Любые расчёты покажут, что при ремонте, строительстве или реконструкции – на долю крепежей, по сравнению с остальными материалами, приходится ничтожно малые расходы. Однако, при неправильном выборе или при неправильном использовании этих комплектующих, мы рискуем надёжностью и функциональностью всего объекта.
Поэтому существует неписаное правило: «нельзя экономить на крепежах и на расходниках». Но что интересно, иногда самое доступное и недорогое решение может оказаться наиболее удачным. Так получилось с нагелями – специальными деталями для сборки срубов, которые могут быть изготовленными из древесины, полимеров или металла. Какой вариант из этого лучше и почему, попробуем разобраться.
Нагель деревянный
Нагель металлический
Всегда считалось, что традиционное деревянное зодчество на Руси обходилось «без единого гвоздя». Но даже потомственные мастера высшего пилотажа кое-что используют. Это – нагеля.
Если быть более точным, то нагели, которые также называются «шкантами» – это не совсем крепёж в традиционном понимании. Всё дело в том, что шкант работает иначе, чем например, гвоздь, винт или штифт.
Для его установки в каждом элементе собираемой деревянной стены через 1,5-2 метра сверлятся отверстия, по диаметру сопоставимые с сечением нагелей (чтобы нагель заходил без излишних усилий). Сверление осуществляют строго вертикально и строго по оси стены.
Отверстия эти проходят насквозь через только что установленный брус (или бревно) и почти полностью – через брус/бревно, что располагается ниже. Нужно отметить, что существует технология, когда прошивается не два, а три венца.
Затем шканты забивают в эти отверстия и добойником притапливают на 3-5 сантиметров, чтобы по мере усадки дома, шканты не упирались в вышестоящий брус/бревно.
Установленный на своё место нагель не скрепляет и не стягивает брёвна или брусья между собой. Он служит закладным элементом, который не даёт венцам перемещаться друг относительно друга.
К горизонтальному сдвигу и «выворачиванию» брёвна склонны во время усадки сруба, так как при потере влажности древесину начинает коробить.
То есть нагель, позволяет сохранить стену ровной, но при этом он не должен препятствовать свободному вертикальному ходу элементов стены, чтобы венцы не подвисали, и впоследствии не образовывалось щелей между венцами.
Схема размещения нагелей в срубе
Ещё раз подчеркнём: одним из самых главных условий правильной работы нагеля является чёткое соответствие диаметра крепежа – диаметру высверленного посадочного места.
Нагели, купить которые можно в многочисленных торговых точках нашей страны, в большинстве случаев деревянные. Это – хлысты длиной от одного до полутора метров, обладающие круглым сечением.
В некоторых случаях в качестве шканта строители используют обрезной брусок, но он, упираясь в стенки гнезда только гранями, может со временем сильно расшататься.
К тому же общая площадь сечения (а значит, и прочность) у него будет значительно меньше, чем если бы в то же отверстие забивался нагель круглый.
Диаметр стандартных нагелей составляет либо 30, либо 25 мм. Выбор производится в зависимости от размеров используемых стеновых материалов. Определяющим порогом принято считать 150 мм. Если диаметр бревна меньше этого значения, то стоит заказать нагель с сечением 25 мм, а если больше – то лучше подойдут шканты в 30 мм.
Если говорить о применяемых породах древесины, то лучшим вариантом ожидаемо окажется недешёвый дуб или бук, так как их древесина наиболее стойкая к механическим нагрузкам.
В свою очередь, ель, сосна и осина находятся на другом полюсе – изделия из них недороги, но будут слишком мягкими для использования в данных целях. Золотой серединой выступает берёза.
Выточенные берёзовые нагели даже при наличии сучков, хорошо могут справляться с поставленными задачами.
Связка сруба нагелями – схема
К достоинствам берёзовых нагелей относится выгодная цена и доступность.
Если они обладают той же влажностью, что и материал венцов – они будут работать как единое целое, а если и будут меняться в размерах, то одинаково.
Кроме того, в отличие от металлов дерево обладает низкой теплопроводностью, из-за чего данная закладная деталь никогда не станет мостиком холода, не начнёт ржаветь, покрываться конденсатом…
Сверловка отверстий под нагель
Забивание нагеля
Нагель из металла по определению будет прочнее такого же по сечению деревянного, но не всё так однозначно. Это утверждение будет верным, только если используется полный аналог по размеру сечения.
Например, нередко можно увидеть, как строители применяют стальную арматуру 10-12 мм, причём с рифлением, которую с огромным сопротивлением кувалдами забивают в узкие отверстия.
В итоге, из-за впившихся в древесину рёбер венцы не могут свободно усаживаться и подвисают на металле – появляются щели, стены дома начинаются продуваться всеми ветрами.
Из-за небольшого сечения стальных шкантов и пластичности обычной чёрной стали, брёвна во время усадки изгибают и расклинивают даже гладкие металлические нагеля. Поэтому мощные гвозди – тоже не лучший вариант, хотя используются они довольно часто.
