Методы и способы соединения деревянных деталей

Шурупы для дерева

Соединения, выполненные с помощью шурупов, являются более долговечными и прочными, чем гвозди. Спиральная резьба идеально прилипает к материалу и предотвращает выскальзывание крепежа.

Для строительства домов чаще выбирают шурупы для дерева длиной от 40 до 320 мм и диаметром от 0,5 до 6 мм.

Что касается видов этого строительного крепежа, то могут использовать самые различные шурупы. Самые популярные среди застройщиков — самосверлящие шурупы, поскольку для них не требуется каких-либо подготовительных работ: достаточно просто достать их из упаковки и вкрутить шуруповертом в дерево. Это возможно благодаря специально сконструированному шпицу.

Традиционные шурупы обычной формы более дешевые, однако выбирая их, следует иметь ввиду, что прежде чем начать их вкручивать в древесину, вам придется просверлить отверстие. Оно должно быть чуть меньшего диаметра, чем диаметр шнека.

Есть также строительные шурупы с частичной резьбой. В них как правило резьба находится лишь на небольшой поверхности и под некоторым углом. Такой крепеж пригодится, если вы планируете скреплять древесину с другими материалами, поскольку они имеют до 67% больше растягивающего усилия, по сравнению с традиционными шурупами.

Многие застройщики предпочитают крепить стропила, балки и другие деревянные элементы дома именно шурупами. Однако следует иметь ввиду, что это более трудоемкая задача, по сравнению с гвоздями. Чтобы облегчить закрепление винта в твердой древесине, его резьбу можно предварительно смазать бесцветным маслом, стеарином или натереть мылом.

Однако, в отличие от гвоздей, крепеж шурупами для дерева зачастую выглядит более эстетичным. К тому же они почти не ржавеют, так защищены от коррозии хромированием или латунью. Разумеется, это не дает стопроцентной гарантии.

Если вы хотите полностью избежать ржавчины следует выбирать шурупы из нержавеющей стали. Разумеется, они будут стоить дороже. Однако такой крепеж пригодится как нельзя кстати, если вы планируете работу с деревянными конструкциями, которые могут подвергаться частому воздействию воды или находящихся в условиях повышенной солености (дома, построенные на прибрежных территориях).

Как правильно закручивать шурупы?

Технология закручивания зависит от формы шурупа. Проще всего, конечно, работать с самозакручивающимися шурупами с традиционной резьбой. Несколько сложнее — с крепежом, в котором резьба нанесена лишь частично или с, так называемыми, шурупами с безрезьбовым сечением.

При работе с последними потребуется просверлить отверстия в древесине. Это делается в два этапа. Сначала делается отверстие узким сверлом, а затем сверлом с диаметром, аналогичным резьбовой части винта. Принцип двойного сверления не распространяется на винты, у которых резьбовая часть шире, чем у безрезьбовой.

Нужно ли предварительно просверливать отверстия, если мы имеем дело с традиционными шурупами, с резьбой в полной длину? Здесь особых правил нет: если они закручиваются итак, то сверлить дерево не нужно. Однако, если вы имеете дело с досками из твердой древесины, будьте готовы к тому, что ее придется сверлить каждый раз.

Кроме того, если вы планируете прикрутить шуруп у краев доски, специалисты настоятельно рекомендуют предварительно просверлить отверстие, чтобы не повредить дерево. Помните, что отверстие для шурупа всегда должно быть не только уже его диаметра, включая резьбу, но и короче его примерно на 1/3.

Виды угловых соединений

Схема ориентации брусьев.

На сегодняшний день, когда выполняется постройка какой-либо системы, угловые соединения бруса производят двумя способами:

• с остатком;
• без остатка.

Если необходимо, чтобы углы были ровными, применяют метод рубки без остатка, а если производить рубку с остатком, то концы брусьев с обеих сторон выступают на одинаковом расстоянии. Следовательно, этот способ предусматривает перерасход материала, так как при этом варианте необходимая длина брусьев будет на полметра больше.

