Сращивание досок на ребро

Прочность конструкции и ее эстетический вид, напрямую зависят от вида соединения всех ее составляющих. Практически все виды лесоматериала – доски, бруски или брусья – распиливают по стандартным замерам, что не всегда удобно в строительной сфере. Поэтому, для получения необходимых деталей из древесины, строители пользуются различными типами соединений с использованием врубок, которые делаются по разметке, нанесенной специальным оборудованием или вручную.

Первоначальный компонент конструкции – деталь – может быть сделана из цельного фрагмента древесного материала, или брусков, сфугованных между собой. Стыковка компонентов воедино формирует узел – короб, который представляет собой конструктивные составляющие элементы. Все компоненты соединяются друг с другом железными скобами, клеем либо же столярной вязкой. Столярные соединения деталей из древесины – вязки, можно распределить по видам в зависимости от области применения.

по длине – древесные элементы крепятся друг с другом торцами. Стыковка материала осуществляется при помощи наращивания или сращивания элементов конструкции;
по кромкам — своеобразная стыковка нескольких досок для быстрого роста ширины элемента конструкции;
соединение угловых концевых деревянных элементов, сводимых под разными углами, для формирования большого количества полезных компонентов строительных элементов и частей каркаса для мебели;
угловые срединные соединения – это стыковка двух составляющих, из которых одна часть детали прилегает своим концом к середине другой или же, для формирования в нем щитов, пролегает по его ширине;
ящичные угловые – ящичная вязка широких досок. Деревянные соединения без гвоздей используются в сборке различных видов коробок либо ящиков.

Разъемные и неразъемные соединения

Разъемные соединения древесных элементов позволяют неоднократно разобрать конструкцию и осуществлять последующую ее сборку не нарушая целостность деталей. Для разъемной сборки двух деталей используют вариант с резьбой.

Виды резьбовых соединений:

Болтовое – осуществляется посредством гайки, шайбы и болта;
Шпилечное – стыковка деталей путем ввинчивания винта в одну из досок;
Винтовое – стыковка деталей винтами;
Комбинированные – способы соединения элементов конструкции несколькими видами.

К неразъемным видам соединений, использующимся в деревообработке, относятся:

скрепление деталей посредством клея. Благодаря этим соединениям формируются довольно долговечные строения всевозможных объемов и форм;
шиповые мебельные соединения. К главным составляющим шиповых соединений относятся – шпунт, гребень, гнездо, проушина, шип;
неразъемные соединения на ус. Данный вид соединений нашел применение в конструкциях, требующих вуалирования торцов соединяемых компонентов. В сравнении с прямой стыковкой, угловые соединения менее прочные;
неразъемный вид соединения — фолдинг. Способ востребован в конструировании ящичных либо корпусных строений. Методика состоит в формировании куба из плоского щита с клинообразными пазами, расположенными в диаметральном направлении. С внешней стороны, под пазами, приклеивается целлофан. Перед тем как сложить готовый короб фальцы смазываются клеем. В процессе сборки конструкции целлофан обеспечивает надежность и эластичность поверхности сгиба;
Быстровыполнимое неразъемное соединение звеньев гвоздями и крепежными скобами. Гвозди относятся к стандартным металлоизделиям. Стойкость подобного соединения обусловлена сопротивлением выдергиванию. Коэффициент непосредственно зависит от размеров, формы сечения гвоздя и материала соединенных элементов. Чем толще гвоздь, тем больше сопротивление к выдергиванию.

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.

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

Угловые соединения

Длительный срок эксплуатации конструкции или строения зависит от правильно уложенных и соединенных досок и бревен.

Виды угловой конгломерации:

сборка компонентов без остатка (в лапу);
сборка компонентов с остатком (в чашу).

Сборка без остатка предполагает уложенные доски с ровным, невыступающим углом. Существует обособленная модификация – теплый угол. Сборка с остатком подразумевает под собой переплетения досок из выпирающих торцов. Второй метод считается финансово затратным, так как требуется рассчитывать лесоматериал на выступы, но сооружение достаточно надежно и значительно дольше сохраняет тепло.

Для скоса торцов угол делится напополам. В стандартной стыковке угол равен 90°, вследствие чего, каждый торец следует обрезать под 45°. Но есть вариации угла: тупой или острый. В неровном угловом стыковании можно соединять детали с различной шириной.

Сращивание компонентов на ус – методика находит применение при ровных торцах компонентов, лежащих на одной прямой. Древесные элементы стыкуются без изменения толщины. Соединение досок с прирезкой применяется при стыковке двух компонентов под углом друг к другу. Практикуют при состыковке в углу двух составных частей с профилем. Если, в момент сращивания, сдвинутся доски, то образовавшийся промежуток станет менее приметен, чем при угловом стыковании на ус.

Стыковка практикуется при сборке пересекающихся деталей, находящихся на ребре, или же в угловом варианте. Наиболее популярными видами конгломерации можно назвать тавровое и угловое. Для долговечности конструкции соединение следует укреплять нагелем либо же склеить.