Сращивание на шпильках
Шпильки вместо нагелей
Этой проблемы не возникло бы, если бы в ход шли гладкие пруты сечением от 20 мм, либо трубы сечением 25-30 мм. Но стоимость таких металлических нагелей получилась бы просто неподъёмной.
Есть технология, когда вместо нагелей (в привычном понимании) похожую функцию выполняют резьбовые шпильки. Метровые шпильки крепят одним концом в фундаменте, затем на них надевают венцы.
По мере сборки стен шпильки наращивают при помощи муфт.
Используя гайки с шайбами, мастера получают возможность плотно соединять штучный стеновой материал, в том числе выполнять дотягивание крепежей по мере усадки.
В основном подобное решение нашло применение при работе с очень сухим профилированным брусом. В обычных условиях они только усложняют работу.
Шпильки хорошо подходят, когда нужно зафиксировать брёвна, которые стыкуются друг с другом торцами. Для этого в теле венцов выполняется пара пропилов и пара треугольных/круглых расширений под гайки.
Аналогичную стягивающую работу в зоне «перерубов» выполняют калёные П-образные скобы, но они обеспечивают несколько менее надёжное соединение.
Аналогами деревянных нагелей могут выступать самонарезные металлические винты и винты-сухари. Но так как при свинчивании венцов последние не могут уплотняться по мере усадки – то сфера использования таких крепежей ограничивается исключительно клееным профилированным брусом с минимальным процентом влажности, стены из которого практически не усаживаются.
Для строений из оцилиндрованного бревна и цельного бруса разработана специальная модификация самореза-сухаря, а именно – подпружиненный глухарь, диаметром 10 мм и длиной 200, 240 и 280 мм. Изюминкой данного крепежа является использование пружины, зажатой на штоке двумя шайбами. Все его элементы оцинкованы, что позволяет не беспокоиться о коррозии.
Каленые скобы
Благодаря такому конструктивному решению, после просверливания гнезда и ввинчивания крепежа – на венец сразу оказывается сдавливающая нагрузка (до 150-ти килограмм на сантиметр в каждой точке крепления).
Но при этом свободный ход у брёвен и брусьев остаётся, что очень важно для обеспечения правильной равномерной усадки сруба. По сути, в этой детали удалось объединить достоинства винтов/шпилек и обычных нагелей.
Металлический нагель с пружиной
Металлический нагель без пружины
Смонтированный металлический нагель
Нужно отметить, что пружинные металлические узлы довольно часто используют вместе с деревянными шкантами.
Если берёзовый нагель без проблем себя показывает при работе в нижних и средних венцах, которые хорошо нагружены следующими ярусами, то верхние венцы стен таких нагрузок не испытывают, из-за чего иногда могут подвисать. Чтобы этого не случилось, верхние брусья или брёвна сруба собирают на пружинных винтах.
Нагеля для бруса – сборка, установка, размеры и цена
Для строительства дома из бруса используются специальные направляющие элементы из древесины или металла – нагели.
Нагель – это небольшой крепежный элемент, который может быть как круглым, так и квадратным по сечению. Используются при постройке сруба дома или бани при материале естественной влажности.
Так как сруб сохнет и дает усадку течение 12 месяцев и более, то с нагелями он не деформируется, и его не поведет.
Описание
Несмотря на то, что варианты крепежа бывают разными, нагели чаще выбирают из древесины. Для этого используют лес твердых пород, чаще березу.
Иногда в строительстве используются арматура или трубы, но дело в том, что металл слишком жесткий материал, и он не дает той естественной усадки, какое может дать нагель из дерева. Он позволяет больше гибкости для стен.
- Кроме этого дерево не подвержено ржавчине, и даже при намокании не портится, а наоборот обеспечивает лучшее сцепление с соседним материалом.
- Ни в коем случае нельзя использовать саморезы или гвозди. Они только ухудшат всю конструкцию
- Нагель выполняют чуть короче отверстия, высверленного в брусьях, и несколько меньшего диаметра, чтобы усадка произошла ровнее.
- Данная конструкция захватывает сразу два бруса и устанавливается по периметру в шахматном порядке.
Для чего они нужны
Крепеж позволяет закрепить венцы между собой точно по заданной траектории. Некоторые думают, что нагели стягивают между собой каркас дома, но это не так. Они дают возможность при сушке и усадке бруса удержать его в исходном состоянии, чтобы строение не повело.
Данный метод монтажа используют не только при строительстве домов, но и в том числе при изготовлении мебели.
С какими отрицательными последствиями позволяет бороться нагель:
- Усыхание и деформация.
- Расшатывание и смещение.
При установке крепежа строение остается стабильным и устойчивым даже через несколько десятков лет. Главное, сделать это правильно.
Виды и размеры нагелей
Нагели бывают круглого, квадратного и прямоугольного сечения. Естественно, что больше всего пользуются спросом круглые формы, ибо под квадрат очень сложно высверлить отверстие.
Виды:
- Из древесины.
- Металлические.
Если предпочтение отдается металлу, то он может быть как полый внутри, так и из арматуры, но работать с таким материалом новичку сложно, можно повредить дорогостоящий брус. Поэтому все чаще предпочитают крепеж из дерева.
