Как крепить брус между собой: все способы продольного и поперечного 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 бруса – виды и особенности

Из брусового материала строят дома, мосты, пандусы, укладывают настилы пакгаузов и причалов. Материал востребован у ландшафтных дизайнеров и оформителей интерьера. В строительстве важную роль играют способы стыковки различных видов и типов материала, виды их соединения в деревянных конструкциях. Различают различные способы соединения бруса в строительных конструкциях:

• Сращивание, изготовление погонажных конструкций;
• Возведение стен и перегородок;
• Укладка настилов;
• Крестообразная вязка;
• Скрепления встык;
• Соединение под произвольным углом.

Технология строительства

Гидроизоляция фундамента
Схема сооружения и последовательность работ при строительстве деревянного здания мало чем отличается от алгоритма стройки каменного. Однако особенности материала диктуют ряд особенностей.

• Выбор материала – брус подбирают не только по несущей способности, но и по показателям теплосохранения. В противном случае дом придется утеплять, а теплоизоляция по своим свойствам очень отличается от дерева.
• Фундамент необходимо тщательно гидроизолировать. Основание тянет влагу из земли, а передача ее в деревянные стены приведет к быстрой порче материала.
• Проект деревянного здания должен включать подробные чертежи как основных углов, так и соединения бруса – продольного, Т-образного, углового.
• В доме из бруса лаги для пола и черновой пол укладывают сразу же после установки нижней обвязки, а затем уже собирают коробку здания.

Если используется сухой профилированный брус, окна и двери можно устанавливать сразу же после монтажа кровли. Тогда же подводят коммуникации.

Наращивание длины

Длину бруса промышленного изготовления определяет ГОСТ 24454-80, из множества размеров бруса, наиболее востребованы 3- и 6-метровые заготовки. При сращивании торцы стыкуемых брусьев крепят различными способами:

• Соединение в полдерева;
• На коренной шип;
• Прямой накладной замок;
• Косой накладной замок;
• Косой прируб.

Выбор крепления для соединяемых брусьев зависит от поставленных задач. Для настилов применяют прямой замок, для вертикальных опор – замок в полдерева или на коренной шип, для сооружения 3D-конструкций – косые замки. Замки усиливают строительными скобами, нагелями и шпонками, для несущих опор применяют болтовые крепления. С целью сохранения однородности поверхностной фактуры клееного бруса, длину наращивают методом зубчатого соединения или встык на шпонку, стыки усиливают водостойким клеем.

Продольный монтаж брусовых стропил кровельных перекрытий, имеет свои особенности – необходимо учитывать воздействие разнонаправленных нагрузок. Для соединения применяют косой прируб, усиленный болтовым креплением диаметром 10-12 мм.

Что нужно знать для продольной стыковки своими руками

Как мы уже говорили выше, необходимость соединения деревянных деталей при возведении здания из данного материала, появляется тогда, когда проектной документацией предусмотрено строительство одной или нескольких стеновых конструкций длиной больше 6 метров. Привязку необходимо выполнять сначала с одной стороны, а в следующем ряду с другой, и так продолжать до конца.

Это необходимо для получения привлекательного и оригинального внешнего вида, ведь стыки, которые располагаются в шахматном порядке, выглядят более интересно, чем идущие подряд. Помимо этого, данное расположение делает всю стеновую конструкцию значительно прочнее и долговечнее.

Во время выбора метода соединения деревянных элементов следует обратить особое внимание на то, как именно располагается брус в конструкции здания. Вся проблема в нагрузке на эти элементы, ведь в разных частях стены она может быть разной, к примеру, брус может быть подвержен растяжению, сжатию или прогибу.

Виды продольных соединений

Все дополнительные крепежные детали должны быть изготовлены исключительно из твердых сортов дерева. Влажность этих элементов должна соответствовать влажности самого бруса и не превышать пяти процентов. Если детали имеют большую или меньшую влажность, чем самым материал, то соединение будет непрочным или же деталь может повредить материал.

Каждое место соединения должно быть идеально ровным. Перед тем, как укладывать сращенные брусья необходимо пропитать их антисептическими составами и дать некоторое время на сушку.

Каждый стык, включая угловой или продольный, необходимо утеплить слой теплоизоляционного материала. Данную процедуру лучше всего проводить во время установки. Для этого достаточно обложить соединение льноволокном.

Очень важно помнить о влажности материала во время проведения работ по его сращиванию. Если пересушить изделия, то через некоторое время могут образоваться значительные дефекты в узлах соединения, которые повлекут за собой крайне неприятные последствия. Дополнительное усиление мест соединений нужно проводить с особой ответственностью.

