Залежно від ситуації і поставленого перед нами завдання кріплення дерев'яних конструкцій між собою може здійснюватися з використанням самих різних технологій. У нашій статті ми розповімо про те, якими способами можна з'єднати дерев'яні деталі, а також приділимо увагу особливостям реалізації цих способів.
Класифікації з'єднань Вузли кріплення дерев'яних конструкцій - це місця, де стикуються дві або більше деталей. Саме міцність вузла найчастіше визначає міцність самої конструкції, тому при облаштуванні з'єднання його якості та надійності приділяють найпильнішу увагу.
На сьогоднішній день в будівництві і столярній справі використовуються самі різні методи, що дозволяють закріпити деталі з дерева один на одному. Залежно від того, який чинник покладений в основу класифікації, всі ці методи можна розділити на кілька груп. Так, за способом передачі зусилля з'єднання деталей з дерева та аналогічних матеріалів ділять та такі типи: • На механічних сполучних елементах (цвяхах, шурупах, саморізах, заклепках і т.д.).
Зверніть увагу! Сюди ж зазвичай відносять вузли, при оформленні яких застосовуються спеціальні пластини для кріплення дерев'яних конструкцій, кронштейни, накладки і т.д. • На упорі елементів дерев'яних конструкцій (врубки, шипи, нагелі і т.д.) • На клейовому з'єднанні.
Ця класифікація є однією з найбільш простих, проте вона дає уявлення про все різноманітті технологій, застосовуваних при роботі з деревом. Крім того, іноді фахівці виділяють й інші групи вузлів, а саме: • Зрощування по ширині. • Зрощування по довжині. • Вертикальне з'єднання.
Як правило, при реалізації цих схем інструкція допускає як використання металевого кріплення, так і застосування клею. У той же час в ряді ситуацій стиковка здійснюється за рахунок формування спеціальних виступів і западин, які відіграють роль своєрідних замків.
Механічні з'єднання Початківці майстра, виконуючи роботи своїми руками, найчастіше використовують механічне кріплення. При цьому для фіксації частин конструкції використовуються спеціальні елементи - цвяхи, шурупи (в т.ч. самонарезающие), шпильки, заклепки, болти і т.д.
Цей спосіб кріплення не відрізняється складністю, проте при його реалізації варто дотримуватися таких рекомендацій: • Коли ми використовуємо цвяхи, навантаження рівномірно розподіляються між двома деталями і компенсуються силою тертя про деревні волокна. Відповідно, для надійного з'єднання необхідний контакт між деревиною і цвяхом по всій його довжині.
Важливо! Кріплення, розташований уздовж волокон, фіксує куди гірше, ніж забитий поперек. • З іншого боку, при забиванні цвяха сама деталь випробовує досить серйозне навантаження, так що якщо діаметр кріплення буде надлишковим, то тонка дерев'яна пластина може розколотися. Щоб уникнути цього, досвідчені майстри радять відкушувати кліщами вістря цвяха - тоді отримана плоска частина буде розсовувати і м'яти волокна, а не рвати їх. • При використанні шурупів і саморізів надійність кріплення підвищується, так як за рахунок спіральної поверхні елемента зростає площа зіткнення з деревиною. Якщо ж шуруп забивати, а не загвинчувати, то міцність з'єднання знижується на 40-50%.
• Щоб уникнути розколювання деревини, а також для полегшення роботи для фіксації з використанням кріплення диметром більше 6 мм виконувати попереднє свердління. При цьому оптимальний діаметр отвору повинен становити близько 0,6 - 0,8 діаметра шурупа. • Болтові з'єднання здійснюються тільки за попередньою свердлінню. При цьому болт повинен проходити всередині отворів з деяким зусиллям - тоді місце контакту довгий час не буде розхитуватися. • Для підвищення надійності і під капелюшок болта, і під гайку укладаються плоскі шайби, які більш рівномірно розподіляють навантаження і запобігають м'яття деревних волокон.
Різні металовироби - цвяхи, саморізи і т.д. - Необхідні і тоді, коли використовується куточок для кріплення дерев'яних конструкцій. У цьому випадку кріпильний елемент об'єднує деревну основу з металевою деталлю, яка відповідає за перерозподіл навантаження між дерев'яними елементами конструкції.
З'єднання з клеєм і без нього По ширині Стиковка деталей без застосування кріплення також можлива. Іноді монтаж здійснюють виключно за рахунок пружності деревини, але зазвичай для підвищення надійності контактуючі поверхні змащують різними клейовими складами. Висихаючи, вони формують практично монолітну лінію контакту, за рахунок чого з'єднання стає нерознімним. Ціна конструкції при цьому зростає ненабагато, а ось запас міцності збільшується. Залежно від розташування елементів, що з'єднуються виділяють з'єднання по ширині, по довжині і по висоті. Коли нам потрібно зістикувати кілька дощок або брусів по ширині, то застосуються одна з методик, описаних у таблиці нижче:
На гладку фугу • При виконанні робіт бічні поверхні зрощуються дощок ретельно вирівнюються таким чином, щоб при їхньому стикуванні не було навіть мінімального зазору. • Для кріплення використовується або клей, або накладні дерев'яні рейки, які фіксують конструкцію зверху і знизу.