Кроме этого есть специальный пружинный узел «Сила», который также используется в качестве нагеля. Однако стоимость его довольно велика, и дом может обойтись в приличную сумму. (В среднем это 46 тысяч для дома размером 6х6)
Почему все-таки дерево
Готовый материал должен быть выполнен не из сырой древесины и лучше, если он будет пропитан специальным составом от гниения. В противном случае его придется досушивать. Работать с сырым материалом нельзя, он должен быть тверже и суше, чем брус.
Цены
Цены на данную продукцию зависят от диаметра крепежа. Много зависит от объема закупки, но в среднем:
- Нагель диаметром 25 мм до 500 штук обойдется по 16 рублей, а до 1000 штук по 11 рублей.
- Если диаметр выбран 30 мм, то цены соответственно будут 25 рублей за 500 штук и 18 рублей за 1000 штук.
При оптовой закупке цены снижаются до 30%, но это больше подходит для строительных компаний. В одной упаковке готовой продукции бывает от 30 до 50 штук нагелей.
Изготовление нагелей
- При необходимости их можно выточить самостоятельно на токарном станке из древесины высшего или первого сорта.
- Обратите внимание, чтобы она была без большого количества сучков и повреждений.
- Нельзя выполнять нагель из гигроскопичного материала.
- Диаметр данного стержня должен быть больше 2, 5 см.
- Длина может быть произвольной, от 1, 5 до 2 метров, в любом случае используется лишь часть продукта.
Пошаговое руководство по изготовлению из древесины
Для изготовления нагелей необходим токарный станок и резцы нужной конфигурации. После чего выбирается подходящий материал.
Процесс изготовления:
- Подбирается заготовка нужного диаметра и размера.
- Закрепляется в станок.
- При помощи резца придается нужная округлая форма.
- Необходимо постоянно проводить замеры штангенциркулем диаметра обтачиваемой заготовки, чтобы не снять лишнего материала.
- Заготовка обрезается по длине и делается фаска.
- Повторяем то же самое действие с другой деталью.
Можно сделать еще проще – распилить доску на пилораме на тонкие брусочки размером 25х25 мм. После чего для строительства применять квадратные нагели.
Как использовать нагеля при строительстве дома из бруса
- Нагель необходимо забивать не до конца, чтобы он не допустил трещины в брусе.
- Отверстия в верхнем венце под крепеж должно быть чуть шире, это не даст брусу провиснуть.
- Сам штырь должен входить в отверстие свободно, это необходимо для усадки дерева.
- Отверстия под них сверлятся перпендикулярно поверхности и расположены по оси бруса.
- Расстояние между креплениями штырей рассчитывается согласно документации по строительству.
Преимущества крепежа:
- Надежное сцепление и целостность конструкции.
- Возможность противостоять усадке, природным явлениям.
- Долгий срок службы дома.
- Минимизация щелей между брусом.
- Расчет количества крепежа осуществляется из принципа 2 метра между каждым последующим креплением.
- Чтобы закрепить брус нагелями необходимо:
- Просверлить отверстие по диаметру крепежа на глубину в 1, 5 размера бруса.
- Нагель должен быть короче глубины на 30 или 40 мм, его забивают в данное отверстие на 10 мм. Расстояние в 30 мм в нижнем из двух брусе понадобится для возможной усадки, чтобы брус не завис.
- Забиваем в шахматном порядке, расстояние от 1 тысячи до 1, 5 мм.
- Отступ от проемов или чаш необходимо делать не менее 300 мм.
- Влажность крепежей лучше всего должна быть такой же, как и материал стен.
Преимущества и недостатки крепления бруса нагелями
У нагелей, как и у другого крепежа, есть свои преимущества и недостатки.
Из преимуществ можно отметить:
- Нагель не дает провисать венцам.
- Он не подвергается коррозии, как метал.
- Подходят больше для строительства жилого дома, чем для сруба на дачу.
- Лучше работают на изгиб, чем гвозди или арматура.
Однако есть и свои недостатки:
- Сборка сруба будет более медленной.
- Неправильная подборка сечения не обеспечит крепости конструкции, а большая может привести к разрушению бруса.
- Без должных навыков с нагелями работать трудно, сложно добиться совмещения крепежа с отверстием, необходима помощь 2-3-х людей.
- Очень много зависит от качества самой продукции, которая должна быть без сучков, иметь пропитку и быть не гигроскопичной.
С данным крепежом лучше всего работают профессионалы, мастерам одиночкам лучше использовать металл.
Советы и рекомендации
- Гвозди, саморезы и другой металл будет портить древесину изнутри, поэтому если есть возможность лучше использовать дерево. Иначе из-за различной теплопроводности материалов накапливается конденсат, и это ведет к появлению ржавчины на арматуре и гниению древесины. Не зря старинные корабли строились полностью из дерева, да и примеры зодчества говорят о том же. Храм в Кижах, построенный без единого гвоздя стоит уже много веков, и, тем не менее, все так же крепок.
