Как крепить брус между собой: все способы продольного и поперечного соединения

Виды углового соединения для бруса

Отдельно стоит упомянуть о соединении бруса или бревна при изготовлении сруба для дома или иной постройки. Данная технология строительства используется веками, качественно уложенные бревна гарантируют зданию долгую службу.

Выделяют два основных вида углового соединения при постройке сруба:

• без остатка (в лапу);
• с остатком (в чашу).

Рубка без остатка означает, что уложенные бревна сформируют ровный угол, их концы не будут выступать за пределы строения, отдельная его разновидность – теплый угол. Рубка с остатком, в свою очередь, означает, что по углам здания сформируется переплетение из выступающих торцов. Второй способ более затратный в плане количества материала, но здание лучше сохраняет тепло и более устойчиво.

Существуют различные способы соединения деталей из дерева, умение определить оптимальный для того или иного вида работ позволит значительно разнообразить ассортимент изделий, которые может изготовить мастер. Правильно выбранный способ обеспечит привлекательный внешний вид изделию и гарантирует надежность объемной конструкции.

Верхний коньковый узел

Стропила в сопряжении скатов в коньке опираются друг на друга либо на коньковый прогон. В первом варианте применяют шаблонный метод:

• треугольные конструкции подготавливаются заранее;
• по месту монтируются крайние треугольники;
• по ним натягивается шнур с соблюдением горизонтали;
• устанавливаются средние конструкции.

Схема сращивания стропил в районе конька.

Соединение стропил в коньке прогоном не требует контроля горизонтали шнуром, ориентиром является сам прогон. Не требуется предварительная сборка стропильных ферм, крыша собирается из поданного наверх пиломатериала по месту.

Соединение конькового узла выполняется по одной из трех технологий:

• внахлест – концы стропил обрезаются после фиксации друг к другу гвоздями, саморезами, поперечными пластинами;
• шип-паз – соединение аналогично предыдущему, однако каждый край имеет выборку в полдерева;
• подрезкой торцов – стык стропил выполняется строго вертикально, угол реза размечается по месту, элементы упираются друг в друга.

Все соединения должны иметь одну степень свободы, минимальную. Это обусловлено усадкой пиломатериала в первые 1,5-2 года. В противном случае конструкция будет ослабевать, разрушаться под собственным весом. Поэтому крепление болтами либо шпильками в сквозные отверстия всегда предпочтительнее гвоздей, саморезов.

Стропила также могут фиксироваться специальными шарнирными металлическими элементами, надеваемыми на брус либо крепящимися к нему саморезами. Это незначительно повышает стоимость строительства, однако резко увеличивает ресурс, ремонтопригодность кровли. Соединение с двумя степенями свободы применяется в сложных конструкциях.

Варианты соединения бруса

Основными видами являются следующие:

1. Продольное сочленение, которое применяется при увеличении длины бревна в одном венце. С помощью такого соединения предотвращается смещение материала относительно продольной оси.
2. Венцевое. Данный вид соединения используется для сопряжения элементов, размещенных в соседних венцах или слоях стены. Оно предотвращает движение бревен в горизонтальной плоскости под действием тяжести верхних элементов постройки.
3. Угловое сочленение служит для монтажа бревен при конструировании углов здания. Предотвращает движение стен относительно друг друга.
4. Т-образное соединение применяется для формирования внутренних стен дома. Предотвращает смещение внутренней стены и ее расстыковки.

При использовании определенного варианта сочленения необходимо принимать во внимание уровень вашего мастерства при работе с брусом и инструментом по дереву, а также трудоемкость и целесообразность выбранного способа монтажа

Продольное соединение

При строительстве деревянного дома достаточно часто возникает необходимость в продольном соединении бруса для наращивания его длины. В связи с тем что места состыковки наиболее подвержены различного рода деформациям, то лучше сводить количество таких мест к минимуму. Применять такое сращивание рекомендуется в таких местах, как внутренние стенки и простенки, потому что они менее подвержены деформациям.

Скрепить брус между собой можно с помощью различных замковых соединений или с применением продольного шипа. Наиболее популярным и легким в исполнении является сочленение с помощью прямого или косого замка вполдерева.

Применение центрального шипа позволяет добиться более качественного соединения бруса. Размер шипа подбирают таким образом, чтобы его длина была в 2 раза больше ширины бруса, а глубину гнезда под шип делают немного больше, чем его длина. Для более качественного соединения центральный шип можно комбинировать с замковым соединением или использовать шпон.

Венцевое сочленение бруса

Данный вид соединения позволяет закрепить брус вдоль горизонтальной плоскости, которой они соприкасаются друг с другом при строительстве стен здания. Для его реализации используются такие способы крепления:

• с применением вставных шпонок и шипов;
• с применением металлических штырей;
• деревянными нагелями;
• с использованием фрезерованных замков;
• с помощью саморезов;
• с использованием скоб.