Но если рассматривать с точки зрения практичности, конструкция дома с остатком будет более защищена от воздействия окружающей среды, и к тому же сруб будет устойчивее.

Укладка с остатком

Такой вид выполняется тремя способами:

• “в обло”;
• “в охлоп”;
• “в охряп”.

Самым простым видом соединения является «в обло» или «в чашу». Таким методом соединение брусьев выполняют замочными пазами:

Варианты соединения бруса.

• однострочным;
• двусторонним;
• четырехсторонним.

Однострочный паз с замком представляет собой поперечный надпил на каждом из брусков. Делается надпил в верхней части и с одной стороны, а ширина его должна быть равной поперечному сечению. В основном этот технологический процесс соединения применим при монтаже профилированного бруса.

Двухсторонний замковый паз предусматривает пропилы с двух сторон – нижней и верхней. В этом случае пропилы будут равны четверти высоты бруса.

Следовательно, в четырехстороннем замковом пазу пропилы производятся по всем 4-м сторонам. При таком замковом соединении упрощается укладка рядов, так как брусья монтируются впритык и вплотную укладываются один на один. Этот метод самый практичный, из-за того что прочность конструкции высокая.

Способ без остатка или «в лапу»

Соединение «в лапу» также выполняется в нескольких вариациях:

Варианты угловых соединений брусовой коробки.

• встык;
• на шпонах;
• на шипах.

Самым распространенным соединением углов без остатка, когда идет строительство, является способ встык, так как он еще и самый простой. Во время такой стыковки брусья укладываются один на один торцовой стороной и крепятся скобами или пластинами с шипами из гвоздей. Торцы брусьев в местах стыковки должны быть обработаны до ровной поверхности, от этого будет зависеть плотность стыковки.

Такое соединение бруса при строительстве бань не рекомендуется, из-за того что при таком соединении углов происходят теплопотери.

Укладка на шпонах предусматривает использование специальных вкладышей из древесины твердых пород. При укладке этим методом в брусьях заранее делают пазы, куда во время монтажа и устанавливаются шпоны, которые препятствуют смещению конструкции. Крепление на шпонах производят поперечным, косым или продольным способом. Самым сложным и в то же время самым прочным является косой способ.

Соединение в шип применяется чаще всего. Во время применения этого типа на торцевой стороне одного бруса выпиливают паз, а на другом изготавливают шип. Самым прочным соединением считается то, при котором изготавливается наибольшее количество шипов и пазов. Для наиболее плотного соединения при монтаже в паз устраивается теплоизоляция из джута или льняной пакли. Также для прочности соединения после укладки каждого ряда брусьев по углам вбивают круглый нагель.

Лучший клей для дерева на основе ПВА

Одним из наиболее экологичных столярных клеев является водная эмульсия поливинилацетата. Во время работы отсутствует токсичный запах, поэтому наличие вентиляции не является обязательным требованием к столярной мастерской. Доступность продукта позволяет широко использовать его

Эксперты обратили внимание на несколько моделей

Kleiberit 303.0

Рейтинг: 4.9

Немецкий клей по дереву Kleiberit 303.0 обладает массой достоинств

Но эксперты заострили внимание на таком качестве, как водостойкость. Именно этот факт стал ключевым при определении победителя рейтинга

Лидирует этот клей ПВА и по продажам в нашей стране. Потребители успели оценить универсальность клеевого состава. С его помощью можно соединять разные виды древесины, ДВП, ДСП, шпон и т. д. Некоторые мастера восхищаются работой с твердыми породами дерева. Не вызывает сложностей и сам процесс приклеивания. Достаточно прижать соединяемые детали на 6…10 минут, чтобы получить единое целое.

Кроме влагостойкости пользователи отмечают стойкость к низким температурам (до -30°С). Белый цвет после высыхания также не вызывает дискомфорта.

• прочность;
• простота применения;
• устойчивость к низким температурам;
• влагостойкость;

не обнаружены.