- Не забывайте про шахматный порядок установки нагелей, для этого и нужен проект дома, чтобы рассчитать не только количество крепежа, но и места его монтажа.
- Чтобы не было зависаний бревен и всей конструкции дома, лучше не использовать металлические и квадратные деревянные нагели. Опытные мастера советуют использовать круглую крепежную конструкцию стандартного типа из березы. Это позволит добиться не только крепости, но и красоты постройки в целом.
- Кроме нагелей для равномерной усадки сруба можно использовать и такие конструкции как: винтовые домкраты и скользящее крепление стропил из металла.
- Влажность крепежей должна совпадать с влажностью бруса.
- Для снижения трения при забивании стержней профессионалы используют мыльный раствор.
Строительство дома самостоятельно довольно сложный и ответственный этап.
Однако если не торопиться и выполнять все согласно рекомендациям, то можно вполне с этим справиться.
Если такая работа кажется слишком трудоемкой, тогда есть смысл обратиться к профессиональным строительным компаниям, специализирующихся на возведении деревянных домов. Они помогут возвести дом быстро и грамотно, а также смогут гарантировать, что он будет выполнен по всем необходимым нормам.
Загрузка…
Нагель для бруса и не только: особенности крепежа и правила выбора
Поговорим о нагелях, которые широко применяются при строительстве деревянных домов из брёвен и бруса. Это особый вид крепления, о правилах выбора и применения которого следует знать, чтобы построить надёжный и прочный дом. Поговорим о разновидностях нагелей и стоимости данного вида крепежа.
Примечательно, что, несмотря на немецкое название («нагель» в переводе на русский означает просто «большой гвоздь»), такой вид крепления широко распространился именно в России. Впрочем, в Европе нагели тоже применяли и применяют, ведь деревянное домостроение популярно и в западных странах.
Несмотря на название, на гвоздь нагель похож мало. Это скорее штырь, без острия и шляпки, гладкий, ровный, очень простой, но при этом надёжный и идеально подходящий для деревянных домов вид крепления отдельных брусьев и брёвен.
Нагели, канты, могут быть не только деревянными, но и металлическими, а также пластиковыми. Последняя разновидность встречается редко, так как является достаточно ненадёжной.
Металлические нагели в виде обычного прута, струны или трубы используются чаще всего в виде арматуры, креплений для бетонных конструкций, а вот в деревянном домостроении их применяют с опаской.
Для этого есть несколько причин:
- Металл отличается высокой теплопроводностью. Если металлический нагель используется для соединения деревянных деталей, гарантированно появится мостик холода;
- Из-за разницы в теплопроводности древесины и металла в месте такого соединения появится конденсат, а он станет причиной сырости в стене;
- Металлический штырь может повредить древесину;
- Металл слишком крепко, жёстко удерживает дерево, а все мы помним, что деревянные дома дают существенную усадку.
Сейчас такие нагели выделяют в особую позицию — шурупы по бетону, а в строительстве домов из бревна и бруса применяют деревянные нагели, о которых мы и продолжим говорить.
Почему именно деревянные нагели стали такими популярными? Потому что технология была проверена много веков назад на деревянных лодках.
Крепление из древесины под воздействием морской воды не ржавело, напротив, расширялось и герметизировало отверстие, протечек не было.
После такой проверки на водных просторах деревянные нагели вполне заслуженно получили распространение в строительстве и на земле.
Мы писали о процессе монтажа деревянного нагеля. Напомним, что мелкие крепежи такого рода называются шкантами и применяются в ходе сборки мебели.
Самые распространённые нагели из древесины — круглые, однако используются и квадратные. Считается, что у таких нагелей меньше площадь соприкосновения с площадью отверстия, а это снижает риск жёсткого закрепления бревна. Есть нагели в виде шестиугольника, как промежуточный вариант, а также в форме звезды, но они встречаются крайне редко.
В ходе использования деревянных нагелей очень важно помнить о двух условиях:
- Нагель должен быть чуть меньшего диаметра, чем предварительно просверленное в бревне или брусе отверстие. Кроме того, крепёж должен быть немного короче отверстия. Только в этом случае деревянный нагель обеспечит спокойную усадку деревянного дома, будет изменять размеры вместе с ним, в противном случае венцы могут зависнуть на креплениях;
- Древесина для нагеля должна быть крепче, чем сам брус или бревно. Если для строительства дома применяется сосна, то нагель должен быть из более прочного дерева, например, бука или берёзы. Также для производства нагелей используются лиственница, дуб, ясень.
Согласно СНиП, в ходе изготовления нагелей должна применяться древесина первого или высшего сорта, без свилеватости, сучков и других пороков древесины. Уровень влажности сырья не должен превышать 12%. Желательно обработать нагели антисептиками.
Есть ГОСТ 30974–2002, который гласит, что диаметр нагеля должен быть не меньше 1/6 от диаметра бревна. То есть, если у нас бревно диаметром меньше 140 мм, то нагель нужен диаметром 22–25 мм. При этом длина нагелей не регламентируется. Обычно берут крепления длиной 120–150 мм.