Если для крепления применяются любые металлические элементы, необходимо помнить, что в местах соприкосновения металла и дерева возникает повышенная коррозия первого, что со временем приводит к преждевременной порче элементов конструкции. Данный метод крепления бруса является самым простым, дешевым и ненадежным, поэтому применять его можно только в тех случаях, когда остальные варианты соединения по каким-либо причинам использовать нельзя.

Если вы все же решили сэкономить деньги и время и соединить брус гвоздями, то применяйте для этого специальные гвозди без шляпки, которые можно изготовить самостоятельно из проволоки диаметром 6 мм, которую обязательно нужно притапливать. Для этого верхний брус предварительно сверлят насквозь дрелью. В этом случае нужно знать, что такой способ монтажа со временем приведет к возникновению в древесине щелей, которые нужно будет конопатить.

Применение саморезов и скоб является дополнительным и временным средством крепления, потому что данные элементы недолговечны и ненадежны, они портят внешний вид стены.

Самым распространенным способом венцевого сочленения являются деревянные нагели. В этом случае вместо металлического изделия применяются деревянные колышки с сечением любой формы (круглой, прямоугольной, многогранной), которые забиваются в подготовленные отверстия, а на часть, которая будет торчать, насаживается следующее бревно. Для изготовления нагелей необходимо использовать прочную породу дерева. При этом нагели должны иметь перпендикулярные по отношению к волокнам бруса собственные волокна и иметь меньшую влажность, чем у дерева, из которого изготовлены детали дома. Данный метод является простым в исполнении, но при этом он достаточно надежен и долговечен.

Если нет рубероида, можно покрыть фундамент обычной пленкой, которая защитит бетон от влаги и образования бетонного молочка. Когда фундамент готов к укладке бруса, проверьте плоскость ростверка уровнем, чтобы убедиться в его идеальной ровности. На эту поверхность накладывают брус, необходимый для нижней обвязки, при этом брусья стыкуют методом выборки на углах.

Особенности

Правила СНиП опираются на непреложную истину: стык не должен просесть в том месте, где требуется сплошная, непрерывная доска (либо брус). При этом испытание соединения выполняется на нагрузку – после укладки по месту стыка, если скат крыши достаточно пологий, проходит несколько рабочих. Нагрузка от нескольких человек – масса каждого составляет 80-100 кг – имитирует снеговую и ветровую нагрузку на скат, под которым залегают стыки удлиняемых стропил.

Сращение стропил производится в месте дополнительного упора. В качестве него выступит продолжение одной из стен, выполненной как несущая, а не перегородка. Например, таковыми являются стены коридора, отгораживающие его вместе с прихожей и тамбуром от комнат и кухни-гостиной. Те, в свою очередь, выходят окнами на разные стороны придомового участка. Если дополнительных несущих стен в проекте нет и не предвидится, устанавливаются V-образные опоры из бруса или доски, заметно толще той, что используется в качестве стропил.

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».

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.

Формирование углов на ус

Одним из лучших способов создания углов различных объемных изделий является стык на ус. Он позволяет создать монолитную конструкцию, скрыть волокна торца, тем самым обеспечить привлекательный вид. Этот способ подходит для самых разнообразных изделий, но чаще всего применяется для изготовления рамок и деталей корпусной мебели.

Для создания соединения в каждой из деревянных деталей делают пропилы под углом, равным половине угла, под которым встречаются заготовки. Чаще всего этот угол прямой, следовательно, запилы выполняют под 45 градусов, тем не менее угол может варьироваться в широких пределах. Работы выполняют по следующему алгоритму.

Вначале размечают детали

Важно не забывать, что разметка выполняется по длинной стороне, в противном случае можно не угадать с размерами

На кромках, которые будут соединены, проводят линию под требуемым углом. Комбинированным угольником разметку переносят на каждую сторону заготовки. Затем выполняют распил, для которого лучше использовать электрическую торцовую пилу, но можно работать и ручным инструментом

Работая ножовкой, важно контролировать угол среза, нелишним будет воспользоваться бруском в качестве направляющей

Готовые детали прикладывают друг к другу, проверяя точность подгонки. Неровности придется сгладить ручным рубанком, довести угол с помощью шлифовальной шкурки. На обе поверхности наносится столярный клей, и с помощью струбцин изделие фиксируется. Дополнительной прочности можно добиться с помощью гвоздиков

Работая молотком, важно контролировать силу удара, чтобы заготовки не сдвинулись

Особо ответственные соединения усиливают с помощью брусков, которые вклеивают во внутренний угол. Стык, который не будет виден, можно дополнительно укрепить металлическим угольником.

В результате качественно выполненной работы получится идеальный шов. Если же образовалась небольшая щель, то ее можно скрыть, расправив прилегающие волокна древесины с помощью гладкой цилиндрической поверхности. Для этого подойдет стержень обычной отвертки.