ULTIMA СТОЛЯР ПВА

Рейтинг: 4.8

Высокие эксплуатационные свойства клея ULTIMA СТОЛЯР ПВА оценили по достоинству работники полиграфической и деревообрабатывающей отраслей промышленности. Именно на их долю приходится львиная доля продаж в России. Производственники, как и эксперты, лестно отзываются о необычайной прочности шва (0,9 кгс/см). Поэтому склеивать можно детали, которые впоследствии подвергаются высоким динамическим нагрузкам. За отменную прочность, быстрое время схватывания и прозрачность материал удостоился второй строчки нашего рейтинга.

Поражает клей и устойчивостью к низкой температуре. Он способен сохранять рабочие свойства после 4 циклов глубокой заморозки (до-35°С). Мастера отделочники нашли другое применение этому клею на основе ПВА. Они приклеивают армирующую ленту, подклеивают обои, заделывают стыки.

• универсальность;
• прочность;
• морозостойкость;
• прозрачный шов;

долго сохнет.

Момент Супер ПВА D3 влагостойкий

Рейтинг: 4.7

Высокими эксплуатационными характеристиками может похвастаться отечественный клей для дерева Момент Супер ПВА D3 влагостойкий. Он может применяться для склеивания широкого спектра изделий из натурального дерева, шпона и содержащих деревянные включения материалов. Продукт несколько уступает лидерам в длительности прижимания (15-20 мин) и окончательного высыхания (24 ч). Клей не оставляет следов на деталях после высыхания, за что заслуживает третьей строчки рейтинга.

Водная дисперсия ПВА сохраняет работоспособность в пределах температур от +5 до +30°С. Эту особенность часто указывают мастера в отзывах, как минус клеевого состава. А вот к прочности, прозрачности, доступности у пользователей претензий нет.

• доступная цена;
• прозрачность;
• отсутствие запаха;
• универсальность применения;

длительное высыхание.

ТЕКС ПВА Столярный Профессиональный

Рейтинг: 4.6

Широкий спектр материалов можно соединить с помощью клея ТЕКС ПВА Столярный Профессиональный. Это не только дерево, картон или бумага, но и кожа, линолеум и плитка (не керамическая). Такие уникальные свойства достигнуты благодаря отличной адгезии. При этом шов обладает высокой прочностью и эластичностью. Сам состав имеет белый цвет, который не должен пугать пользователей. После высыхания он становится прозрачным и внешне не портит образованный узел. Мастера упоминают про удобство в работе, отсутствие неприятного запаха. Клеевой состав заслужил место в нашем рейтинге.

Не вызывает нареканий у профессионалов надежность сцепления. Несколько высоковат расход клея (1 кг на 4-7 кв. м), да и сохнет он целые сутки.

• универсальность;
• экологичность;
• высокая прочность;

большой расход материала.

Krass ПВА PVA D3

Рейтинг: 4.6

Если необходимо склеить детали так, чтобы не было видно шва, мастера отдают предпочтение составу Krass ПВА PVA D3

Материал не испортит внешний вид самой благородной древесины, что часто важно при изготовлении элитной мебели, дверей или при укладке паркета. Клей имеет хорошую влагостойкость, это качество значительно расширяет сферу применения

Эксперты включили этот продукт на основе ПВА в наш рейтинг еще за эластичность и прочность шва. Производителю удалось обойтись при создании клея без органических растворителей, поэтому смесь получилась экологичной.

Профессиональные столяры и мебельщики отмечают такую особенность клеевого состава, как возможность нанесения на сырую поверхность. А свойства шва сохраняются в очень широком температурном диапазоне (0-100°С).

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:

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.

Соединения на шпонках

Шпонками называются вкладыши, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов. Шпонки могут быть призматическими, в виде колодок и кольцевыми.