Что касается цены, то один нагель диаметром 22 или 25 мм и длиной 1,2 м из берёзы стоит порядка 18–20 рублей. Один метр дубового нагеля диаметром 21–25 мм стоит около 32 рублей. Обычно отпиливают крепление нужного размера уже на месте возведения сруба или дома из бруса.
Нагель деревянный для бруса и бревна. Особенности и сборка
1643364300 нагель,нагель деревянный,березовый нагель
В русском деревянном зодчестве закрепилось большое количество иностранных слов. Они так крепко вошли в обиход, что начали менять свое начальное значение. Одним из таких слов является «нагель». Разберемся: «Что такое – нагель?»
Немецкое слово «Nagel» переводится как «гвоздь», что есть это любой гвоздь, не зависимо от материала или формы и размера. Если же гвоздь сделан из дерева, то это будет «Holznagel». Как и лафет, нагель настолько плотно вошел в обиход, что даже в нормативные документы вошло отдельное понятие «нагельные соединения»
Нагельное соединение (ГОСТ Р 56711 – 2015) – это соединение элементов конструкции, выполненное с применением цилиндрических или пластинчатых нагелей из разных материалов, которые плотно устанавливаются в предварительно подготовленные отверстия и работают на сдвиг, который сопровождается изгибом нагеля.
Сращивание бревна в чаше с помощью нагеля
Сращивание бревна в чаше с помощью железной скобы
По описанию нагельное соединение очень напоминает соединение дюбелем: также предварительно сверлится отверстие. Но, если дюбель работает в совокупности с другим крепежным элементом: винтом, саморезом, гвоздем, то нагель и есть этот крепежный элемент. Кроме этого нагель работает на сдвиг, поперечное смещение, а дюбель на вырывание.
Нагель может изготавливаться из материалов, обладающих достаточной упругостью: дерево, металл, пластмасса.
Нагель (в строительстве) – механическая связь цилиндрической или пластинчатой формы для восприятия сдвигающих усилий.
В деревянном домостроении под нагелем понимают деревянное крепежное изделие разной длины, диаметра и формы.
Фактически нагель и шкант – это одно и то же, но, если последний чаще применяется для торцевых соединений (это видно даже из названия «кант» ~ «торец»), то нагель – для плоскостей.
Нагель деревянный
В строительстве домов применялся и рекомендуется применять деревянный нагель, как максимально близкий к материалу стены, а значит и «ведет» себя аналогично. В противовес деревянному нагелю металлические нагеля могут ржаветь, давать конденсат при перепаде температур, что повышает риск распространения гнили в деревянной стене.
Важно понимать. Уважающий себя и, тем более клиента – заказчика, в срубах из бревна и бруса не будет применять металлические нагели. По этой причине в дальнейшем под нагелем в статье будет пониматься только деревянный нагель.
Виды деревянных нагелей
Для изготовления нагелей в промышленных условиях применяются твердые породы деревьев: береза, бук, дуб, лиственница, так как они обладают большей упругостью. Наиболее популярен березовый нагель, потому что он дешевле, но его прочности достаточно, тем более, что суммарная нагрузка на нагели должна рассчитываться и корректироваться количеством и диаметром.
Цилиндрический березовый нагель
Размеры нагелей
Различаются деревянные нагели и по форме сечения. Наиболее распространены варианты с круглым сечением или цилиндрические нагели. Они достаточно просты в изготовлении, так как легко вытачиваются на станках. Кроме этого для них просто сделать посадочное отверстие.
Помимо цилиндрических нагелей существуют нагели с квадратной, прямоугольной, треугольной, шестигранной формами, которые, это очень важно, имеют свое место применения. Изготовление отверстий такой формы большой глубины сложно, а порой не возможно. Как правило, место их применения в столярном деле, а не деревянном строительстве.
Применение нагелей в деревянном домостроении
Необходимо заметить, что в строительстве домов из массива дерева нагель может применяться в нескольких случаях. Перечислим три основных момента, хотя круг значительно шире.
1. Скрепление венцов бревен и брусьев при строительстве домов и бань по срубовой усадочной технологии.
2. Возможно применение нагелей в безусадочных деревянных технологиях. Чаще это соединения торца с пластью, то есть принцип шканта. Например, нагель имеет место в фахтверке для соединения горизонтальных и вертикальных элементов массивного каркаса, но чаще применяется монолитный шип в одном из элементов.
3. Нагель может применяться в крупных отдельных изделиях. Например, в лестницах, где ступени – плахи также могут крепиться нагелем.
Наибольшее количество споров и обсуждений существует вокруг срубов и усадочной технологии.
Сборка сруба на нагеля
Быть или не быть нагелю в срубе? Вопрос интересный и жаркий! С одной стороны, встречаются столетние и более строения из бревна с применением березового или соснового нагеля, в то же время в других домах аналогичного возраста их нет. С другой стороны, в современной действительности кто-то утверждает, что ставить нагеля обязательно, а кто-то наотрез отрицает ее необходимость.
