Основные виды соединений деревянных деталей

Фанерование

Простую древесину оклеивают дощечками, что называется облицовкой. Фанерование – это оклейка листами из ценных пород древесины. При этом используется особый вид клеевого соединения. Такая методика позволяет не только улучшить внешний вид изделия, но и сделать более прочной поверхность.

Фанера может быть пиленой, лущеной или ножевой (строганой). Такая процедура проводится с одной или двух сторон. Во втором случае прочность изделия значительно повышается. Фанеру можно наклеивать в один или несколько слоев.

Если применяется одностороннее фанерование, лист наклеивают волокнами параллельно направлению волокон основания. При двухстороннем их нужно располагать взаимно перпендикулярно.

Из-за усадки или высыхания клея и коробления фанеры может деформироваться и основание. По этой причине образуется вогнутость. Такая деформация будет тем больше, чем меньше отношение толщины щита к его ширине. Если брусок хорошо высушен, его толщина не будет менее половины ширины, то коробление не наблюдается.

Шип в проушину

Угловые и тавровые (пример: Т-образное соединение оконной рамы) пересечения удобно выполнять методом шип-гребень в проушину. В данном случае проушину делают в торце вертикальной детали, пропилы под шип – в горизонтальной ее составляющей.

Работа начинается с разметки проушины. Толщина заготовки делится на три. Тонкой ножовкой делают пропилы на глубину, равную ширине другой заготовки. С помощью стамесок удаляют лишнюю древесину, стенки проушины выравнивают наждачной бумагой.

Размечают вторую заготовку. Ширина шипа должна быть равна ширине первой заготовки, толщина равняться толщине шипа. Пропилы выполняют ручной ножовкой, тщательно контролируют глубину и угол наклона. Лишнее снимают стамеской.

Окончательную доводку по толщине выполняют с помощью наждачной бумаги. Детали должны соединяться с легким усилием и не распадаться под собственным весом.

Шип-паз

Крепление создается за счет материала соединяемых деталей. В одном элементе удаляют древесину вокруг выступа (шипа), в другом массиве вырезают паз.

Шип должен входить в паз с некоторым усилием для прочного защемления выступа в отверстии. Боковые напряжения создают силы трения между шипом и пазом, формируют практически неразъемное соединение.

В зависимости от габаритов деталей определяют размеры шипов и пазов. В сечении они могут быть прямоугольными, квадратными, овальными. Для повышения несущей способности узлов детали смазывают столярным или синтетическим клеем. В некоторых случаях крепления усиливают установкой дополнительного металлического крепежа.

Сплачивание

Рассматривая столярные соединения деталей из древесины, стоит отметить такую разновидность, как сплачивание. Его применяют для стыковки узких деталей. Это позволяет получить заготовку большей ширины. В редких случаях эту методику применяют для наращивания толщины.

Лицевые стороны подвергают фанерованию. Их оклеивают древесиной, которая относится к категории ценных пород. Сплачивание предполагает следующие разновидности соединений:

• В гладкую фугу. При этом применяется клеевой состав. Кромки деталей прочно прифуговывают друг к другу. Затем их склеивают. Далее заготовку помещают в специальное оборудование. Это могут быть прессы, верстаки или сжимы. При этом часто применяют винты, клинья и прочие фиксаторы. Клеевой состав высыхает под давлением. Он выдавливается по линии стыка.
• Шканты и шипы. В кромках качественно прифугованных деталей проделывают отверстия или гнезда. В них вставляют шипы прямоугольной формы или круглые выступы (шканты). При этом шипы должны иметь толщину не больше 1/3 от толщины деталей.
• В шпунт. В одной из кромок выбирают паз посередине. Это шпунт, который должен быть не больше 1/3 толщины детали. В противоположной кромке делают гребень, конфигурация которого соответствует пазу. Такие соединения могут быть прямоугольной или трапециевидной формы.
• В четверть. В кромках выбирают материал до половины толщины заготовки. Такого же размера делают продольные выемки. Они называются четвертями.
• На рейку. Отличается от стыка в шпунт формой пазов. В них дополнительно выбирают рейку.
• На шпонках. Выбирают в виде суживающихся кверху и по длине пазы. Они имеют трапециевидную форму и глубину 1/3 от толщины детали. В пазы вбивают шпонки, которые имеют скошенную кромку. Она соответствует типу паза. Такое соединение предотвращает коробление щитов.
• В наконечник. На торцевой кромке щита наклеивают брусок. При этом форма шпунта-гребня может быть прямоугольного, треугольного или иного профиля. Такое соединение применяют для торцов, которые плохо поддаются отделке.