Рис. 66. Соединения на шпонках и колодкахПризматические деревянные шпонки предназначены для сплачивания составных балок из брусьев и бревен. Они бывают двух типов: продольные и поперечные. Продольные (рис. 66, а) работают на смятие и скалывание вдоль волокон. Поперечные натяжные (рис. 66, б) допускают уплотнение путем подклинивания; работают на смятие и скалывание поперек волокон (выполняются из дуба).

Отличительным признаком работы призматических шпонок является распор, который образуется вследствие поворота шпонки. Распор воспринимается болтами. Рассчитываются такие шпонки по формулам (60) и (61), стяжные болты рассчитываются на растяжение.

Рис. 67. Соединения на пластинчатых нагеляхКолодки (шпонки большого размера) предназначены для сплачивания элементов с зазором (рис. 66, в). Их применение рекомендуется для наружных элементов с большими нагрузками, где наличие зазора способствует просушке элементов и увеличивает изгибную жесткость (например, в мостовых балках).

5 этап. Строительство стен дома из профилированного бруса

Далее на первый венец укладывают последующие венцы. Если первый ряд уложен правильно, сложить остальные не составит труда

Особенное внимание следует уделить трем аспектам:

1. Сращивание бруса по длине.

Виды сращивания представлены на картинке.

Виды сращивания профилированного бруса по длинеСпособы сращивания профилированного бруса

2. Угловое соединение бруса (ГОСТу 30974 — 2002).

Соединение бруса впритык (встык)Впритык. Брус укладывается торцом к брусу и соединяется между собой и нижним рядом. Любые запилы, призванные повысить прочность соединения отсутствуют. Такое соединение на практике не используется, несмотря на свою простоту.

Сборка стен из бруса способом «в полдерева»В полдерева. Быстрое соединение, которые требует утепления.

Соединение (рубка) бруса в «теплый угол»«Теплый угол» или с коренным шипом. Надежное соединение, которое препятствует попаданию холода в помещение.

Варианты, как сделать теплый угол из бруса

Соединение бруса в «ласточкин хвост»1. Ласточкин хвост

Соединение бруса «полуласточкин хвост»2. Полуласточкин хвост

Сборка бруса в «чашу» (угловое соединение с остатком)3. Торцевое соединение (врубка) брусьев – с остатком.

Более известное как соединение «в чашу» или «в обло». Наиболее эстетичная сборка бруса в теплый угол, но забирает площадь помещения, и увеличивает бюджет строительства, т.к. часть материала не используется по назначению.

Способ рубки в коренной шип (теплый угол из профилированного бруса)

Способ сборки угла деревянного дома из бруса в «теплый угол»

Угловое соединение бруса в «теплый угол» достаточно прочное даже без дополнительного крепления нагелями.

Совет. Для того, чтобы точно делать разметку для стыковки, нужно использовать шаблоны. При этом пропилы делаются в половину сечения профилированного бруса. Такой прием позволит компенсировать усадку дома.

3. Формирование простенка

Перестенок (часть стены между дверными, оконными проемами или углом дома) формируется одновременно с внешней стеной в том случае, если длина стены превышает 6 метров (стандартная длина профилированного бруса).

Способы (виды) крепления/соединения деревянного бруса:

Т-образное соединение бруса с коренным шипом (схема устройства)Т-образное с коренным шипом;

Шиповое соединение бруса в «ласточкин хвост» (схема + чертеж с обозначением мест стыковки)ласточкин хвост;

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Сборка бруса в «чашу» (угловое соединение)«в чашу». Домокомплект состоит из бруса с уже нарезанными чашами. Заводское оборудование позволяет сделать посадочное место с четко заданными параметрами. Здесь вопрос как собрать дом из бруса вообще не рассматривается (это как конструктор – монтаж выполняется по инструкции).

Рекомендация. Удешевить строительство дома поможет формирование внутренних перестенков каркасным методом с последующей отделкой.

Крепление бруса нагелями

Соединяются венцы между собой с использованием деревянных нагелей.

Нагель для бруса – это крепежные изделия, похожие на деревянный гвоздь без шляпки. Металлические нагели используются реже, а пластиковые еще реже. Деревянные нагели можно сделать самостоятельно.