Шиповая сборка выполняется при стыковке звеньев, соединяющихся углом или при пересечении. Во всем столярно-плотницком деле данную стыковку можно назвать наиболее прочной. На практике стыковку используют при производстве оконных переплетов, дверей, для рамок корпусной мебели.

Существует два вида сращивания шипом в гнездо:

обычная стыковка шипом в гнездо;
соединения ступенчатым шипом в гнездо (полупотемок). Большую часть ширины заготовленного материала занимают шип и гнездо. Со стороны паза готовится расширение, и в него заходит ступенька шипа с другого звена. Полупотемок предотвращает выпадание шипа из паза.

Боковой шип – производство дверей;
потайной скошенный шип вполупотемок – практикуется при сокрытии шипа;
шип впотемок – для широких составных частей, таких как нижняя обвязка деревянной двери.

Торцевое соединение

Этот вид стыковки древесного материала имеет еще одну профессиональную формулировку – наращивание. Характерным отличием этого соединения является увеличение длины компонента строения за счет сбивания между собой древесных элементов во фронтонной части. Учитывая способ крепления деталей, изделия такого вида производства переносят значительные нагрузки при деформации древесины: сжатие, искривление или растяжение. Доска, полученная в результате наращивания, может быть прочнее цельного древесного массива.

Наращивание деревянных элементов, сопротивляющихся сжатию, может иметь несколько вариаций строения. Отличительной чертой данного наращивания являются брусья, обладающие и пазом и накладкой, зачастую имеющие одинаковые размеры по толщине и длине. Экспериментируя, появляется возможность выполнения стыкования материала с прямой накладной частью в половину дерева, или же выполнить стыкование с косой накладной частью. Для максимальной прочности элемента можно усложнить его шипами или несколькими видами стыка. Для оформления такого вида стыка понадобится вспомогательная клеевая фиксация либо же крепление шурупами или гвоздями.

По существу, торцевое наращивание сопротивляющееся растяжению, имеет накладную часть в замок. Для выполнения данного вида стыкования следует расчертить накладку и, следовательно, на одной из деталей необходимо вырезать паз, а на другой зубец. Подобный замок даст возможность избежать расстыковки деталей и сохранит надежность строения. Этот вид стыкования может иметь как прямую, так и косую накладную часть. В виде страховочного крепления можно применить клей, шурупы и гвозди.

Сопротивляющееся искривлению торцевое наращивание в основе фиксации практикует накладную часть с косым или ступенчатым стыком. Характерной чертой первого способа является срез торцевых сторон элемента под острым углом. Стоит отметить, что при выпиливании торцов не следует нарушать угол среза. Отличием второго типа от первого является наличие на фронтонных сторонах маленьких пазов и зубцов. Оба вида стыковок элементов обязаны быть с ровной поверхностью для накладок.

Для постройки больших домов из деревянных брусьев при их фиксации применяется железное либо древесное крепление. Древесными креплениями служат вставные или выдолбленные шипы, а железными служат хомуты и крепления железной проволокой. Чаще всего встречаются крепления бруса железными болтами.

Деревянные стропильные ноги изготавливаются из бруса или доски, сечение которых зависит от расчетной нагрузки на конструкцию. При необходимости выполняется сращивание стропил с целью увеличить длину элемента.

Расчет длины и сечения стропил, подготовка материала

В частном строительстве для возведения стропильной системы традиционно используется пиломатериал. Металлические или железобетонные конструкции встречаются значительно реже. Разработка проекта каркаса крыши подразумевает выполнение целого ряда расчетов, которые позволяют подобрать оптимальные параметры для каждого элемента стропильной системы. Стропила в процессе эксплуатации крыши принимают на себя основную внешнюю нагрузку, и к прочности данного элемента предъявляются повышенные требования.

Чтобы вычислить требуемую длину стропильной ноги, необходимо определиться с углом наклона кровли и рассчитать высоту крыши, исходя из ширины дома. Наслонные или висячие стропила при небольших размерах дома могут выполняться из цельного бруса или доски. Если длина имеющегося пиломатериала недостаточна, требуется выполнить сращивание, чтобы стропильная нога соответствовала заданным размерам.

Длина стропила зависит от размера пролета между коньком и верхней частью стены дома. Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от расчетной нагрузки и расстояния между ними. Усредненные значения приведены в таблице. Если в качестве кровельного покрытия предполагается использовать керамическую черепицу либо асбоцементный шифер, каркас крыши желательно возводить из пиломатериала увеличенного сечения.

Выбирая материал для изготовления стропил, предпочтение рекомендуется отдать древесине хвойных пород. Она легко обрабатывается, хорошо противостоит гниению, имеет необходимую прочность. Подготовленные к монтажу стропилины и другие элементы каркаса крыши следует пропитать огнебиозащитным составом.

При необходимости выполнить сращивание стропил по длине, важно выбрать оптимальную технологию, которая позволит обеспечить расчетную прочность конструкции. На видео представлены основные способы сращивания стропильных ног по длине.