Строительный брус – способы соединения

Рынок строительных материалов расширяется за счет новых пластико-цементных материалов и сборных металлических конструкций. Несмотря на тенденции развития рынка, древесина остается надежным и проверенным отделочным и строительным материалом. Строительная древесина – натуральный экологичный материал, легко обрабатывается, выдерживает большие нагрузки, сохраняет рабочие свойства при любых климатических условиях. Древесина обладает большой теплоемкостью, в деревянных домах летом стены поглощают излишки тепла, зимой стены строения промерзают.

Брус в ряду пиломатериалов занимает особое место, становится самым востребованным строительным материалом в современном малоэтажном жилищном строительстве. Материал удобен для работы, не требует применения специального инструмента, соединение бруса надежно и долговечно.

Всех типоразмеры пиломатериала стандартизированы, общими недостатками материала являются естественные ограничения по длине и полезной площади. При использовании строительного бруса применяют различные способы для улучшения этих рабочих характеристик:

1. Сращивание. Позволяет увеличить длину строительных элементов;
2. Сплачивание. Применяется для увеличения площади полезной поверхности и размеров поперечного сечения;
3. Соединение в угол. Используется для скрепления под углом, создания объемных конструкций.

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.

Скользящая опора

В процессе службы древесина меняет свой объем то в большую сторону при высокой влажности, то в меньшую в период летнего зноя. Соответственно, это приводит к естественному движению балок в плоскости, а значит, необходимо использование крепежа, который будет адаптироваться к этому движению.

Крепеж металлический для бруса скользящая опора для стропил позволяет зафиксировать конструктивные элементы не жесткой фиксацией, а подвижным соединением – полочка, поддерживающая балку, двигается в пределах нескольких сантиметров. Таким образом получается сбалансированная конструкция, которую не разопрет при смене влажности, что особенно актуально для крыши и неотапливаемых чердаков в частности.

Вязка углов сруба

Разновидностью крестообразной вязки является способ крепления бруса между собой без остатка, в этом случае две стороны крестообразного соединения не имеют продолжения. Такое соединение используют при укладке углов и называют «без остатка в лапу». Рубка замка без остатка не требуется применения специального инструмента, возведение сруба по такому методу пользуется популярностью у индивидуальных застройщиков.

Более сложный способ углового монтажа – укладка в «ласточкин хвост», замок ласточкин хвост является надежным, но сложным креплением. Разметка и сложная рубка такого соединения требует профессиональных навыков, технология широко используется в строительстве малоэтажного жилья эконом-класса.

Как прикрепить деревянный брус к деревянной стене?

В данном случае распространённым является перфорированный метод крепежа как в кровельных работах, так и в мебельной отрасли. Перфорированные элементы закрепляют гвоздями, саморезами или шурупами.

Перфорированные пластины соединяют детали в одной плоскости, например, монтаж кровли. Также существуют уголки, различные по ширине, для усиления и соединения конструкции. Для вспомогательных элементов небольшого веса подойдёт монтажная лента.

Наиболее привычным способом крепления деревянных конструкций являются гвозди. Жидкие гвозди чаще применяют в быту, сборке мебели и строительстве. Применение гвоздей покажется очень лёгким способом, но нельзя забывать и технике забивания гвоздя. Если использовать болтик с гаечкой на конце, то можно с лёгкостью забить гвоздь в любом труднодоступном месте. Заранее рассчитайте, какой длины гвоздь вам потребуется. Для более прочного соединения досок, гвозди вбивают под углом друг к другу. Слишком сухая древесина быстрее расколется гвоздём. Если брус имеет слишком высокую плотность, держите гвоздь пассатижами за середину, чтобы он не согнулся. Для больших гвоздей предварительно можно высверлить отверстие, которое будет уже его самого. Сделать малое сверление под шляпку.

