Соединение на гвоздях, соединение шурупами и склеивание деталей

Практически сторона квадратной шайбы принимается равной 4,5d (где d- диаметр болта).

Размеры квадратных шайб принимаются по диаметру болтов согласно табл.3 (рис.2).

Таблица 3: Сортамент болтов

п/п	Диаметр болтов (мм)		Площадь сечения (см²)		Вес, кг			Размеры квадратных шайб болтов (мм)
	по стер-жню, dбр	по наре-зке, dнт	по стер-жню, Fбр	по наре-зке, Fнт	1 пог.м болта	одной гайки		рабочих болтов		стяжных болтов
						шести-гран-ной	квад-рат-ной	разме-ры, мм	вес 1 шайбы, кг	разме-ры, мм	вес 1 шайбы, кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	6	4,701	0,283	0,173	0,22	0,004	0,004	30х30х3	0,01	—	—
2	8	6,377	0,505	0,316	0,39	0,008	0,007	40х40х4	0,048	—	—
3	10	8,051	0,785	0,509	0,62	0,014	0,014	50х50х5	0,095	—	—
4	12	9,727	1,13	0,744	0,89	0,020	0,021	60х60х6	0,164	45х45х4	0,06
5	16	13,4	2,01	1,408	1,58	0,052	0,053	80х80х8	0,386	55х55х4	0,088
6	20	16,75	3,14	2,182	2,47	0,093	0,095	100х100 х10	0,760	70х70х5	0,18
7	24	20,1	4,521	3,165	3,55	0,141	0,144	120х120 х12	1,341	90х90х7	0,42
8	27	23,1	5,722	4,18	4,49	0,182	0,187	140х140 х14	2,091	100х10 х8	0,591
9	30	25,45	7,065	5,06	5,55	0,291	0,297	160х160 х15	2,93	—	—
10	36	30,80	10,17	7,44	7,99	0,496	0,506	190х190 х18	4,957	—	—

Минимальные расстояния между болтами и минимальные удаления от кромок дерева устанавливаются с учётом допустимых напряжений скалывания древесины. О чём более подробно будет рассказано в следующих разделах сайта.

В капитальном строительстве, когда требуется надёжность и устойчивость конструкции, болты могут применяться только в том случае, когда с помощью специальных средств (например, скоб) будет предотвращено возникновение сдвига в швах контакта (узел 33).

Например, могут быть использованы калиброванные отверстия, т.е. такие, когда диаметр отверстия равен диаметру болта, или же проведено последующее заполнение промежутка между стержнем болта и краями отверстия.

Болты применяются в конструкциях, работающих на растяжение при подвеске строительных элементов (рис.3) и как ненесущие соединения в виде зажимных болтов.

1.2. Соединение на стержневых нагелях

Стержневые нагели — это цилиндрические стальные стержни, как правило, без гайки и резьбы которые вгоняются в просверленные отверстия уменьшенного на 0,2…0,5 мм диаметра (рис.3 поз.6).

У стягивающих болтов (рис.3 поз.1) под головкой (рис.3 поз.2) и гайкой (рис.3 поз.3) устанавливаются шайбы (рис.3 поз.5).

Рекомендуется устанавливать по обе стороны большие и толстые шайбы.

Применение стержневых нагелей имеет большое значение для несущих соединений, т.к. при нём можно не опасаться деформаций из-за выборки зазоров в отверстиях и ползучести конструкций.

Соединения с помощью стержневых нагелей позволяют добиться высоких показателей: при небольшой площади они могут воспринимать сравнительно большие нагрузки.

Их лучше всего применять для пакетов досок, а также для соединения со стальными элементами, находящимися внутри конструкции (узел — 35).

На рисунке узла -34 приведен вариант крепления конькового узла стропильной фермы. Брусчатые раскосы прикреплены к верхнему поясу четырьмя нагелями. В середине — стяжные болты. Верхние пояса стропил скреплены с коньковой подбалкой болтами.

На эскизе узла 35 приведён вариант крепления двухветвевой стойки с одинарным ригелем. Такое крепление даёт практически жёсткое соединение двухветвевой стойки с одинарным ригелем с помощью расположенных по кольцу нагелей.

Стяжные болты обеспечивают плотность соединения и используются при монтаже стропильной системы и стеновых перегородок.

В выше рассмотренных соединениях следует использовать не более 4-х стержней на соединение.

Минимальный диаметр стержневого нагеля 8 мм.

Глухие стальные цилиндрические нагели следует заглублять в древесину не менее, чем на 5 диаметров.

При использовании нагелей большого диаметра возможно появление трещин на концах соединяемых элементов, вызванное скалыванием древесины вдоль волокон.

Поэтому концевые расстояния принимают несколько больше, чем промежуточные.

Виды гвоздей

Традиционный строительный гвоздь представляет собой наиболее часто встречаемую разновидность гвоздей, используемых для различного рода работ на строительных площадках, так и для проведения ремонта в домашних условиях. Строительный гвоздь является прямым стержнем, который возле шляпки имеет несколько насечек. Во время эксплуатации эти насечки увеличивают трение, что способствует улучшению качества соединения. Плоская шляпка по сравнению с длиной стержня имеет достаточно небольшие размеры. Сегодня используются гвозди медные, оцинкованные и стальные без какого-либо покрытия. Длина колеблется в рамках от 12 до 300 миллиметров и даже больше. Для надежного, долгосрочного крепления лучше всего подойдут гвозди, изготовленные из горячо оцинкованной стали. Для временного крепления подойдут и не оцинкованные гвозди черного цвета. Например, они отлично подходят для работ со строительным лесом. Недостатком гвоздей, которые не имеют покрытие, также считается их неустойчивость к коррозийному воздействию. Если гвозди выбираются для работ внутри дома, то лучше остановиться на электрооцинкованных гвоздях.

Винтовые гвозди представляют собой гвозди, рабочее тело которых выглядит, как винтовой стержень. Наиболее часто данный вид гвоздей применяется для работы с конструкциями, которые могут подвергаться дальнейшей деформации под воздействием различных факторов, например, под влиянием высоких влажностных показателей или больших механических нагрузок. Если говорить о различных настилах причалов, о наружной обивке зданий или полах, следует уточнить, что гвозди со скрытой шляпкой увеличат прочность конструкций минимально в 4 раза, если сравнивать с традиционными гвоздями.

Толевой гвоздь используется для эффективного удержания листов из мягких материалов, например, из толи, строительного картона, кровельной дранки, рубероида или битумного покрытия. Данный вид гвоздя представляет собой круглый стержень с крупногабаритной плоской шляпой, предохраняющей от разрывов в местах пробития и удерживающей тонкий материал мягкой текстуры.

Финишный гвоздь имеет небольшую овальную шляпку, что позволяет производить с его помощь практически незаметное крепление. Они часто применяются для соединения между собой различных деревянных деталей. Например, для крепления паркета, вагоночной доски, наличников, декоративной отделки и так далее. Использование финишного гвоздя допустимо везде, где нужно утапливать головку гвоздя в древесине. Для производства данного вида гвоздей используется низкоуглеродистая сталь без дальнейшего покрытия, а также оцинкованная, латунированная и обмедненная сталь.

Ершенный гвоздь представляет собой стержень с нанесенной на него поперечной насечкой, с конусным острием и конической или потайной головкой. Его забивают преимущественно в предварительно подготовленные отверстия немного меньшего размера. Только таким методом может быть достигнута наиболее плотная посадка гвоздя. Ершовые гвозди дают отличную прочность соединения. Как правило, такой гвоздь выдернуть практически не возможно. При демонтаже он, скорее всего, сломается.

Шиферный гвоздь представляет собой гвоздь, который имеет шляпку относительно большого диаметра. Такая шляпка покрыта антикоррозийным покрытием. она не является не разделимой с гвоздем. Исходя из названия, можно понять, что данный вид гвоздей используется для монтажа шифера и прочих кровельных покрытий. Длина шиферного гвоздя может составлять от 17 до 120 миллиметров, а шляпка в диаметре может достигать 14. Антикоррозийное покрытие наносится потому, как шиферные гвозди подвергаются чрезмерному воздействию температур и влаги. Для улучшения гидроизоляционных свойств под ножку гвоздя может подкладываться прокладка из резины. Выбирать гвозди данной категории необходимо, ориентируясь на максимальную высоту гребня используемого шифера. Особенностью таких гвоздей считается тот факт, что загибать их нельзя, так как со временем на месте загнутого крепления может образоваться трещина.

3. Соединение на скобах, хомутах и анкерах

Вспомогательные стальные крепёжные детали (скобы, хомуты, анкера и др.) ставят чаще всего в узлах для соединения деревянных элементов в период сборки и монтажа, для соблюдения проектных размеров конструкций и при их работе на незначительные усилия.

Стальные скобы ставят в узлах конструкций из брусьев или брёвен. В зависимости от размеров сечений элементов и длины скоб диаметр их бывает 8…18 мм.

Забивают скобы в древесину без просверливания отверстий с таким расчётом, чтобы место забивки не совпадало с сердцевинной частью деревянных элементов.

А расстояния от вершины угла скобы до центра заглубления скобы в конструкцию должны быть одинаковыми.

Расстояние от центра забивки скобы до торца элемента (S1) принимают такое же, как и для нагелей (см. раздел по установке нагелей).

Таблица 7: Стальные крепления для деревянных конструкций

п/п	Наименование	Эскиз	Ед-ца измер.	Размеры, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Скобы строительные прямые		l/h	150/70		200/80		250/90		300/100
2			d, мм	8	10	8	10	8	10	10	12
3			Масса, кг	0,1	0,15	0,12	0,18	0,14	0,22	0,26	0,38
4	Скобы строительные игловые		l/h	350/110		400/120		450/130		500/140
5			d, мм	10	12	12	16	12	16	16	18
6			Масса, кг	0,3	0,48	0,49	0,86	0,54	0,96	1,06	1,34

Советы:

Если вы забиваете гвоздь в тонкую деталь, необходимо его острие немного затупить, например, стукнув по нему молотком. Если небольшой гвоздь обдать водой, он легче забьется в доску. Если гвоздь при вбивании загнулся, вытащите его и замените на новый.

Для демонтажа небольших гвоздей можно использовать плоскогубцы или клещи. Для удаления длинных гвоздей отлично подойдет гвоздодер. В случае, когда необходимо потайное скрепление, можно предварительно клещами откусить шляпку каждого гвоздя.

Перед тем как соединять детали гвоздями, убедитесь, что она имеет твердую опору. Во время работы опора не должна вибрировать или прогибаться, иначе гвозди будут плохо забиваться в дерево и часто гнуться. Когда вы используете в качестве рабочей поверхности стол, верстак или табурет, заготовку необходимо класть над ножкой. Если вы работаете с большими конструкциями, скорее всего, гвозди вам придется забивать на полу. Расположите все скрепляемые детали в проеме дверей, именно там пол меньше всего вибрирует и пружинит. Если нет возможности обеспечить прочную опору, под заготовку можно положить топор, второй молоток или брусок дерева.

Если в одну доску вы планируете забить несколько гвоздей, обязательно расположите их не в одну линию, а в шахматном порядке.

Забивать гвоздь необходимо правой рукой, придерживая его левой. Ударное движение должно исходить от кисти, не нужно наносить всей рукой, так вы быстро устанете. Усилить удары можно только тогда, когда гвоздь плотно «сядет» в дерево.

Ослабьте удары, когда над поверхностью детали останется 5 – 6 мм гвоздя, чтобы исключить осечку и деформацию заготовки. Чтобы утопить шляпку в дереве можно использовать кернер или любой другой сердечник. Полученную выемку лучше всего зашпатлевать.

Если вам необходимо соединить две детали, сначала вбейте гвоздь в одну из них так, чтобы его острие немного выступило с обратной стороны. После чего можно следует приложить полученную конструкцию ко второй части и забить гвозди так, чтобы заготовки не сдвинулись, а соединение осталось нетронутым.

Чтобы придать соединению большей прочности в скрепляемые заготовки гвозди можно забивать не совсем перпендикулярно, а под углом к плоскости древесины от 75 до 85 градусов. Концы гвоздей, которые пройдут насквозь, необходимо загнуть с помощью треугольного напильника.

Для того чтобы легко извлечь утопленный гвоздь, необходимо при помощи стамески или отвертки поддеть его загнутый, острый конец и по возможности выровнять его. Затем, используя молоток, нужно бить по острой стороне до того момента пока утопленная шляпка не покажется наружи, после чего ее можно захватить клещами и полностью изъять гвоздь.

Если нет возможности подобраться к острому концу гвоздя, подложите под гвоздодер дощечку и постарайтесь поддеть им шляпку гвоздя.

Гвоздь должен в несколько раз быть длиннее толщены прикрепляемой доски. Если вы работаете с твердым деревом или с внешней кромкой, рекомендовано до середины глубины гвоздя просверлить отверстие. Выбирайте для проведения работ сверло с диаметром равным толщине гвоздя. Если вы заметите, что древесина начинает раскалываться, зажмите ее в тисках или же притупите каждый используемый гвоздь. Для того чтобы исключить возможность появления зазора между досками следует забивать гвозди наискось в направлении стыка.

Риск раскалывания заготовки выше в случаях, когда для работы вы выбираете крупные гвозди, особенно если вы будете забивать их по краям планки или доски. Чтобы избежать раскалывания, необходимо немного утопить кончик гвоздя при помощи отбойника. По этой же причине нельзя использовать слишком сильные удары молотком. Запомните, лучше гвоздь будет держаться, если его вбить поперек, а не вдоль волокон.

В некоторых случаях могут использоваться специальные гвозди, которые еще называются наметочными. Они вбиваются в соединяемые заготовки перед использованием основных гвоздей. После того как работа заканчивается, наметочные гвозди извлекаются.

Соединение шипом в гнездо

Соединения шипом в гнездо, или просто шиповые соединения, используются, когда две детали соединяются углом или при пересечении. Это, вероятно, самое прочное из всех рамных соединений в столярно-плотничном деле, и оно используется при изготовлении дверей, оконных переплетов и мебели.

Типы соединений шипом в гнездо

К двум основным видам шиповых соединений относятся обычное соединение шипом в гнездо и соединение ступенчатым шипом в гнездо (вполупотемок). Шип и гнездо составляют примерно две трети ширины материала. Расширение гнезда делается с одной стороны паза (полупотемок), и в него вставляется ступенька шипа с его соответствующей стороны. Полупотемок помогает предупредить выворачивание шипа из гнезда.

Обычное соединение шипом в гнездо

1. Определите положение соединения на обеих деталях и сделайте разметку на всех сторонах материала. Разметка показывает ширину пересекающей детали. Шип будет на торце перекладины, а гнездо пройдет через стойку. Шип должен иметь небольшой припуск по длине для дальнейшей зачистки соединения.

2. Подберите стамеску максимально близкую по размеру к трети толщины материала. Установите рейсмус по размеру стамески и разметьте гнездо в средней части стойки между ранее нанесенными линиями разметки. Работайте от лицевой стороны. При желании можно установить раствор рейсмуса на треть толщины материала и работать им с обеих сторон.

З. Таким же образом разметьте шип на торце и обеих сторонах до разметки заплечиков на перекладине.

4. Зажмите в тисках вспомогательную опору в виде деревянного обрезка достаточно высоко, чтобы можно было прикрепить к нему стойку, повернутую «на ребро». Закрепите на опоре стойку, расположив струбцину рядом с разметкой гнезда.

5. Вырежьте стамеской гнездо, сделав припуск внутрь примерно на 3 мм от каждого ее конца, чтобы не повредить края при выборке отхода. Держите стамеску ровно, сохраняя параллельность ее кромки плоскости стойки. Первый рез сделайте строго вертикально, расположив скос заточки в сторону середины гнезда. Повторите с другого конца.

6. Сделайте несколько промежуточных резов, держа стамеску под небольшим углом и скосом заточки вниз. Выберите отход, действуя стамеской как рычагом. Углубившись на 5 мм, сделайте еще резы и выберите отход. Продолжайте примерно до половины толщины. Переверните деталь и работайте таким же образом с другой стороны.

7. После удаления основной части отхода зачистите гнездо и срежьте оставленный ранее припуск до линий разметки с каждой стороны.

8. Прорежьте вдоль волокон шип, ведя ножовку с обушком по линии разметки со стороны отхода, и вырежьте заплечики.

9. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте. Заплечики шипа должны аккуратно примыкать к стойке, соединение должно быть перпендикулярным и не иметь люфта.

10. Для закрепления можно вставить клинья с обеих сторон шипа. Зазор для этого делается в гнезде. Работая стамеской с наружной стороны гнезда, расширьте примерно две трети глубины с уклоном 1 :8. Клинья делаются с таким же уклоном.

11. Нанесите клей и плотно сожмите. Проверьте прямоугольность. Нанесите клей на клинья и вгоните их на место. Отпилите припуск шипа и удалите излишек клея.

Другие шиповые соединения

Шиповые соединения для оконных переплетов и дверей несколько отличаются от шиповых соединений вполупотемок, хотя техника выполнения такая же. Внутри проходит фальц и/или накладка для стекла или филенки (панели). При выполнении соединения шипом в гнездо на детали с фальцем плоскость шипа делайте на одной линии с кромкой фальца. Один из заплечиков перекладины делается длиннее (на глубину фальца), а второй короче, чтобы не перегораживать фальц.

Шиповые соединения для деталей с накладками имеют заплечик, выполненный с прирезкой, чтобы соответствовать профилю накладки. В качестве альтернативы можно снять накладку с кромки гнезда и сделать скос или прирезку в соответствии с ответной деталью. Другие разновидности соединений шипом в гнездо:

• Боковым шипом — при изготовлении дверей.
• Потайным скошенным шипом вполупотемок (со скошенной ступенькой) — чтобы скрыть шип.
• Шипом впотемок (ступеньки шипа с двух его сторон) — для относительношироких деталей, таких как нижняя обвязка (брусок) двери.

Все эти соединения могут быть сквозными, а могут быть и глухими, когда торец шипа не будет виден с обратной стороны стойки. Их можно укреплять клиньями или нагелями.

Правильное соединение деталей гвоздями

Чтобы соединенная гвоздями деталь была максимально надежной и прочной, следуйте нескольким полезным рекомендациям. Первое, что следует учесть, гвоздь используемый для определенного соединения должен быть правильного размера. Если для скрепления заготовок также используется клей, отдайте предпочтение тонким длинным гвоздям, которые должны быть длиннее прикрепляемой планки минимально в три раза.

Во-вторых, при монтаже крупногабаритных конструкций из дерева максимально эффективное сцепление при работе с Т-образными соединениями может быть достигнуто, если набивать гвозди крест накрест. И, в-третьих, надежное, прочное соединение может быть достигнуто путем вбивания нескольких гвоздей наискось по отношению друг к другу.

Также необходимо избегать забивания нескольких гвоздей в одно и тоже древесное волокно. Это может стать причиной растрескивания поверхности. Старайтесь располагать все гвозди в шахматном порядке или просто со смещением. По этой же причине также следует отпиливать конец вбитой планки только после того, как все гвозди будут забиты.

Всегда во время работы с деревянными заготовками и гвоздями используйте подставку-опору. Только так вы сможете избежать вибрации при ударах, которая способна навредить и поверхности изделия, и гвоздю.

Гвозди для специальных работ

Гвозди, необходимые для специальных работ, обязательно есть в каждой мастерской и покупаются по мере надобности. Только профессиональный продавец подскажет вам, какие гвозди, для какого типа работ и материалов вам лучше использовать. Специальные гвозди могут иметь различную длину, некоторые из них производятся в различных формах и цветовой гамме. Например, гвозди, используемые для обивки мягкой мебели, могут иметь головки, покрытые хромом. Данное покрытие отлично справляется не только с декоративной функцией, но и противостоит воздействию коррозии. Если вы приобретаете специальные гвозди, возьмите немного больше необходимого вам количества.

Как замаскировать гвоздь?

Гвозди с небольшими шляпками можно заколотить в деревянную поверхность и замаскировать так, чтобы их головки стали практически невидимыми. Для этого необходимо с помощью чекана отколоть от деревянной поверхности небольшую щепку. В полученное отверстие вбиваем гвоздь и закрываем его обратно отколотой щепкой, которую можно зафиксировать при помощи восковой или столярной замазки. Чтобы упростить себе задание, лучше всего выбрать гвозди с утопленной головкой, которую можно вбить глубже уровня заготовки из дерева.

Как забивать мелкие гвозди?

Соединение деталей мелкими гвоздями. При забивании небольших гвоздей могут возникнуть проблемы. Для работы с мелкими гвоздями используйте клещи, которыми удобно придерживать их во время забивания. Так вы сможете избежать нечаянных и неприятных ударов по пальцам. Нельзя отпускать гвоздь, который еще недостаточно зафиксирован на поверхности.

Если вы работаете с гвоздиками длиной 15-20 мм, попробуйте шилом наколоть небольшие отверстия, куда в дальнейшем можно будет вставить гвоздь, чтобы вам было удобнее его забить. Чтобы гвоздь устойчивее стоял на поверхности, можно укрепить его с помощью мякиши хлеба или пластилина.

Соединения в проушину

Соединения в проушину используются, когда требуется соединить пересекающиеся детали, расположенные «На ребре», либо в угловом, либо в срединном варианте (например, угол оконного переплета или там, где ножка стола соединяется с перекладиной).

Типы соединений в проушину

Самыми распространенными типами соединений в проушину являются угловое и тавровое (Т-образное). Для прочности соединение надо склеивать, но можно укрепить его нагелем.

Выполнение соединения в проушину

1. Сделайте разметку так же, как для соединения шипом в гнездо, но разделите толщину материала на три, чтобы определить одну треть. Пометьте отход на обеих деталях. На одной детали надо будет выбрать середину. Этот паз называется проушиной. На второй детали удаляются обе боковые части материала, а оставшаяся средняя называется шипом.

2. Пропилите вдоль волокон до линии заплечиков вдоль линий разметки со стороны отхода. Ножовкой с обушком выпилите заплечики, и получится шип.

3. Работая с двух сторон, выберите материал из проушины стамеской/ долотом для пазов или лобзиком.

4. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте стамеской. Нанесите клей на поверхности соединения. Проверьте прямоугольность. С-образной струбциной зажмите соединение на время затвердевания клея.