Расчёт размеров стропил по длине и сечению для правильного выбора пиломатериала

Стропильная система на проектной стадии рассматривает варианты пиломатериалов и схему их расположения в стропильной конструкции. От правильных расчётов зависит дальнейшие работы по укладке изоляции, утепления и кровли. Также немалую роль играют устойчивость к нагрузкам при эксплуатации объекта, сопротивление атмосферным изменениям и тектоническому влиянию. Поэтому к расчётам и выбору качественных пиломатериалов подходят очень ответственно.

Для вычисления требуемой длины стропила, определяют угол наклона ската кровли и рассчитывают высоту крыши. Небольшие размеры дома позволят применить цельные доски и брус для создания стропильной конструкции. При более широком скосе в большом сооружении длины пиломатериала может не хватить. Тогда применяют сращивание двух частей древесины, чтобы сделать стропильную ногу соответствующих размеров с небольшим запасом.

Расчетная формула вычисления длины стропил

Размер пролёта между коньком дома и верхней частью стены соответствует длине стропилины. Сечение балки определяют на основе размера нагрузок и расстояния между двумя соседними стропильными ногами.

Нагрузку на элементы создаёт вес кровли, например, из керамической черепицы или асбоцементного шифера. Такие материалы требуют увеличенного сечения бруса.

Пример:

• Длина бруса – 6 метров.
• Сечение торца – 10Х20 см.
• Расстояние между соседними брусьями — 140 сантиметров.

Конструкция деревянного перекрытия

Деревянное перекрытие уступает по показателям прочности и жёсткости железобетону, поэтому его устраивают в жилых домах до четырёх этажей. Изготавливают балки из леса хвойных пород (сосна, ель, пихта и т. д.). Длина балок чаще всего составляет 5–6,5 м. В каменных зданиях балки укладывают на расстоянии (по оси), кратному размеру кирпича или блоков.

В наружные каменные стены балки заделываются глухим и открытым способом. Не зависимо от способа заделки необходимо предусмотреть меры по предотвращению конденсации паров воздуха в гнёздах стен. Это происходит при их толщине менее чем в два кирпича. В более толстых стенах конденсат в гнёздах не образуется.

Глубина гнезда для опоры балки в каменных зданиях, исходя из прочности кладки на сжатие, принимается 0,6–0,8 h (h — высота балки). Минимально допустимый размер опоры составляет 150 мм. Обычно он принимается 180–200 мм. При этом балка не должна доходить до стены на 3–6 см, чтобы обеспечить доступ воздуха к её торцу.

Балки перекрытия пропитываются антисептическими составами, а конец обязательно изолируется двумя слоями гидроизоляции (толь, пергамин). Место между стеной и боковой поверхностью балки заполняется раствором.

Каждую третью балку необходимо соединить анкером с наружной стеной. Анкер одним концом заделывается в стену, дугой конец крепится к балке. Между собой они тоже соединяются при опоре на внутренние стены.

Черновой пол настилается двумя способами:

1. Щиты или доски укладываются на черепные бруски при помощи накладных планок.
2. Сплошная укладка щитов (досок) непосредственно на черепные бруски.

Балки и лаги подбиваются снизу щитами из тонкой доски, ГКЛ, ГВЛ, ОСП или другими листовыми материалами. Стелется мембранная изоляция, на которую укладывается тепло- и звукоизоляционный слой. Это может быть насыпной, плитный или рулонный утеплитель, закладываемый между балками.

На теплоизоляции также устраивается слой пароизоляции. Далее производится устройство чистого пола, который может крепиться к лагам или непосредственно к балкам. Лаги укладываются на балки перекрытия. Между утеплителем и верхним краем балок оставляется зазор для доступа воздуха к деревянным конструкциям перекрытия.

Покрытие пола и потолка зависит от эксплуатационных показателей помещения и дизайнерского решения интерьера. По деревянным балкам можно делать практически любой пол (дощатый, паркет, линолеум, керамическая плитка и т. д.).

Балки друг к другу крепятся с помощью специальных металлических изделий.

Требования строительных норм и правил к сращиванию стропил

Неумелое сращивание стропил по длине может не только резко понизить их устойчивость к изгибающим нагрузкам, но и стать причиной полного разрушения конструкции. Последствия такой ситуации очень печальные. Строительные правила предусматривают определенные закономерности во время выбора размеров крепежа, мест его установки и длины накладок. Данные взяты с учетом многолетнего практического опыта.

Сращенные стропила будут намного прочнее, если для их соединения использовать не гвозди, а металлические шпильки. Инструкция поможет сделать самостоятельный расчет соединения. Достоинство метода – универсальность, с его помощью можно решать проблемы не только с удлинением стропил, но и с наращиванием иных элементов кровли. Специализированные компании выполнили черновые расчеты и собрали данные в таблицу, но в ней указываются только минимально допустимые параметры.