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.

Виды углового крепления

Соединить материал на углах можно благодаря двум вариантам:

• с остатком – подразумевает использование сырья более длинного, чем требуется для сооружения объекта;
• без остатка – предполагает наличие безупречно ровных углов в конструкции.

Предлагаем ознакомиться: Как устранить скрип пола – причины появления и способы устранения

На остатки материала возложена ответственная миссия – защита бруса от разрушительного воздействия климатических факторов – осадков и ветра. Однако такая конструкция отличается дороговизной из-за большего расхода сырья и хлопотностью.

Объект с идеально ровными углами подвержен губительному действию климатических проявлений. Но его сооружение довольно простое и дешёвое по сравнению с предыдущим вариантом.

Гораздо привлекательнее смотрится сооружение с остатками, нежели без них, поскольку ассоциируется с приветливой избой или роскошным теремом. А золотым трезубцем власти на модном Олимпе обладает, как думаете, какой стиль? Верно! Русское направление.

Существуют следующие способы углового монтажа с остатком:

• «в охряп»;
• «в полдерева»;
• «в курдюк».

«В охряп»

Этот вид монтажа подразумевает наличие двух чаш полукруглой формы (для бревна). При сборке сруба из бревна такой метод ещё называют «в чашу». То есть формируются симметричные выемки, глубина которых составляет ¼ сечения бруса, а затем детали соединяются по принципу замка.

«В полдерева»

Монтаж «в полдерева» – наипростейший вид крепления. Он подразумевает наличие не только чаши, но и продольного паза, заполняемого утеплителем – джутом, мхом или льноватином. Конструкция усиливается гвоздями или скобами. Сооружение отличается герметичностью.

«В курдюк»

Существует два вида углового монтажа без остатка:

• «лапа с присеком»;
• «ласточкин хвост».

Рассмотрим их более детально.

Соединение в ласточкин хвост

«Лапа с присеком»

«Лапа с присеком» подразумевает наличие сложной пазовой системы, отвечающей за незыблемое крепление сырья между собой. Способ трудный, но высокоэффективный. На поверхности лапы рубится выступ. Он должен красоваться у внутреннего угла объекта.

Снизу венца (разумеется, верхнего) выпиливается отверстие под ранее сделанный шип. После чего конструкция соединяется. Этот вариант напоминает сборку конструктора. Конструкция, соединённая таким способом, побалует безопасностью, основательностью и превосходнейшим внешним видом.

«Ласточкин хвост»

Крепление бруса «ласточкин хвост» является довольно не простым, но прочным и красивым угловым способом монтажа. Вариант подразумевает сцепление двух брёвен зубьями особой формы. Брусья под прямым углом направляются друг к другу: один имеет шипы, а другой – пазы. Такой «замок» обеспечивает надёжное крепление без наличия щелей и дарит срубу устойчивость.

Уголки крепёжные

Крепежные изделия для деревянных конструкций — уголки разного типа

Всем нам известный перфорированный металлический уголок можно универсальным приспособлением, которое используется, как при строительстве деревянных сооружений и сборке мебели, так и при обустройстве вентилируемых фасадов. Они могут быть разных размеров, но это зависит от их назначения, то есть, учитывается сила нагрузки на данный узел и его конфигурация.

В любом случае такая фурнитура должна быть уже тех деталей, которые стыкуются при её содействии, как минимум, на 2-3 мм с каждой стороны. В тех случаях, когда брус крепят к бетонной плите или блоку, то на детали должны быть отверстия под анкерные болты.

Усиленные уголки с ребром жёсткости

При сборке узлов, где в дальнейшем предусматриваются большие нагрузки на сгибание, используется перфорированный оцинкованный уголок с одним или двумя рёбрами жёсткости, где толщина металла должна быть не менее 2,5-3 мм.