Интересно, но факт. Статей об установке нагеля в срубе из бревна практически нет. Вся информация «крутится» вокруг бруса. Почему? Для этого необходимо вспомнить особенности соединений, которые применяются с этими материалами, а также специфику самих материалов.
Рубленное бревно
С поверхности снята только кора, да и та, как правило, не полностью (часть луба остается при обработке скобелем). В результате верхние слои самой древесины не повреждены. Если бревно подобрано и уложено в сруб правильно, то риски его кручения вокруг оси минимальны. и возрастают к верху сруба, где его вес меньше.
Межвенцовый паз и чаша, особенно в канадской рубке, препятствуют изгибанию и кручению бревна.
Слабыми местами оказываются только места стыковки бревен и выпилы под дверные и оконные проемы, где есть только межвенцовый паз, а обсада еще не установлена.
Именно по этой причине проемы раньше или не выпиливали заранее, или сразу ставили обсадную коробку с учетом усушки и усадки сруба. Смещение, при условии, что стена установлена вертикально, практически исключено.
Калиброванное или оцилиндрованное бревно
Бревно производится на станках по двум принципиально разным технологиям. На станках проходного типа бревно движется через роторную головку, в результате чего получается оцилиндрованное бревно с повторением кривизны исходника. На станках позиционного типа вращается само бревно исходник, а на выходе получается ровный цилиндр, у которого заболонь снята неравномерно.
В результате в первом случае уже имеется кривизна, которая при усушке будет только увеличиваться, а во втором будет высокая склонность к деформации из-за разных сил напряжения. В ряде случаев кручение одного единственного бревна способно приподнимать угол и образовывать щель до 1 – 2 см.
Чаша и межвенцовый паз также противодействуют кручению и смещению, но противодействие деформации бревна им существенно больше.
Строганый и нестроганый брус
Самым дешевым вариантом дома из массива дерева является дом нестроганного бруса – это брус сразу после пилорамы. Так как у него спилены округлости бревна, которые, по сути, работают как ребра жесткости, то склонность к деформации на изгибание и кручение у него, как и у любого бруса вообще, значительно выше. Строганый брус отличается только дополнительной обработкой лицевых сторон.
Если дом или баня из такого бруса собираются в чашу, то она частично противодействует кручению, но при большой длине бруса все решает только общий вес, а он меньше, чем в случае с бревном.
Но в подавляющем большинстве случаев дома из такого материала собираются не в чашу, а встык, «в шпонку» или в «коренной шип» (теплый угол). При этих способах кручению бревна противодействуют только верхние ряды, а изгибанию по горизонтали и смещению не препятствует ничто.
Профилированный брус
Описанная выше ситуация характерна и для профилированного бруса, за исключением ситуации с изгибанием. Этот вид деформации находится «под контролем» у профилированных пазов. Но если кручение выведет брус из пазов, то и изгибание будет возможно.
Деформация бруса при кручении
Деформация профилированного бруса при кручении
Клееный брус
Сама технология изготовления клееного бруса направлена на то, чтобы исключить процессы деформации бревна, которые характерны для других видов бруса.
Ламели предварительно просушиваются в камерах, строгаются, затем склеиваются. Но именно это может оказаться «проблемой» клееного бруса в срубе, так как при влажности меньше 12% он будет стремиться набрать влагу из воздуха.
В результате клееный брус может деформироваться еще до укладывания в сруб.
Применение нагеля позволяет компенсировать недостатки строительных материалов, оказывая сопротивление их деформации.
Соединения на нагелях по ГОСТ
ГОСТ 300974-2002 «Соединения угловые деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий. Классификация, конструкция, размеры» обязывает установку деревянных шкантов (нагелей) в угловых и Т-образных соединениях брусьев с коренным шипом и на шпонках. Это соединения, где нет чаши. Нагель при этом ставится в центр углового соединения.
Диаметр нагеля зависит от ширины бруса:
- если ширина меньше 140 мм, то применяется нагель с диаметрами от 20 до 25 мм,
- если ширина равна или больше 140 мм, то используется нагель с диаметром 30 мм.
Диаметр отверстия должен быть равен диаметру нагеля, но с учетом допустимых отклонений:
- для диаметра шканта -0,5 мм
- для диаметра отверстия -+0,5 мм
отверстие может быть на 1 мм больше диаметра нагеля. Длина нагеля не оговаривается.
Влажность нагелей не должна сильно отличаться от влажности древесины стен. Влажность нагеля может быть ниже не более чем на 2-3%, так как при большей влажности отбудет забирать ее из стенового материала, увеличиваться в размерах и заклинивать брус, препятствуя его свободной усадке.
Перечисленные в ГОСТ 300974-2002 требования касаются только угловых соединений, но это не решает проблемы линейных искривлений. Они лишь оговаривают требования, влияющие на целостность конструкции.
В тоже время существует ГОСТ Р 56711-2015 «Соединения нагельного типа для деревянных конструкций.
Технические условия» сказано, что для гладких цилиндрических нагелей сверлят отверстия такого же диаметра, как и у нагелей, а в отдельных случаях, для увеличения плотности их посадки, диаметр отверстия выбирают на 0,2-0,5 мм меньше диаметра нагеля.
