В нынешнее время древесина достаточно часто применяется для создания всевозможных конструкций. В большинстве случаев используют профилированный брус, который хорошо подходит в качестве строительного материала для возведения домов и иных построек.
Нагель деревянный начали применять для того, чтобы обеспечить надежность и прочность во время соединения элементов здания. Таким образом, конструкция получает необходимую жесткость, а вероятность деформации древесины отходит на второй план. Помимо этого, будет возможность нормальной усадки дома. Правильная установка даст возможность объединить все элементы, дома не потеряв требуемые свойства конструкции.
Деревянные нагели для строительства дом из бруса Источник es.decorexpro.com
Непосредственное предназначение нагелей
Нагель – это своеобразные штыри, монтаж которых выполняется перпендикулярно оси элементов. Они используются для соединения смежных венцов. Основная задача нагелей для бруса – предотвратить возможность смещения элементов. Это обусловлено тем, что даже сухие элементы деревянного сруба в ходе эксплуатации поддаются деформации, причиной чему становятся разнообразные факторы, к примеру, влажность. Использование данного компонента для крепления не допускает вероятности происхождения деформации дерева, ведь они плотно объединяют венцы сруба друг с другом.
Можно услышать много мнений, что нагель служит для стяжки каркаса, но такое суждение является ошибочным. Этот компонент предназначен для того, чтобы при усадке и сушке бруса, он не утратил исходное положение, дабы конструкцию постройки не повело.
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.
Достоинства и недостатки крепления при помощи деревянных нагелей
«Нагель» в переводе с немецкого – «гвоздь». Он имеет вид штыря, который произведен из деревянной основы. Этот строительный элемент бывает двух основных форм: квадратной и круглой.
При помощи нагеля вероятность смещения бруса устраняется, благодаря чему все элементы возведения постоянно удерживаются на одном уровне.
Принцип действия нагелей Источник drevo78.ru
Смотрите также: Каталог проектов домов из бруса, представленных на выставке «Малоэтажная страна».
Самое главное, чтобы данный элемент крепления имел гладкую поверхность, потому как в ином случае имеют возможность появиться щели в стене. Среди преимуществ, которые открываются при использовании нагелей при строительстве деревянных домов, отметим:
- Коррозия для них не страшна;
- Не деформируются при перемене температурного режима;
- Нагеля во время сборки конструкций не становятся помехой для усадки стен.
Такое крепление усыхает вместе со стенами, что весьма немаловажно.
Что касаемо негативных сторон таких «гвоздей» – они отсутствуют. В том случае, когда было принято решение возвести дом из бруса, выбор такого вида крепления будет самым идеальным. Есть лишь один нюанс – выполнение работ с использованием нагелей будет длиться дольше по времени и окажется более затратным, чем при помощи обычных металлических гвоздей.
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.
Виды и формы
Нагели производятся с разным сечением:
- Прямоугольные.
- Квадратные.
- Круглые.
Безусловно, в большинстве случаев применяют крепления круглой формы, потому как под квадратное сечение сделать отверстие довольно затруднительно. По виду нагели делятся на: деревянные и металлические.
Формы нагелей для монтажа брусового дома Источник kamtehnopark.ru
Металл – не совсем выгодно
В том случае, если выбор был отдан металлическому варианту крепления, то он может быть произведен из арматуры или же будет полый внутри. Такой материал новичку покажется достаточно сложным в работе с ним, а помимо этого, есть вероятность навредить недешевому брусу. Именно по этим причинам и предпочитают работать с деревянным крепежом. Также металлический вид нагеля по стоимости обходится дороже, что делает его не совсем подходящим вариантом при постройке конструкций из дерева.
Дерево – лучший выбор
Готовые деревянные нагели для бруса должны быть выполнены из сырого материала, а также обязательно их нужно пропитать специальным средством, не допускающим возможности гниения.