Если речь идет о профилированном материале, то в этом случае лучше воспользоваться такими типами соединений, как в шип или косой замок. Так стеновые конструкции не потеряют надежность. А если выполнить все работы щепетильно, то соединительные узлы будут не только надежными и безопасными, но и привлекательными с виду. Теперь вы знаете, как соединить брус в длину и сможете справиться с этой задачей без привлечения мастеров.

Вернуться к содержанию

Сплачивание по высоте

При возведении деревянных стен и перегородок, кладку из цельного бруса естественной влажности усиливают нагелями, скобами или креплением «на муфту». Профбрус обладает повышенной адгезией, надежное сцепление венцов обеспечивает соединение «шип-паз».

Наиболее распространенной строительной операцией сплачивания по высоте является возведение стен. В качестве соединяющих элементов используют нагели диаметром 25-30 мм, один нагель скрепляет несколько венцов. Для фиксации кладки из профбруса, нагелей требуется в 2-3 раза меньше. Соединение на нагель надежно, сохраняет свои свойства на протяжении всего периода эксплуатации строения.

С помощью крепления «на муфту» предотвращают деформацию и образование трещин при высыхании пиломатериала, винтовая стяжка создает регулируемое вертикальное натяжение.

Какие шканты выбрать

Для соединения венцов лучше всего использовать деревянный крепеж. Металлические нагели намного прочнее деревянных шкантов, но их используют в особо нагруженных соединениях. Обычно мастера не особо жалуют металл по двум причинам:

• На стальной поверхности зимой всегда образуется конденсат, древесина разбухает и подгнивает, прочность соединения падает до нуля;
• Через полгода эксплуатации металл ржавеет, и подклинивает соединение венцов. Вместо нормальной усадки ряды просто повисают на металлических стержнях.

Если выбирать шканты, то лучше всего подойдут квадратные стержни из высушенной березовой древесины. Благодаря острым углам крепеж намертво врезается в мягкую древесину бруса, соединение получается прочным и надежным.

Круглые деревянные нагели сложнее в установке, если ошибиться в диаметре отверстия хотя бы на полмиллиметра, то соединение двух брусов получится неработающим, крепеж легко выпадает из угла или стены. Если взять размер с запасом, то можно легко расколоть брус до образования трещины.

Кроме того, для сборки углов или стен из бруса нельзя использовать клеевые материалы, краски и мастики. Единственным исключением является монтажная пена, задуваемая для герметизации опорной поверхности ленты. Любые жесткие соединения не помогут ликвидировать щели и зазоры.

Как крепить брус между собой по ширине

Из брусового материала делают настилы мостов, укладывают полы в грузовых вагонах и промышленных зданиях, изготавливают щиты для укладки на фундамент и грунт. В отличие от половой рейки, брусовые конструкции сплачиваются без применения бокового соединения шип-паз, такой способ монтажа получил название «на гладкую фугу». Конструкции скрепляют строительными скобами, фиксируют уложенной по периметру обрезной доской 30-40 мм и гвоздями 100 мм, используют винтовую металлическую стяжку. Такое соединение позволяет

разбирать и собирать конструкции, делать временные настилы.

Усиленные полы делают в складских помещениях, спортивных и развлекательных комплексах. Для сплачивания брусового пиломатериала в помещениях используют синтетический клей, при отделке интерьера применяют крепление бруса продольной шпонкой «ласточкин хвост».

Крестообразная вязка внахлест

Вязка внахлест – универсальное соединение пиломатериала, используется при укладке стен из бревен и бруса. Заготовки под прямым углом укладывают в вырубленные пазы, размер данного паза зависит от типоразмеров используемого материала. Такой замок используют при возведении срубов и перекрытий, строительстве мостов, сооружении навесов. Основные способы крестообразного скрепления:

• Соединение вполдерева;
• Соединение в четверть и треть дерева;
• Зарубка в один ряд.

Наибольшее распространение крестообразное соединение вполдерева получило при рубке углов в чашу, применяется при постройке сооружений хозяйственного назначения, жилых домов и бань. Конструкция усиливается строительными скобами, нагелями и шпонками.

Рубка бревна с углами без остатка

Как уже говорили ранее, углы без остатка более холодные, но зато они позволяют значительно сэкономить на стройматериалах.

Угол «в лапу»

Среди соединений бревен в углах популярен способ «в лапу». Он несложно реализуется, и при этом обеспечивает высокую прочность и надежность соединения. Также наличие наклонных пропилов позволяет добиться высокой герметичности. Способ давно опробован, разработаны даже ГОСТы: таблицы размеров для каждого диаметра бревна (смотрите фото).