Длина нагеля составляет 1,5 толщины бруса, а диаметр – 15-20 мм. При этом он должен быть на 5 мм. больше сверла, которое будет использоваться для засверливания отверстия.

Нагели помимо усиления узла препятствуют скручиванию бруса.

При этом непосредственно возле угловых соединений нагель не устанавливается, чтобы избежать расколов при их заколачивании. Минимальное расстояние от торца составляет – 250 мм, для бруса сечением 200 мм. Расчет ведется по формуле: ширина бруса плюс 50 мм.

Установка нагелей в брусе:

• нагель по прочности должен превосходить применяемый брус. Желательно использовать дубовые нагели, но часто их вырезают самостоятельно из остатков пиломатериала;
• одним нагелем соединяются только два бруса;
• сверление бруса под нагель выполняется строго вертикально;
• устанавливаются нагели со смещением относительно друг друга;
• расстояние между нагелями в брусе на удалении 1,5-2 метра;
• влажность нагеля должна соответствовать влажности бруса;
• загоняется (забивается) нагель киянкой;
• длина нагеля должна быть на 20-30 мм. меньше глубины отверстия, что позволяет компенсировать усадку дома из бруса.

Схема монтажа нагелей в брусе

Примечание. Гвозди в строительстве дома из профилированного бруса не применяются.

Пружинный узел для бруса

Усилить место соединение бруса можно с помощью пружинной стяжки – крепеж «Сила»

Пружинный узел «Сила» для профилированного бруса

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.

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.

Столярные соединения

Соединения в столярном деле в основном повторяют соединения плотничные. Отличие состоит в том, что из-за малых размеров изделий не применяются наращивание и очень редко требуется сращивание. Главным образом применяются вязка и сплачивание на столярном клее с использованием деревянных нагелей.

Сплачивание выполняется впритык, в шпунт, в шпунт с рейками (см. рис. 21), со шпонками (см. рис. 22). Кромки сплачиваемых досок промазывают столярным клеем и зажимают при помощи клиньев в т. н. цивинках, т. е. поперечных планках с вырезами (см. рис. 47). Изделия выдерживают до полного высыхания клея. Таким образом склеиваются щиты для филенок дверей, половые щиты и т. п. Концы сплачиваемых досок иногда закрывают т. н. наградником, т. е. поперечным бруском или доской (см. рис. 48).

Рис. 48. Наградник

Вязка в столярных работах обычно выполняется так же, как и в плотничных, то есть в полдерева (см. рис. 29), одиночным(см. рис. 31) и двойным прорезным шипами(см. рис. 32), прорезной лапой (см. рис. 33). Кроме того, в столярных работах применяются вязка в ус (для брусков и досок) и вязка досок под углом лапчатыми или сковородными шипами.

Соединение в ус. Соединяемые детали на всю ширину срезаются под углом 45 град. Разновидности этого соединения:

– вязка в ус (см. рис. 49). Соединяемые детали срезаются под углом 45 град., затем от угла выполняется широкий пропил, и в него на клей вставляется деревянная пластина;

Рис. 49. Вязка в ус

– вязка в ус с двойным шипом (см. рис. 50). Напоминает предыдущую, но с обеих лицевых сторон бруски срезаются под углом 45 град. до толщины шипа;

Рис. 50. Вязка в ус с двойным шипом

– вязка досок лапчатыми или сковородными шипами (см. рис. 51). Хорошо предохраняет угол соединения от воздействия случайных нагрузок. Если необходимо с одной стороны скрыть торцы шипов, доски вяжут под прямым углом в потайку (см. рис. 52). Иногда потайка выполняется с обеих сторон (см. рис. 53);

Рис. 53. Вязка в потайку с двух сторон

– тавровое соединение (см. рис. 54). Выполняется, когда одна из досок упирается в середину другой. Для увеличения надежности вязки шипы, пропускаемые насквозь, могут быть при склейке расклинены с торца.

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.

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.