Как изготовить шкант своими руками
Нагель своими руками
Полный комплект нагелей для постройки дома целесообразно купить, если не хватит несколько штук, шканты можно изготовить самостоятельно. Если в домашнем хозяйстве нет токарного станка, можно использовать черенок от лопаты. Диаметр черенка составляет 39-40 мм – это для нагеля много, лишнее необходимо снять с помощью топора и рубанка. С посадочного края снимается фаска под конус высотой 7-10 мм, поверхность зачищается от неровностей с помощью шлифовальной шкурки. Прямоугольные шканты для бруса нарезают из обрезков доски с помощью циркулярной пилы или электролобзика, с посадочной стороны края ребер спиливаются под углом 45-60 градусов, поверхность подвергается чистовой обработке (шлифовке).
Видео описание
Наглядно про нагели смотрите в видеоролике:
Установка нагеля – достаточно незамысловатое дело. Его забивают в отверстие, но не полностью, чтобы не создать трещину в брусе. Штырь обязан входить в готовое отверстие без излишнего затруднения, чтобы усадка дерева в дальнейшем проходила свободно. Расстояние, которое оставляют между креплениями, необходимо рассчитывать исходя строительной документации. Установку производят в шахматном порядке. Перед монтажом крепления, его смазывают особым строительным клеем, после чего забивают киянкой.
Сверление отверстия под нагель Источник sruboff.org
Технология крепления
Схема устройства нагельного соединения
Для установки нагеля потребуется выполнить ряд операций в следующей последовательности: произвести разметку, просверлить посадочное отверстие, установить крепление в подготовленное отверстие.
Расчеты и разметка
Требования к нагельным соединениям определены СНиП 2.01.07-85, при установке шкантов должны соблюдаться следующие правила:
- Креплению подлежат венцы сруба, углы и места примыкания внутренних стен;
- Посадочные места располагают по всему периметру сруба на расстояние 1.5-2.0 м;
- Каждый брус должен быть скреплен с нижним и верхним рядом отдельным нагелем;
- В каждом венце посадочное отверстие сдвигается на 0.5 м, повторение конфигурации допускается через 2-3 ряда;
- Отверстия высверливаются по центру бруса, глубиной на 15-20 мм превышающей длину нагелей.
Сверление
Для сверления посадочных отверстий диаметром более 12 мм используют низкооборотистые дрели мощностью не менее 1200 Вт с двумя рукоятками. Сверло должно отвечать следующим требованиям: на 30-35 мм превышать длину установочных штырей и обеспечивать отвод стружки. Лучшим решением будет использование фрезерных сверл по дереву. Определиться с диаметром сверла и нагеля необходимо на этапе проектирования, в запасе надо иметь 7-8 сверл.
Отверстие высверливаться сразу в двух венцах, для предотвращения сдвига, верхний и нижний брус должны быть надежно зафиксированы, для этого можно использовать строительные скобы.
Установка
Шканты устанавливаются в посадочные отверстия с натягом, для этого надо приложить значительное усилие, чем глубже стержень входит в отверстие, тем большее усилие надо прикладывать. Опасность заключается в том, что при забивании в брус шкант может треснуть, а верхняя часть размочалиться. Уменьшить трение можно мыльным раствором, использовать для этих целей парафин или технические смазки нельзя.
Под рукой надо иметь деревянную или резиновую киянку, тяжелый и легкий молоток. Удары наносятся строго вертикально, при пользовании металлическим инструментом, необходимо использовать защитную прокладку из обрезка тонкой доски или многослойной фанеры. Если в процессе установки в стержне образовалась трещина, его надо высверлить и повторить операцию.
Итог
Сборка бруса на нагеля из твердых пород дерева – наиболее выгодный и оптимальный выбор, когда требуется надежно соединить конструкцию строения. Такой элемент крепления способен обеспечить прочностью и долголетие возведения, а также устранить возможность появления деформаций дерева. Использование такого крепежного элемента незаменимо, ведь он дает возможность не допустить вероятности смещения венцов сруба, что может иметь место вследствие усадки в период эксплуатации. В таком случае усыхание древесины осуществляется равномерно, благодаря чему поддерживается целостность стен домов.