Таблица размеров соединения в лапу для разных диаметров бревен

Все размеры откладываются относительно найденной середины бревна и проведенной от него вертикальной линии (ее проводят при помощи отвеса).

Соединение бревна без остатка. Угол в лапу

Порядок работ такой:

• Находим длину обрезанной части (называют болваном). Она должна быть не меньше диаметра самого большого из имеющихся бревен (на рисунке она обозначена L). Откладываем от края бревна это значение (пусть будет 250 мм), проводим в этих местах вертикальные линии. Они будут границами болвана.
• Пусть, диаметр обрабатываемого бревна 200 мм. От линии середины откладывают по ½ значения А. Д для бревна 200 мм это 141 мм. Это значение делим пополам и откладываем по обе стороны от центра. Проводим вертикальные линии.
• Стесываем (срезаем цепной пилой). В результате у вас должна получиться такая же картина, как на рисунке а).
• Берем соответствующие размеры из таблицы и размечаем их на болване.
• Излишки стесываем (срезаем). Получиться должна фигура как на рисунке б).

  
  Так выглядит угол из бревен в лапу (ласточкин хвост из-за того, что соединение в виде трапеции)

Так обрабатывают все бревна поочередно. Как видите, размеры зависят от диаметров бревен. Чтобы не мучатся каждый раз с расчерчиваем, делают шаблоны из тонкой фанеры по тем диаметрам бревен, которые есть в наличии (подписывают их). Потом, найдя середину и сделав болван, прикладывают и обводят подходящий шаблон. При таком порядке работы меньше шансов ошибиться, и времени рубка чаш занимает меньше.

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.

Половина ласточкиного хвоста

При таком соединении шип запиливают под конус. По характеристикам соединение в половину ласточкиного хвоста не отличается от узла описанного ранее. Но увеличивается показатель прочности. Конусный запил надежно удерживает брусья и не дает им разойтись. Это соединение применяют при строительстве стен с длиной больше чем длина бруса.

По сложности изготовления стыковка в половину ласточкиного хвоста и в прямой шип ничем не различаются. Оба способа выполняют с применением шаблона или без него. Для опытного профессионала разница в трудоемкости выполнения этих стыков практически неощутима.

Шип в половину ласточкиного хвоста не должен быть больше 5 см в самой широкой части. Иначе в брусе с пазом появится трещина. Это случается из-за неравномерной усадки. На рисунке показано это место.

Соединение бруса встык

Скрепления встык – самый простой вид соединения, заготовки крепят под прямым углом с помощью строительных скоб или унифицированного крепежа, строительный материал обработке не подвергается. Технологию используют при строительстве временных строений, полевых хранилищ и навесов, обустройстве рабочих площадок. Конструкции легко разбираются, пиломатериал может использоваться многократно.

С появлением деревообрабатывающей техники нового поколения и клееного пиломатериала, технология получила инновационное развитие. Для усиления крепления применяется потайной замок шип-паз и трапециевидная шпонка. Замок получил название коренной шип, форма и размеры замка стандартизированы. Делаются паз и шип на современных фрезерных станках, надежность крепления обеспечивается высокой точностью обработки заготовок. В таком замке шип надежно зафиксирован внутри заготовки.

Специальные требования предъявляются к качеству материала, такой способ монтажа бруса используют при работе с клееной древесиной камерной сушки. На потайной шип крепят углы коттеджей и элитного жилья, технология используется при оформлении фасадов, интерьеров, изготовление мебели, основные достоинства крепления:

• Конструкции легко собираются и разбираются, можно приобрести дом промышленного производства в разобранном виде и собрать своими руками;
• Углы построек отличаются прочностью и герметичностью, такой способ сборки углов получил название «теплый угол»;
• Лицевая сторона не подвергается обработке, однородности древесной текстуры и отсутствие пропилов, придают фасаду строения привлекательность;
• Крепление можно усиливать строительным клеем.

Использование крепления встык на шпонках трапециевидной формы обеспечивает надежное крепление конструкций при экономии строительного материала.

Ключевые моменты

При возведении стен задача стыковки возникает в двух случаях: при наращивании (сплетении) материала по длине и связке углов здания. Стыковка бруса в углах имеет наибольшее значение. Во время ее осуществления идет закладка надежности дома, его размеров, дизайна и качества стены.
Существует два типа стыковок: без остатка и с остатком. Последний основывается на том, что торец выходит на установленную длину за место углового скрепления. Своеобразное деревянное утепление угла, особенно заметное во время ветра, является главным достоинством такого способа. Помимо этого, благодаря такому исполнению создается оригинальный дизайн, имеющий своих ценителей.