Таблица расчетов узлов и соединений

На практике рекомендуется всегда делать запасом по прочности. Как определяются параметры сращивания стропил?

1. Диаметр и длина шпилек. В любых случаях диаметр шпилек должен быть ≥ 8 мм. Более тонкие не обладают достаточной прочностью, использовать их не рекомендуется. Почему? В металлических соединениях диаметр шпилек рассчитывается на усилия растяжения. Во время стягивания металлические поверхности настолько сильно прижимаются между собой, что удерживаются за счет силы трения. В деревянных конструкциях шпилька работает на изгиб. Отдельные доски нельзя стянуть с большим усилием, шайбы проваливаются в доску. Кроме того, во время изменения показателей относительной влажности доски изменяют толщину, за счет этого уменьшается усилие стягивания. Шпильки, работающие на изгиб, должны иметь большой размер. Конкретный диаметр шпильки нужно определять по формуле d

_ш = 0,25×S, где S – толщина доски. К примеру, для доски толщиной 40 мм диаметр шпильки должен быть 10 мм. Хотя это все довольно относительно, нужно иметь в виду конкретные нагрузки, а они зависят от многих факторов.

Определяем требуемый диаметр шпилек

Шаг между шпильками

Минимальное расстояние от края доски

Количество шпилек в узле

Сплачивание досок

Ящики и составные части макетных корпусов производят из раздельных элементов древесины. В данном случае применяются такие виды соединений как сращивание, сплачивание или вязка. Сплачиванием можно назвать стыковку досок по их параметрам: толщина или ширина, у которых волокна древесного материала расположены параллельно. Метод сплачивания в основном применяется для создания громоздких строений.

Для производства цельных лесозаготовок из индивидуальных компонентов используют гвозди, шурупы, клей, нагели, а при сплачивании разъемных заготовок применяют шины и клинья. Часто встречающимся приемом сплачивания считается слияние элементов схлестыванием встык кромками либо пластями.  Чем тоньше доска в процессе сплачивания, тем меньше вероятность деформации материала.

В процессе сплачивания важно принимать во внимание размещение годичных слоев на древесине. В сравнении с лесозаготовками, которые соединены кромками, заготовки сплаченные встык пластями значительно устойчивее и буквально не поддаются деформации. Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке

Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности

Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке. Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности.

Виды сплачивания:

1. Сплачивание на гладкую фугу. Доски предварительно фугуют, стыкуют, смазывают клеем, закрепляют фиксаторами до высыхания;
2. Сплачивание с внедрением добавочных связей. Доски предварительно выравнивают, во фронтонах высверливаются проколы для шпилек. Вбивают скобы для увеличения долговечности;
3. Сплачивание несущих составляющих. Стыковка досок в половину дерева с накладной частью на площадь стыковки усиливающих планок.

Кровля

При строительстве кровли пристройки каких-либо особенностей нет. Обычно это либо односкатная, либо двускатная крыша. Стропильная система обоих видов относится к простейшей и главная сложность – обеспечить герметичность примыкания.

Если крыша примыкает к фасаду, то изготовитель любых кровельных материалов в инструкции по монтажу описывает практически все возможные комбинации узлов примыкания к другим поверхностям независимо от их материалов.

Если крыша пристройки продолжает скат кровли дома, то все зависит от высоты фасада. В простейшем случае, с одинаковым уклоном двух участков, придется «нарастить» стропильные ноги с этой стороны. Более сложный вариант – изменение угла уклона (по типу ломаной крыши). Но и в этом случае технология обустройства кровли стандартная.

Так выглядит ломаный скат кровли со стороны пристройкиИсточник imo.ru.net

Если дом и пристройку «накрывают» одной кровлей (как это бывает при реконструкции здания), то устраивают общую стропильную систему с одним контуром мауэрлата или верхней обвязки.

Спаренные стропила

Спаренные стропила слагают не менее чем из двух досок, которые прикладываются друг к другу широкой стороной вплотную, не оставляя зазоров, и прошиваются по всей длине гвоздями в шахматном порядке, через один.

Удлинение стропил из спаренных досок происходит одновременным соединением частей встык и внахлест ко второй стропильной доске, благодаря чему не только увеличивается длина элемента, но и его прочность

При выборе стропил необходимо обращать внимание на то, чтобы расстояние между стыками объединяемых досок соединения были более одного метра и располагались по изделию в шахматном порядке. Шарнирные соединения не должны находиться друг напротив друга, а каждый стык должен быть защищен цельной доской

Накосные стропила – это самые длинные элементы стропильных систем, и самым лучшим материалом для их создания является спаренная стропильная доска.

Как срастить брус по длине, смотрите на видео: