести тщательный замер и определиться с количеством и типом креплений.

Уголки с равными сторонами используются при монтаже стропильных систем, что значительно ускоряет и упрощает процесс. Для широких балок требуются широкие уголки, для узких – соответственно, узкие.

Неравнополочные (или анкерные) уголки относятся к самому популярному виду крепежа; они требуются при соединении деревянных балок между собой, а также с каркасными элементами из других материалов – стали, бетона, кирпича. Кроме того, они используются для прочной фиксации столбов, колонн и опор.

Усиленные уголки – также один из самых ходовых типов крепления с толщиной металла, как правило, 2–3 мм. Они имеют одно или несколько ребер жесткости на сгибе и применяются для соединения деталей в кровельных и фасадных конструкциях.

В части плоскости между прямыми линиями уголки могут быть не только прямыми, но также тупыми (обычно 135 градусов). Они подходят для соединения элементов стропильной системы.

Пластины

Пластины делятся на крепежные и соединительные. Крепежные пластины фиксируют сразу несколько элементов. Они используются в домостроении для горизонтальных и вертикальных соединений деревянных элементов, оптимальны для стыков в перегородках стропильной фермы, подходят также для Т-образных пересечений и при скреплении торцами. Пластины имеют отверстия для саморезов и болтов, изготавливаются из листовой стали и покрыты антикоррозийным составом, что обеспечивает их прочность и надежность.

Соединительные пластины выполняют те же функции, что и крепежные, но при этом они чуть больше по размеру (длиной – до 100 мм, шириной – до 1200 мм). Самые востребованные простые пластины имеют толщину 2 мм, усиленные – 4 мм. Кроме того, соединительные пластины отличаются от крепежных тем, что перфорация для шурупов у них более частая и одинакового диаметра. Это позволяет закреплять балки и другие элементы под любым углом.

Для усиления прочности и несущей способности деревянной конструкции применяется перфорированная монтажная лента. Одно из главных ее достоинств и отличий от других пластин заключается в том, что она универсальна (отверстия для болтов и шурупов просверлены таким образом, что подойдут для различных конструкций) и может прослужить длительный срок – до 10 лет.

Еще одна разновидность пластин – это так называемые металлические зубчатые пластины (МЗП). Их штампуют из оцинкованной стали и нарезают под нужные размеры. В итоге получается лист с рядами гвоздей с общим основанием. МЗП запрессовывают в местах соединения. Такая технология позволяет создавать абсолютно идентичные конструкции (к примеру, стропильные фермы), экономить время, бюджет и материалы. Однако необходимость специального пресса и абсолютно ровной поверхности для вдавливания таких пластин в деревянную конструкцию делает ее более подходящей для промышленного производства, чем для индивидуального строительства, если это не крупный загородный дом.

Опоры

Опоры – это металлические оцинкованные крепежи и кронштейны для деревянных балок и брусьев, которые позволяют стыковать их под прямым углом друг с другом или с другими элементами (в том числе из других материалов). Кроме стандартных опор, точно соответствующих размерной номенклатуре брусьев, существуют также регулируемые по ширине кронштейны.

По принципу крепления опоры бывают открытые и закрытые. У первых конструкция находится на виду, у вторых балка или брус при установке придавливает «ушки» опоры, частично скрывая ее за деревянным элементом. Это делается для повышения надежности крепления. Скрытый кронштейн позволяет полностью спрятать крепеж внутри балки. Для этого на торце пропиливается узкое вертикальное отверстие (туда войдет кронштейн, закрепленный на несущей стене) и отверстия для штифтов, которые окончательно зафиксируют крепеж. Оптимальный размер кронштейна – две трети высоты балки.

Для стропил производится свой, особый вид крепежа – скользящая опора. Этот кронштейн с уголком со специальной петлей – самый незаменимый элемент крепления, который дает возможность смещения стропил относительно мауэрлата (строительной балки) во время естественной усадки дома. По оценкам специалистов, подвижность сруба может достигать 15%, и если при этом крепление стропил будет жестким, то кровельная система неизбежно подвергнется деформации. Скользящие опоры производятся из низкоуглеродистой стали – прочной и пластичной, и обрабатываются антикоррозийным составом.

Бороться с естественной усадкой, вернее с ее негативными последствиями, помогает еще одно крепление под названием анкер регулировочный по высоте. У него существует как минимум еще четыре названия: строительный домкрат, регулировочный винт, винтовая опора, компенсатор усадки. Анкер представляет собой многофункциональный крепеж, состоящий из винта и двух площадок с гайкой и шайбой. Он ставится под основание опорных колонн и регулирует их по высоте, таким образом, контролируется равномерная усадка сруба. Регулирование происходит с помощью гайки и шайбы. Компенсатор прослужит минимум пять лет и позволит сохранить стены и внутреннюю отделку в целости.

Отдельный вопрос – крепление несущих балок при монтаже пола или потолка. Для этих целей используются опоры под названием держатели балки, которые выпускаются по форме правые и левые. Этот крепеж прочно закрепляет балку, исключает ее провисание и деформацию. Важно отметить, что устанавливается крепеж очень просто, без специальных инструментов и бригады строителей.

Отдельный вид крепежа разработан для колонн. Эта конструкция представляет собой опорную пластину с отверстиями под анкерный (или дюбельный) крепеж и квадратный короб или полый цилиндр, в который и вставляется колонна. Такие опоры бывают закладные и свободного опирания, регулируемые и нерегулируемые, скрытые и открытые. Опора крепится на бетонный фундамент анкерными болтами, защищает основание колонны, предотвращает гниение дерева и надежно закрепляет тяжелый элемент без бетонирования.

Все перечисленные стальные крепежные элементы должны быть фирменными изделиями – только тогда можно гарантировать, что они смогут выдержать расчетные нагрузки. Среди лидеров регионального рынка крепежных изделий необходимо выделить европейского производителя крепежной фурнитуры Simpson Strong-Tie, чья продукция считается образцом для рынка, ЗАО «НПФ «Петротех», которое выпускает крепежные детали методом холодной штамповки с 2000 года, тесно сотрудничая с научно-исследовательскими центрами при разработке новой продукции.

Виды строительного крепежа

К крепежу для деревянных конструкций необходимо отнести саморезы, шурупы и болты. В первую очередь, они требуются для монтажа соединительных элементов – уголков, пластин, опор. Кроме того, такой крепеж может применяться в тех случаях, когда не нужен десятикратный запас прочности. Для деревянных стен и кровли специалисты рекомендуют выбирать оцинкованные детали, так как они будут находиться в условиях естественной влажности снаружи дома и внутри балок и брусьев и при этом не будут ржаветь и подвергаться коррозии.

Гвозди

Для перфорированных крепежных деталей, которые требуют повышенной прочности, выпускаются специальные анкерные гвозди (их еще называют ершеные). Главная особенность таких гвоздей – в особой конической конструкции под шляпкой. При забивании она расклинивается в отверстии. Гвоздь просто забить, но крайне сложно выдернуть, что требует предельной точности при работе. Поперечная насечка увеличивает прочность крепления в пять-шесть раз по сравнению с обычными гвоздями. А максимально плотная посадка гвоздя в перфорированный крепеж достигается за счет подборки диаметра отверстия. В итоге, ершеный гвоздь не выходит со временем из древесины, его не нужно вбивать повторно. Для монтажа стропильной системы следует выбирать одноименные стропильные (рифленые) гвозди с продольными бороздками на стержне – они обеспечивают высокую несущую способность.

Шурупы

Шурупы, а также их разновидность – саморезы, изготавливаются из низкоуглеродистой или нержавеющей стали. Длина винтовой резьбы может быть полной (с постоянным шагом) или частичной с гладкими участками (с переменным шагом), благодаря чему шурупы надежно удерживаются в древесине. По виду покрытия шурупы бывают с цинкованием и с желтым пассивированием. Как правило, шурупы по дереву имеют узкий заостренный наконечник. Он нужен для того, чтобы отверстие, которое образуется во время вкручивания, было очень плотным и не деформировалось. А по форме шляпки можно выбрать шурупы с потайной, тарельчатой, шестигранной и утопающей головкой. Особое внимание уделим крупным саморезам с шестигранными головками, их еще называют глухарями. Соединения деревянных элементов с таким креплением отличает высокая прочность. Шуруп можно дополнительно усилить подкладной шайбой, чтобы избежать продавливания древесины.

Соединение деревянных деталей: виды соединения, назначение, техника выполнения, необходимые материалы и инструменты, пошаговая инструкция работы и советы специалистов

Деревянные детали используют во многих изделиях. И их соединение — важный процесс, от которого зависит прочность всей конструкции.

Для изготовления мебели и других изделий из дерева используют десятки различных соединений. Выбор способа соединения деталей из дерева зависит от того, каким изделие должно быть в итоге и какую нагрузку должно переносить.

Виды соединения

При соединении деревянных деталей нужно помнить важный момент — всегда тонкая деталь крепится к толстой, но не наоборот.

Согласно взаимному расположению элементов различают такие способы соединения деталей из дерева:

• наращивание — увеличение детали по высоте;
• сращивание — удлинение заготовки;
• сплачивание — увеличение элемента по ширине;
• вязка — соединение под углом.

Способы соединения деревянных деталей при изготовлении мебели чаще всего используют следующие:

• склеивание;
• «ласточкин хвост»;
• встык;
• пазовое;
• внахлест;
• глухое на шипах;
• сквозное шиповое.

Рассмотрим технологии некоторых соединений более детально.

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.

Наращивание по высоте

Из названия понятно, что суть заключается в удлинении брусьев или бревен в вертикальном направлении. Оси элементов находятся на одной вертикальной прямой. Виды наращивания такие:

• Наращивание впритык. Для восприятия случайных нагрузок по бокам вставляется заершенный штырь.
• Наращивание с одним или двумя шипами. Ширина и высота одного шипа должны быть не меньше одной трети толщины бруса. Глубина гнезда — чуть больше высоты шипа.
• Наращивание в полдерева. Концы обоих бревен нужно срезать на половину их толщины на 3-3,5 диаметра в длину.
• Наращивание языком. В одном брусе нужно выпилить развилку, в которую нужно вставить соответственно срезанный конец другой заготовки. Само соединение необходимо обернуть жестью.

Сплачивание по ширине

Применяют для увеличения изделия по ширине. Используя способы сплачивания, важно обращать внимание на расположение годовых колец дерева. Важно чередовать доски в зависимости от их направления. Варианты сплачивания такие:

• Впритык — детали нужно обтесать и прифуговать по угольнику.
• В шпунт — высота и ширина гребня равняется 1/3 толщины доски.
• В ножовку — кромки нужно обтесать под острым углом к широкой плоскости доски.
• Гребнем с высотой от 1/3 до половины доски.
• Четверть с уступом, равным половине толщины доски.
• В шпунт с рейками — в каждой доске выбрать пазы, в которые нужно вставить рейку, имеющую ширину вдвое больше глубины паза.

Вязка

Вязку используют, когда возникает необходимость в соединении деталей под углом. Виды вязки такие:

• вязка в полдерева с использованием потайного шипа;
• вязка в полулапу;
• одиночный и двойной прорезные шипы;
• прорезная лапа.

Соединение угловое в торец

Самый простой способ сплачивания двух деталей. Соединение деревянных деталей под прямым углом выполняется с использованием этого метода. Поверхности двух деталей тщательно подгоняют друг к другу и плотно прижимают. Происходит соединение деревянных деталей гвоздями или шурупами. Длина их должна быть такой, чтобы пройти через первую деталь и углубиться во вторую где-то на 1/3 длины.

Чтобы крепление было надежным, необходимо вбить не меньше двух гвоздей. Расположить их нужно по сторонам от осевой линии. Толщина гвоздя не должна вызвать растрескивание древесины. Поэтому рекомендуется заранее сделать отверстия в диаметре 0,7 от толщины используемого гвоздя.

Для усиления фиксации следует смазать поверхности, которые соединяются, клеем. Для помещений, которые не будут находиться под влиянием влаги, можно использовать столярный, казеиновый или мездровый клей. В случае использования изделия в условиях повышенной влажности лучше использовать влагостойкий клей, к примеру, эпоксидный.

Соединение Т-образное внакладку

Чтобы выполнить такое соединение деревянных деталей, нужно наложить одну заготовку на другую и скрепить их друг с другом, используя болты, шурупы или гвозди. Располагать деревянные заготовки можно как под определенным углом друг к другу, так и по одной линии.

Чтобы угол соединения деталей не менялся, применяют не менее 4 гвоздей. В случае если есть всего два гвоздя, то их вбивают по диагонали. Чтобы фиксация была более прочной, гвозди должны пройти сквозь обе детали, а выступающие концы необходимо загнуть и углубить в дерево.

Соединение вполдерева

Чтобы выполнить такое соединение двух деревянных деталей, требуются определенные навыки и наличие опыта. Выполняется оно следующим образом. В обеих заготовках выполняются выборки глубиной, которая соответствует половине их толщины. Ширина выборки должна быть равна ширине детали.

Способ соединения деревянных деталей вполдерева можно выполнить под разными углами. В таком случае важно следить, чтобы угол был одинаковый на обеих деревянных заготовках, а ширина соответствовала ширине детали. Благодаря этому детали плотно прижимаются одна к другой, а их кромки расположены в одной плоскости.

Кроме того, такое соединение может быть полным или частичным. В случае частичного соединения конец одной заготовки срезают под определенным углом, а на конце другой делают соответствующую выборку. К таким соединениям относят угловое в ус вполдерева. Суть заключается в подрезке обоих шипов под углом в 45 о , вследствие чего шов между ними располагается по диагонали. При использовании этого способа нужно быть особо аккуратным, а угловые надрезы выполнять специальным инструментом — стуслом.

Соединение в шпунт

Такой вид соединения деревянных деталей применяют для крепления досок обшивки или при настилке пола. Грань одной доски имеет шип, а грань другой — паз. Соответственно, крепление происходит, когда шип входит в паз. Такое соединение смотрится очень аккуратно, так как между досками нет щелей.

Выполнение шипов и пазов требует некоторого опыта. И кроме того, для изготовления потребуется специальный станок. Поэтому проще приобрести уже готовые детали.

Соединение «гнездо-шип»

Наиболее часто используемый способ соединения деревянных деталей. Такое сочленение прочное, жесткое и выглядит максимально аккуратно. Чтобы выполнить такое соединение, нужно иметь некие навыки и опыт, а также быть внимательным. Неправильно выполненное соединение «гнездо-шип» непрочное и выглядит некрасиво.

Суть его следующая. В конце одной заготовки высверливается или выдалбливается паз, а в конце другой — шип. Лучше, когда элементы имеют одинаковую ширину. Если толщина разная, то шип проделывают в тонкой детали, а паз, соответственно, в толстой.

Последовательность шипового соединения:

• Используя рейсмус, прочертить две параллельные друг другу риски сбоку одной заготовки. Расстояние должно быть по ширине будущего шипа. Для его ровности следует сделать разметку с двух сторон.
• Наиболее оптимальный инструмент для выполнения шипов — ножовка, имеющая узкое полотно и мелкие зубья, или лучковая пила. В процессе работы зубья инструмента должны проходить по внутренней кромке разметочной линии. Для удобства деталь лучше зажать в тисках. Лучше всего шип изготовить чуть больше требуемого размера. Тогда в случае необходимости можно убрать лишнее. А вот если шип окажется короче, то весь процесс потребуется повторить заново.
• Используя долото или стамеску, во второй детали делают гнездо (паз). Естественно, размеры паза должны соответствовать размерам шипа. Лучше всего перед тем, как приступить к долблению, по всему периметру паза просверлить отверстия. Края аккуратно обрабатываются стамеской.

Если соединение деревянных деталей выполнено правильно, то поверхности кромок шипов прилегают плотно к стенкам гнезда. Это дает хорошее сцепление при склеивании. Чтобы посадка шипов была более тугой, их размеры должны быть на 0,2-0,3 мм больше размеров гнезда. При превышении этой величины может произойти раскол тетивы, при допуске меньше крепление потеряет свою прочность в процессе эксплуатации.

Кроме того, такое соединение предполагает еще склеивание и крепление шурупами, гвоздями или деревянными нагелями. Для упрощения работы перед ввинчиванием шурупов следует просверлить отверстия. Головки шурупов скрывают в потай (выполненный с помощью зенковки). Направляющее отверстие должно быть равно 2/3 диаметра винта и быть меньше на 6 мм (приблизительно) его длины.

Склеивание

Склеивание деревянных деталей проводят следующим образом:

• Склеиваемые поверхности очищают тряпкой без ворса, а шероховатости зачищают мелким наждаком.
• Используя картонную палочку, наносят столярный клей ровным тонким слоем по всем необходимым поверхностям.
• Смазанные клеем поверхности нужно потереть друг о друга. Это обеспечит ровное соприкосновение и прочное склеивание.
• Детали нужно стянуть друг с другом, чтобы на стыках удержание было надежным. Убедиться в прямоте углов позволит измерение диагоналей. Они должны быть равны. Если это не так, положение элементов нужно подправить.
• Соединение укрепляется путем высверливания направляющих отверстий, в которые вбиваются отделочные гвозди или вворачиваются шурупы. Головки шурупов должны быть утоплены, для этого отверстия нужно расточить. Гвозди углубляют, используя пробойник.
• Отверстия с гвоздями замазываются шпаклевкой для дерева. Отверстия, расточенные под шурупы, закрывают деревянными заглушками из твердых пород, смазанных клеем. Когда клей или шпаклевка высохнут, поверхность зачищают наждаком так, чтобы она была гладкой, и затем покрывают лаком.

Необходимые инструменты и приспособления

Инструменты для выполнения отличаются большим разнообразием. Выбирают их в зависимости от типа выполнения работ. Так как в плотничном деле обрабатываемые элементы более крупные, чем в столярном, соответственно, и инструмент должен быть подходящий.

Для соединения деревянных деталей используют следующее:

• топор;
• рубанок, прямые и кривые струги, медведка, шерхебель — более тщательная обработка поверхностей;
• долото — долбление отверстий и гнезд;
• стамеска — для подчистки врубок;
• буры с различными наконечниками — для сквозных отверстий;
• различные пилы — для распиловки вдоль и поперек;
• молоток, молот, кувалда, киянка;
• угольник, циркуль, уровень и другие вспомогательные инструменты;
• гвозди, металлические скобы, болты с гайками, шурупы и другие изделия для крепления.

Заключение

На самом деле способов соединения деревянных деталей мебели или других конструкций существует гораздо больше. В статье описаны наиболее популярные методы и технологии выполнения. Важно помнить, что соединение деревянных деталей под покраску или покрытие лаком должно быть тщательно подготовлено, а все крепления должны быть прочными и выполненными на совесть.