Под сплетением без остатка подразумевается расположение торцов на одном уровне с плоскостью стены. Главное достоинство заключается в экономии строительных материалов и уменьшении размеров постройки.

Для любого типа продукции правила соединения являются общими, это может быть профилированный или клееный брус 150х150, просушенный или с естественной влажностью. В ходе установки сруба не должен использоваться один и тот же метод. Разные элементы строения имеют собственную методику скрепления. Во время закупки материалов стоит помнить о том, что образцы для хорошего утепления должны иметь разный размер, в частности параметры сечения.

Крепление под произвольным углом

С необходимостью сборки на произвольный угол застройщик сталкивается при возведении каркасов крыш и арочных конструкций. Такое скрепление используют при сборке брусовых лаг на коньковый узел и их соединение с мауэрлатом – несущим брусом, уложенным на верхний венец сруба. Крепление под углом предусматривает и технология установки подпорных стоек.

При сборке на коньковый прогон, концы брусовых лаг укладывают в угол следующим образом:

• Внахлест, замок усиливают сквозным болтом;
• В полдерева или на шип, крепление усиливают металлическими или деревянными накладками. Накладки крепят гвоздями и саморезами.

Для врезки стропил в мауэрлат делают одинарный заруб под нужным углом, крепежный узел каждого бруса усиливают болтами и накладками.

Вертикальные подпорки врезаются в лаги на полдерева или крепят на специальные металлические шарниры. Шарнирная конструкция крепится на лаги с помощью металлических хомутов, к подпоркам крепится саморезами.

Основные сведения

Одним из самых отработанных способов соединения двух деталей считается соединение типа шип–паз. Наибольшее распространение получил такой способ крепежа изделий из древесины. С его помощью скрепляют детали оконных рам, дверных проёмов, различные элементы мебели, стенки деревянных ящиков. Каждый элемент подобных изделий имеет специально изготовленный шип (или несколько штук) или паз (несколько пазов).

Виды основных соединений деталей изготовленных из дерева определены в ГОСТ 9330-76. В этом документе определены следующие характеристики подобного скрепления деревянных деталей:

• правила сокращённого обозначения (аббревиатура) различных соединений;
• чертежи с изображением внешнего вида;
• допустимые размеры каждых элементов;
• порядок и правила определения размеров каждого элемента;
• выражения для расчета размеров необходимого режущего инструмента;
• формула для вычисления прочности собранных элементов;
• порядок проведения проверки и испытание на прочность.

ГОСТ 9330-76 Основные соединения деталей из древесины и древесных материалов. Типы и размеры

1 файл 285.82 KB

Согласно этому стандарту все соединения подразделяются на следующие категории:

• угловые (концевое и срединное);
• ящичное (в основном относится к категории угловых);
• по кромке;
• так называемое по длине «на ус».

Для каждой из этих категорий в стандарте утверждена своя аббревиатура (сокращённое обозначение). Эта маркировка состоит из двух заглавных букв кириллицы и одной цифры. Например, УК-2 обозначает, что речь идёт о соединении с двойным открытым сквозным шипом, УК-9 соединение «на ус» со вставным несквозным круглым шипом. Более подробно весь перечень изложен в тексте принятого стандарта.

Любой тип сопровождается подробным чертежом. На каждом из них приведена фронтальная и профильная проекции с указанием размеров, формул по вычислению каждого элемента, готовые результаты. Для получения прочного соединения стандартом определены допуски, которые необходимо соблюдать при изготовлении каждого из элементов. Подробно приведены параметры углового шипа (его длина, шаг и затупление). На основании приведенных результатов в госте разработаны рекомендации по выбору необходимого режущего инструмента. Отдельно сделаны ссылки на другие документы (стандарты) определяющие какими средствами необходимо крепить каждое из перечисленных изделий.

Виды шипового соединения

На сегодня разработано большое многообразие таких способов крепежа деревянных деталей. Все виды шиповых соединений классифицируются по следующим признакам:

• количеству шипов;
• их форме;
• глубине проушины (сквозные или нет);

По первому признаку шиповые соединения бывают: одинарные, двойные, многократные. Он определяет количество изготовленных элементов крепежа. Основными формами шипа считаются:

• прямоугольный (имеет различную длину, шаг и угол при вершине);
• круглый;
• треугольный;
• так называемый «ласточкин хвост» (односторонний или двухсторонний);
• зубчатый (с различным углом наклона);
• угловой.

Выбор формы и размеров зависит от применяемого материала и уровня нагрузки, которую должна выдерживать вся конструкция. Большое распространение получило шиповое соединение со множеством прямоугольных шипов. Основным его достоинством считается простота изготовления и возможность применения его для любой древесины.