Влажность соединяемых элементов и используемых деревянных нагелей должна соответствовать ожидаемой эксплуатационной с целью исключения высыхания древесины и ослабления соединений.
Ситуация обязательной установки нагеля согласно ГОСТ 300974-2002
Исправление кривизны бруса за счет установки нагелей
О сухой древесине нагеля говорится и в СП 64.13330.2017 (замена СНиП II-25-80 Деревянные конструкции). Так в этих правилах сказано, что древесина нагелей должна быть прямослойной, без сучков и пороков, а влажность не должна превышать 12%. Дополнительно нагеля из малостойких к загниванию пород (бук, береза) должны обрабатываться антисептиком.
На первый взгляд возникает противоречие во влажности и диаметре отверстий. На самом деле ГОСТ Р 56711-2015 и СП 64.13330.2017 говорит о жестко соединенных деревянных конструкциях, а ГОСТ 300974-2002 о конструкциях подвижных, в которых происходит усадка.
Установка нагелей
Для срубовых конструкций нет жестких требований по необходимости установки нагелей, однако такая потребность может возникать при применении, в первую очередь, материалов естественной влажности.
Сначала разберем, как правильно установить деревянный нагель-шкант, а затем, где его лучше ставить.
Правила установки нагеля
- Применяется нагель с влажностью ниже на 2-3% стенового материала.
- Диаметр нагеля для стенового материала до 140 мм 20 – 25 мм, 140 и более – 30 мм.
- Отверстие делается сверху по центру строго вертикально, чтобы не препятствовать усадке
- Диаметр отверстия равен или на 1 мм больше диаметра нагеля (должен входить без видимых затруднений, только цилиндрической формы).
- Длина нагеля примерно равна 1,5 диаметра бревна или толщины бруса (при установке на один срез, то есть в двух венцах).
- Глубина сверления на 5 см. больше длины нагеля.
- При забивании нагель утапливается на 2-3 до 5 см от поверхности бревна.
Установка нагелей в срубе
Для установки может применяться нагель длиной две толщины венца для установки на 2 среза (в трех венцах), но просверлить строго вертикально такое отверстие очень сложно. Такой вариант установки допустим только для опытных плотников и применяется чаще в брусе с высотой 140-150 мм.
Места и шаг установки нагеля
Место и шаг установки нагеля зависит от материала сруба и способа соединения угла.
- Брус с соединением встык, в шпонку, в коренной шип соединяется нагелем непосредственно в центре углового и Т-образного соединения. Этот случай крепления обязателен!
- Брус или бревно сращиваемые в чаше фиксируются нагелем в 30 см от стыка. Этот случай в ГОСТ прямо не оговорен, но по принципу он схож с коренным шипом, поэтому крайне желательно нагель установить.
- Свободные концы оконных и дверных проемов из бруса и бревна, не зафиксированные обсадной коробкой также обязательно скрепить нагелями на расстоянии 15 – 20 см от края проема.
- Обязательно устанавливать нагеля в межоконных простенках и фронтонах без перерубов.
- В остальных частях по длине венца нагеля могут устанавливать по желанию. Делается это в шахматном порядке с шагом 1,5 метра с брусе и оцилиндрованном бревне и 2 метра в бревне ручной рубки.
Установка нагелей на стыке бревен – ситуация схожая с коренным шипом
Установка нагелей на стыке бревен: с перекрытием следующим венцом и до перекрытия
Установка нагелей на свободном конце бревна
Установка нагелей на простенке между проемами
В заключении
Процесс установки нагелей в срубе не сложный, но требующий большой ответственности и аккуратности. С целью экономии эту процедуру можно избежать и нагеля не ставить. Но если Вы берете на себя такую ответственность, то будьте готовы и к возможным последствиям.
Строительные компании, несущие ответственность за свою работу и гарантирующие высокий результат, как правило, установку нагелей включают обязательно в стоимость сруба. По этой причине, при прочих равных, сруб может получаться дороже. Но такие затраты обоснованы.
Вопрос установки нагелей – это ситуация из пословицы «Скупой платит дважды».
Нагель для бруса: правильный выбор и установка
Красивое слово «Нагель» у некоторых ассоциируется с распространённой и имеющей немецкие корни фамилией довольно известных в России людей.
У других, изучавших в школе немецкий язык, ассоциация сравни простому переводу: Nagel в переводе означает гвоздь.
Мы же будем рассматривать это понятия применительно к строительству деревянных бань и в целом строительству из дерева. Как выбрать и правильно установить нагель для бруса?
Нагель деревянный — надёжность проверенная веками
Что такое нагель в строительстве? Что говорит нам толковый словарь Владимира Даля? Нагель — деревянный или металлический стержень, соединяющий по высоте венцы сруба. Это крепежный элемент, предназначенный для предотвращения смещения деталей деревянных конструкций из бревна или бруса.
Согласно еще одного определения Нагель – деревянный, металлический или пластмассовый, композиционный стержень цилиндрической или иной формы, применяемый для скрепления (сплачивания) частей деревянных конструкций.