На рейку • У бічних поверхнях деталей вибираються пази шириною не більше 1/3 від товщини самої деталі. • У пази вклеюється рейка відповідних габаритів, після чого елементи з'єднуються між собою.
У чверть • При з'єднанні по поздовжній стороні кожного елемента вибирається уступ, розміри якого становить приблизно 1/2 товщини дошки або бруса. • Для кріплення симетричні частини сусідніх дощок стикуються і фіксуються або за допомогою клею, або із застосуванням механічного кріплення.
У гребінь • На поздовжній стороні однієї дошки формується виступ у формі шипа або кута, на другій дошці - западина відповідної конфігурації. • При монтажі виступ заганяється в западину і фіксується клеєм. • У ряді випадків клей не використовується, що дозволяє зробити з'єднання швидкороз'ємним.
У ластівчин хвіст • За способом монтажу ця методика практично аналогічна попередньої, але виступ і западина мають трапецієподібну форму. • При цьому сама стиковка здійснюється засуненням шипа в паз з одного з торців. • Клей для цього способу застосовується порівняно нечасто.
По довжині З'єднання дерева по довжині застосовують у тому випадку, якщо нам необхідно наростити розмір дерев'яної дошки, балки або бруса. Тут використовуються подібні методики, однак довгі деталі відчувають підвищені навантаження на вигин, тому і кріплення необхідно здійснювати з хорошим запасом міцності. Найбільш поширеними способами зрощування дерев'яних конструкцій по довжині є: • На вус. Ділянки з'єднуються деталей обрізаються під кутом таким чином, щоб площа контакту була максимальною. При цьому чим гострішим буде кут зрізу, тим надійнішим буде фіксація за допомогою клею або кріплення.
Зверніть увагу! Кріпленням «на вус» можна зрощувати навіть досить товсті фанерні листи, і якщо все зробити правильно, міцність матеріалу в місці стику знизиться трохи. • На зуб. На торці однієї деталі формуються зуби, на іншій - відповідні западини. Елементи вклеюються один в одного, при цьому за рахунок великої площі контакту міцність фіксації зростає в рази. • У чверть. Виконується так само, як і при монтажі по ширині, але вибірка робиться не на бічних, а на торцевих площинах. • У замок. На краях з'єднуються брусів роблять вирубки, що дозволяють скріпити їх, зачепивши один за одного. Як правило, якщо для кріплення використовуються тільки механічні елементи (цвяхи або нагелі), то площині замку роблять рівними, а якщо додається клей - то косими.
Важливо! Іноді всередину замку вставляють додатковий підсилюючий елемент - рейку. У цьому випадку під неї роблять спеціальну вибірку відповідного розміру. Потрібно відзначити, що деякі методики поздовжнього зрощування застосовуються і при оформленні кутів. Так, найбільш популярними є кутові вузли, вироблення «в чверть», «в полдерева» і «в замок», хоча в будівництві активно використовують й інші схеми.
По висоті При зведенні опор, стовпів, щогл та інших вертикальних елементів іноді виникає необхідність збільшити висоту конструкції. При цьому використовуються такі способи фіксації деталей: • Кріплення впритул з потайним шипом або наскрізним гребенем. На нижній опорі формується шип або гребінь, на верхній - відповідне поглиблення. Конструкції стикуються, після чого місце контакту посилюється додатковим кріпленням.
• Кріплення вполдерева. На опорах робляться симетричні вирубки на 1/2 товщини, а потім деталі з'єднуються. Зажим здійснюється або за допомогою сталевих наскрізних болтів, або з використанням накладних хомутів / смугової сталі. • Косим прирубом. Принцип виконання вузла той же, що і в попередньому випадку, але закріплення здійснюється тільки з використанням хомутів. • Нарешті, можна просто встановити одну опору поверх іншої, а для запобігання бічного зсуву використовувати більш тонкі бруси або металеві кріплення для дерев'яних конструкцій.
Потрібно відзначити, що всі вищеописані способи добре працюють тільки для компенсації вертикальних навантажень. Напруга на вигин в місці кріплення здатне дуже швидко зруйнувати вузол, тому вертикальне зрощування застосовують тільки в тих випадках, коли по-іншому просто не виходить.
Висновок Конструюючи і монтуючи елементи кріплення дерев'яних конструкцій, варто використовувати як можна більш надійні методики фіксації - тоді загальна міцність споруди в місці контакту деталей буде знижена ненабагато. Для більш докладного вивчення згаданих вище технологій варто уважно вивчити відео в цій статті.