Особенности гвоздей и нагелей
Как выглядит гвоздь – известно каждому. Это стержень из сравнительно мягкой углеродистой стали. С одной стороны расположена шляпка, а с другой выполнено острие. Гвозди забиваются в дерево молотком и довольно надежно скрепляют две детали.
Нагель многие представляют себе хуже. Это относительно длинный деревянный цилиндр. Чтобы скрепить им два бруса, дрелью сверлится отверстие такого же диаметра, как и шкант. Отверстие проходит первый брус насквозь, а второй – почти насквозь. Поскольку диаметры совпадают, шкант должен входить в канал практически без усилия. Затем нагель забивается молотком вровень с поверхностью бруса. После этого он еще и несколько притапливается специальным инструментом (добойником). В итоге нагель сидит на глубине в 30-50 мм от поверхности бруса. Если дерево усядется при высыхании, нагель не выступит над его поверхностью.
По сравнению с гвоздем, нагель имеет ряд особенностей:
- Древесина не стягивается между собой.
- Никакого скрепления бревен в вертикальной плоскости также не происходит. Нагель не мешает брусу перемещаться вверх или вниз.
- Если дерево во время высыхания начнет деформироваться, нагель не будет мешать оседанию брусьев, но не даст им выворачиваться вбок.
Чтобы нагель в полном объеме выполнял свои функции, важно, чтобы отверстия под него были просверлены строго вертикально, а их диаметр точно совпадал с диаметром закладного элемента.
Классификация нагеля по бетону
Шуруп по бетону или нагель выпускается в нескольких вариантах. Каждый из видов крепежа отличается используемым металлом для изготовления, формой головки, конструкцией резьбовой части, типом покрытия и ценой.
Металл изготовления
Нагель или шуруп по бетону создается из следующих материалов:
- нержавейка — сталь с легирующими элементами;
- латунь — сплав, в состав которого входит цинк и медь;
- углеродистая сталь — металл, изготавливающийся путем соединения железа с углеродом.
Саморез по бетону из углеродистого металла — самый распространенный вариант нагеля. Этот вид стали позволяет создавать крепеж, который не деформируется даже во время вкручивания в прочное бетонное основание.
Форма головки
Стальные нагели выпускаются с потайными и выступающими головками. Шляпки метизов могут иметь следующее исполнение:
- коническая форма со шлицем под крестообразный инструмент;
- крюк или петля;
- шпилька с резьбой под гайку для фиксации закрепляемой детали;
- шестигранник обычной формы или вытянутый с внутренней резьбой (оба варианта закручиваются рожковыми ключами);
- в форме конической головки со шлицем в виде шестиконечные звездочки.
Вид шляпки влияет на способ монтажа нагеля. Большинство типов специальных шурупов можно вкручивать без предварительной подготовки отверстия. Исключением являются саморезы с крюком или шпилькой. Для них необходимо заранее подготовить отверстие и установить пластиковый дюбель.
Конструкция резьбы
Стальные саморезы по кирпичу и бетону в зависимости от конструкции резьбовой части выпускаются в следующем исполнении:
- Многофункциональный крепеж со средней резьбой, диаметром до 6 мм и длиной максимум 20 см. Это универсальные саморезы по бетону без дюбелей. Для их применения не всегда нужно предварительно подготавливать отверстие. При необходимости они могут использоваться вместе с дюбелями.
- Крепеж с резьбой «елочка», у которого максимальный диаметр составляет 8 мм, а длина равна не более 20 мм. Нагели используются только вместе с дюбелями. Поэтому предварительно необходимо подготавливать отверстие в твердом основании. Если в бетоне присутствуют пустоты, применяется ударный дюбель длиной не меньше нагеля.
- Переменный вид крепежа с насечками — это метизы длиной от 7 до 20 см с прерывистой резьбой диаметром 7,5 мм. Перед использованием нагеля нужно предварительно подготовить отверстие с меньшим поперечным сечением, чем аналогичный размер у крепежа. При этом глубина канала в твердом основании обязана быть больше на 1–1,5 см.