Если Вы услышали устойчивое выражение Нагель по бетону, то имейте ввиду, что речь идёт о специфических шурупах. Их называют так из за немного схожих функций. На этом их сходство заканчивается…
Нагель и шкант: понятие и особенности
Иногда нагели еще называют шкантами, хотя это не совсем правильно. По крайней мере правильно не во всех случаях. Некоторые строители вообще называют нагелем стержень круглого сечения, а шкантом стержень квадратного сечения.
Шкант, согласно Большой Советской энциклопедии, это вставной шип для соединения деталей столярных изделий. Он представляет собой деревянный или пластмассовый стержень цилиндрической формы диаметром 6-20 мм, длинной 25-160 мм, концы которого имеют небольшое заострение в виде фаски.
Однако, тем не менее в межгосударственном стандарте ГОСТ 30974-2002, введенном в действие в качестве единого Госстандарта РФ с 01.03.
2003 постановлением Госстроя России для соединений угловых деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий различий между понятиями нагель и шкант не установлено, причем как материал используемый для их изготовления указана только древесина следующих пород дерева – ясеня, дуба, лиственницы, сосны и березы.
При этом их влажность составляет минус 2-3% от влажности древесины стен сруба. Так как на практике, особенно в частном строительстве, обычно влажность не замеряют, то просто нагели стараются делать по возможности из более просушенной древесины, чем основной пиломатериал.
Для чего производится установка нагелей
Необходимость применения нагелей связана с тем, что при высыхании древесины дерево может крутить, возникающими при этом внутренними силами, особенно сильно это происходит при строительстве из обычного бруса или оцилиндрованного бревна, в меньшей степени при строительстве из круглого леса или клеёного бруса.
Правильно установленные нагели не дают смещаться в срубе бревнам или брусу друг относительно друга.
При этом, чем выше влажность дерева, тем сильнее его крутит. Причинами этого являются такие факторы, как свилеватость – перекрученность волокон древесины, а также нарушения естественной структуры древесины как при распиловке бруса, так и при производстве оцилиндрованного бревна.
Как правильно укладывать нагеля?
Баня из профилированного бруса — достойный современный выбор. Но в любом случае, даже если Вы решили нанять бригаду или специализированную организацию для её строительства, знать правила монтажа её стен, будет совсем не лишним.
Длина нагелей должна быть обязательно меньше, чем длина отверстия, чтобы после усушки и осадки сруба брусья не повисли на нагелях. По этой причине нагели должны забиваться в дерево без особых усилий, но при этом болтаться свободно в них не должны.
Желательно, чтобы древесина нагелей была более сухой, чем древесина бревен или бруса, тогда при высыхании их зажмет и соединение будет прочнее.
Существуют довольно простые правила монтажа. Установка нагелей производится в шахматном порядке на расстоянии друг от друга на 150 – 200 см. От дверных и оконных проемов на расстоянии 20 – 30 мм.
Нагель металлический: плюсы и минусы
Железные нагели делают из арматуры или из труб. Недостаток нагелей из арматуры заключается в том, что при их использовании существует риск, что они могут помешать осесть бревнам при высыхании дерева, так как бревна могут зависнуть на боковых выступах арматуры.
Трубы для этой цели использовать можно, но это не экономично, их стоимость значительно выше деревянных нагелей. Да и так как металл слишком жесткий, он хуже двигается и сгибается вместе с бревнами сруба. Одним словом качественный нагель по дереву, например нагель берёзовый даст фору любому металлическому изделию.
Ну а если вы решили заменить дерево на металл, то выбирайте гладкую трубу.
О замене нагелей гвоздями
Некоторые строители используют в качестве нагелей гвозди, считая, что раз они более тонкие, то венцы на них будут легче осаживаться, и просто просверлив небольшое отверстие дальше их просто забивают. Это не верно.
Дело в том, что гвозди при забивании и так входят в древесину распирая ее.
Затем, при высыхании дерево сжимаясь еще плотнее примыкает к гвоздям, а если гвозди находясь в недостаточно просушенной древесине еще и проржавеют, то брусья или бревна будут на них так плотно держаться, что никакой осадки сруба в процессе усушки может не произойти. В результате между венцами могут образоваться щели.
А можно ли обойтись без дополнительных креплений?
От некоторых строителей приходится слышать мнение, что при строительстве из круглого леса нагели не нужны, так как по углам срубов, сложенных из него вырубаются жесткие замки, которые не дают бревнам смещаться.
Главное при рубке сруба бревна располагать горбом вверх.
Это ошибочное мнение, так как если попадется бревно с большой свилеватостью – с сильно перекрученной древесиной, то в процессе высыхания такое бревно начнет выкручивать.
Кстати, еще в дореволюционных книгах по строительству были указания по установке нагелей не менее, чем через 2,1 метра друг от друга, в оригинале – не менее 3-х аршин, 1 аршин = 71 см. Поэтому даже при возведении бани из бревна своими руками или бруса, не говоря уже о доме, установка нагелей обязательна!
Загрузка...