Перфорация, расположенная на концах элемента, может быть 5, 7, 11, и 14 мм в диаметре – такое разнообразие позволяет осуществлять крепёж при помощи саморезов, винтов и анкерных болтов разного сечения.

Фиксирующие элементы такого типа, как на верхнем фото, используются при монтаже стропильных систем для крепления стропильных ног к мауэрлату и для обустройства мансардных окон на покатой крыше. Настоящий уголок освобождает от необходимости выпиливать (вырубать) пазы на балках, так как сам элемент состоит из двух частей, которые пересекаются под косым углом и их можно смещать относительно друг друга.

Ленты и пластины

Перфорированная лента используется для усиления различных узлов, которые соединены под углом, например, это может быть соединение стропильных ног, где закреплённая сверху лента не позволит стыку разойтись. Толщина ленты варьируется от 0,8 мм до 1,5 мм, и её применение зависит от мощности нагрузок, которые будут оказываться на формируемый узел.

Читать также: Приведите примеры природных и синтетических полимеров

Пластины с перфорацией

Очень похожи на ленту пластины с перфорацией, но их толщина значительно больше и достигает 2-2,5 мм, а используют их практически для любых соединений в одной плоскости вне зависимости от назначения (это может быть, как скрытый, так и открытый крепёж).

Такие детали можно применять на открытом воздухе в условиях повышенной влажности, так как сталь здесь оцинкована. Элементы являются накладными и не требуют врезки, фиксируются при помощи гвоздей или шурупов.

Опоры

Есть такой тип крепежа для деревянных балок, как опоры, которые могут прикручиваться к основанию или же бетонироваться, к тому же, у них может быть база для колонны, которая будет регулироваться домкратом, то есть, балку можно регулировать по высоте.

Регулируемая опора позволяет защитить комель деревянной балки от сырости, а также это является компенсатором при просадке здания в первый год-полтора после строительства. Впрочем, основная сфера применения такого конструкционного элемента и есть деревянные дома, рассчитанные на усушку и усадку.

Зубчатые пластины и шайбы

Зубчатая пластина (слева) и шайба (справа)

Зубчатые пластины крепежные для деревянных конструкций используются для стягивания элементов и предотвращения скольжения вместо различных винтов или в совокупности с ними, в странах Евросоюза маркируется, как BULLDOG. При стыковке зубцы вдавливаются в поверхность древесины, обеспечивая дополнительную прочность соединению.

Виды соединений деревянных конструкций

Такие лесоматериалы, как брусья, доски или же бруски, в основном выпускают конкретного размера, но нередко при строительстве может потребоваться материал, который имеет большую длину, ширину или толщину. По этой причине для достижения требуемого размера используются несколько типов соединений с применением врубок, сделанных специализированным оборудованием либо ручным методом по разметке.

Соединения по ширине

После скрепления досок с небольшой шириной обретают щит с требуемыми для производства размерами. Для стыковки существует несколько методов:

1) Стыковка на гладкую фугу;

в таком методе стыковки всякая доска либо же рейка именуется как делянка, а сформировавшийся шов именуется как фуга. Прифуговку можно считать качественной лишь тогда, когда между стыками краёв соседних досок отсутствуют зазоры.

2) Скрепление на рейку; по краям делянки выбираются пазы и в них вставляются рейки, скрепляющие доски друг между другом. Показатель толщины рейки и показатель ширины самого паза не могут превосходить 1/3 от показателя толщины используемого лесоматериала

3) Скрепление в четверть;

в стыкуемых делянках, полностью по всей длине, выбираются четверти. При таком способе четверти не могут превышать 50% от показателя толщины самой делянки.

4) Стыковка типа в паз и гребень (прямоугольный и треугольный); данный тип стыковки предусматривает наличие на одном краю делянки паза, а на противоположном гребня, форма которого может быть и как прямоугольной, так и треугольной. При этом последняя применяется нечасто, ввиду меньшего уровня крепости. Такого рода стыковка достаточно востребована и нередко применяется при изготовлении паркета. Недостаток скрепления – меньший показатель экономности, вследствие использования большего числа досок

5) Скрепление типа «ласточкин хвост»; данный тип стыковки несколько схож с предыдущим вариантом, но только гребень здесь обладает формой трапеции, схожей с хвостом ласточек. Отсюда и наименование способа крепления.