В России чаще используется переменная разновидность метиза с насечками. Строители его еще называют турбошурупом. В основном применяется крепеж с потайной шляпкой, которая закручивается насадкой Torx. Наименьшая вырывающая нагрузка этого нагеля составляет 2,5 кН. Он применяется в стенах из бетона с различной плотностью. Рекомендуется во время монтажа создавать крутящий момент максимум 20-25 Нм.
Тип покрытия
Цвет нагеля позволяет определить тип покрытия:
- Шурупы по бетону желтого оттенка покрыты цинком такого же цвета. Они используются исключительно внутри помещений.
- Саморезы по бетону серебристого оттенка, которые оцинкованы гальваническим способом. Крепеж применяется внутри и снаружи объектов.
- Зачерненные нагели используются только в помещениях с нормальной влажностью.
На стоимость специальных шурупов по бетонным поверхностям в основном влияет длина крепежа и тип защитного слоя. Самая высокая цена у оцинкованных метизов, а дешевле всего стоят зачерненные саморезы.
Нюансы изготовления
Кроме формы шурупы по бетону имеют и другие различия. По виду защитного антикоррозийного покрытия нагелябывают:
- оцинкованными. Этот вид подходит для большинства строительных операций: внутренние работы, фасадные работы, подвалы, кровли и т.д.;
- омедненными или зачерненными. У обоих видов пониженная устойчивость к влажности, они непригодны к использованию на фасадах и в подвалах. Применяются для внутренних работ в сухих помещениях.
Пример, как могут варьироваться размеры нагеляпод сверло 6 мм:
- наружное сечение – 7,35-7,65 мм;
- диаметр с резьбой – 6,3-6,7;
- шаг резьбы – 2,55-2,75;
- внутреннее сечение без резьбы – 5,15-5,45;
- высота головки – 2,8-3,2;
- диаметр шляпки – 10,82-11,82;
- глубина шлица Torx 30 – 2,3-2,7;
- длина стержня – 50-184.
Формы нагелей
Особенности монтажа
В глубину отверстия должны быть больше длины самого нагеля на 2 см. Это требование обусловлено тем, что при усадке бревно не должно повиснуть на крепежах. Соединение нагелями сопровождается плотным вхождением стержня в гнездо. Однако особых усилий при этом прилагать вы не должны. Но киянка все же должна использоваться. Важно учесть, что крепеж не должен болтаться в отверстии.
Металлический штырь
Металлический крепеж представляет собой прут, который применяется намного реже. Этот факт остается правдивым, несмотря на долговечность и более высокую прочность таких изделий. Среди основных недостатков следует выделить высокую прочность крепления, которая исключает сдвиг древесины.
Но металлические нагели имеют множество плюсов, а именно:
- неизменность размеров;
- способность противостоять короблению верхнего слоя материала;
- облегченная установка.
Что касается первого фактора, то этого нельзя сказать о деревянных нагелях, которые при высыхании будут выходить из отверстий. Если для вас важным моментом является простота монтажа, то вы выберете металлический крепеж, так как при его установке возможно использование пружинных стяжек, что упрощает строительство. Но металл имеет высокую теплопроводность, что непременно становится причиной возникновения мостиков холода.
Древесину такой крепеж удерживает чрезвычайно жестко, тогда как разница в теплопроводности становится причиной появления конденсата в тех местах, где был осуществлен крепеж. Обычно металлические штыри обладают рифлеными поверхностями, что влечет повреждение материала. Для того чтобы добиться положительных результатов, довольно часто строители комбинируют описываемые выше крепежи.
Вывод
Из статьи вы узнали, что бетон считается одним из самых практичных материалов для размещения на его поверхности различных элементов. Для этого используют металлические изделия в виде саморезов, анкеров и, конечно, нагелей, которые отличаются от других возможностью вкручивания в стену потолок или пол без предварительной подготовки посадочного отверстия.
Последний имеет различную форму головок и применяется для наружных и внутренних работ. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.