Соединение досок в щиты: а — на гладкую фугу, б — в четверть, в — на рейку, г — в паз и прямоугольный гребень, д — в паз и треугольный гребень, е — в «ласточкин хвост».

Также при производстве древесных щитов часто применяют шпонки, гребень с вклеенной в торцевой рейкой и наконечники в паз. Рейки для вклейки могут обладать прямоугольной формой или же треугольной. При применении шпонок лучше предпочесть паз типа «ласточкин хвост». Всё это необходимо для изготовления высококачественных древесных щитов.

Щиты: а — со шпонками, 6 — с наконечником в паз и гребень, в — с вклейной рейкой в торец, г — с вклейной треугольной рейкой, д — с наклеенной треугольной рейкой.

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.

Что нужно знать пред началом работы

Все существующие виды соединений делятся на три большие группы: рамные, ящичные, сплачивающие. Если вы решили собрать своими руками шкаф и делаете выдвижные ящики, то воспользуйтесь ящичным соединением, а для получения детали увеличенного размера лучше всего подойдёт сплачивающее соединение.

ФОТО: cdn3.craftsy.comПеред скреплением деревянных деталей тщательно обработайте их наждачной бумагой, чтобы они были идеально гладкими и ровными

Этапы подготовки детали к дальнейшему соединению с другим деревянным элементом:

1. Обрежьте деревянную доску по толщине и ширине, но длину оставьте прежней.
2. Хорошо обработайте лицевую часть изделия.
3. Строгайте кромку деревянной доски и проверяйте её не только линейкой, но и угольником с лицевой стороны.
4. С помощью реймуса нанесите разметку по всем кромкам и начинайте строгать доску. Время от времени проверяйте степень толщины выемки для соединения линейкой.
5. Проделайте всё то же самое, но для того, чтобы довести ширину доски до нужного показателя.
6. Сделайте разметку для соединений.

Будьте особенно внимательны, делая разметку для пиломатериалов. Всегда оставляйте припуски 2-3 мм, поскольку рассчитать ширину пропила полностью практически невозможно.

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.

Виды крепежей и их применение

Существует две разновидности деталей: пластинчатые и фасонные. Крепеж для деревянных конструкций каждого вида изготавливается в разных размерах. Это позволяет его использовать в строениях с различными параметрами.

Перфорированный крепеж для деревянных конструкций содержит отверстия, предназначенные под болты или гвозди. Он способен выполнить надежное и прочное соединение нескольких элементов, находящихся под необходимым углом в одной плоскости. Монтажные пластины крепятся к узлу с двух сторон. Применяются в косметическом и капитальном ремонте, креплении элементов фасада, сооружении кровли здания.

Зубчатые металлические пластины изготавливаются способом просечки оцинкованных листов из стали. Применяются они там же, где и перфорированные приспособления, но их монтаж проводится в основном в промышленных условиях. Крепление с помощью таких пластин проводится методом вдавливания. Эта технология позволяет создавать абсолютно идентичные конструкции любой сложности. Чтобы обеспечить надежное и прочное соединение, гвоздевой крепеж забивать запрещается. Поэтому этот вид использовать непосредственно на строительном участке неэффективно.

Стропильно-балочные крепления предназначены для перпендикулярных элементов кровли, которые опираются друг на друга. Также они применяются в монтаже поперечных деталей.

Опоры балок используются в креплении горизонтальных несущих элементов гвоздями или болтами к разным частям конструкции под прямым углом. Производят их различных размеров.

Скользящее соединение стропил предназначено для возведения домов из бревна или бруса при устройстве наклонных деталей.

Металлический крепеж для деревянных конструкций очень выгоден и эффективен в использовании, поскольку имеет массу преимуществ. Основное – это то, что он способствует сокращению столярных работ, а также ускорению всего строительного процесса.