Конструктивные особенности сращивания стропил

Увеличение длины стропильных ног производится за счет соединения коротких элементов из доски или бруса. Узел стыковки (практически при любом методе наращивания) представляет собой пластичный шарнир. Но стропилина должна иметь необходимую жесткость по всей длине, поэтому стык должен располагаться в том месте, где практически отсутствует изгибающий момент. С этой целью стык (пластичный шарнир) должен располагаться на определенном расстоянии от опоры, которое составляет 15% от длины пролета, перекрываемого стропилом.

Следует учитывать, что расстояние от мауэрлата до промежуточной стропильной опоры отличается от расстояния между этой же опорой и коньком. Это требует использования равнопрочной схемы – необходимо обеспечить одинаковую прочность по всей длине, создание равного прогиба не требуется.

Особые требования к прочности предъявляются к накосным (диагональным) стропилам вальмовых и полувальмовых крыш. Они превышают по длине стропила боковых скатов и служат опорой для нарожников – укороченных стропильных ног.

Сращивание стропил, при необходимости увеличить их длину, выполняется по следующим технологиям:

Использования такого инструмента, как стусло, дает возможность отрезать концы досок строго под заданным углом, обеспечивая необходимую плотность стыков.

Метод соединения встык дает возможность нарастить стропильную ногу, используя специальную накладку. Чтобы правильно выполнить соединение, требуется стыкуемые концы досок или бруса отрезать строго под углом 90°. Это позволит предотвратить образования прогиба под нагрузкой в месте стыка торцов стыкуемых стропил.

Срезанные торцы соединяются и закрепляются посредством металлического крепежа либо используются накладки из обрезков доски, устанавливаемые с обеих сторон соединения. Каждая накладка должна быть прибита гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Если соединение встык более всего подходит для сращивания стропильных досок, метод косого прируба идеально подходит для увеличения стропильной ноги из бруса большого сечения. Данная технология получила свое название из-за принципа подрезки элементов. Соприкасающиеся концы досок необходимо подрезать под определенным углом.

Элементы, выполненные из бруса, плотно стыкуются полученными плоскостями. В месте соединения требуется выполнить сквозное вертикальное отверстие под шпильку или болт. Важно, чтобы диаметр отверстия точно соответствовал диаметру крепежного элемента (12 или 14 мм) или был меньше на 1 мм. В этом случае крепление плотно сидит в древесине и отсутствует люфт, который может создать нагрузку на изгиб.

При установке шпилек или ботов необходимо использовать широкие металлические шайбы, чтобы крепеж со временем не повредил древесину.

Срастить стропильные доски можно внахлест – это дает возможность создать жесткое соединение. Данный способ удлинения достаточно прост: две доски укладываются друг на друга с нахлестом, длина которого должна составлять не менее одного метра. Соединение досок выполняется при помощи гвоздей – крепежные элементы устанавливаются в шахматном порядке.

Крепление элементов внахлест – наиболее простой способ стыковки наращивания стропильных ног. В этом случае не требуется соблюдать точность подрезки элементов. Вместо гвоздей в качестве крепежа могут применяться шпильки с шайбами и гайками.

В качестве удлиненных стропильных ног используются конструкции, выполненные из досок – спаренные и составные.

Спаренные выполняются из двух или более досок, соединенных широкими сторонами, которые сшиваются друг с другом с помощью гвоздей, расположенных в шахматном порядке. Чтобы увеличить длину стропильной ноги, соединенные попарно доски стыкуются внахлест и встык с другой спаренной системой. Это дает возможность создать равнопрочную конструкцию, способную выдержать высокие нагрузки. Удлиненные стропильные ноги из спаренных досок практически не уступают стропилам из цельного бруса и могут применяться для создания накосных стропил для вальмовых и полувальмовых крыш.

При удлинении стропильной ноги важно, чтобы сплачиваемые доски располагались со сдвигом не менее, чем на метр. Соединения должны располагаться в шахматном порядке, чтобы каждый стык был закрыт цельной доской.

Составное стропило изготавливается из трех досок. Основой конструкции являются две доски, имеющие одинаковую длину. Между ними укладывается третья доска, по ширине соответствующая основным. Ее длина должна обеспечить необходимую длину стропильной доски. Свободный промежуток между двумя основными досками заполняется обрезками доски, ширина которых соответствует доске-вкладышу. Вся конструкция прошивается гвоздями. Дополнительная доска должна заходить между основными не менее чем на метр по длине. Она закрепляется гвоздями, расположенными в шахматном порядке.

Надежность составных стропил существенно уступает спаренным конструкциям. Составные системы могут с успехом использоваться для возведения скатных кровель, но их нельзя применять в качестве накосных стропил вальмовых крыш.

Чтобы правильно выполнить монтаж удлиненных балок, необходимо учитывать место расположения стыков нарощенной конструкции. Они должны располагаться недалеко от опоры, что в минимальной степени подвергаться нагрузкам на изгиб. Наращивание стропил – экономически выгодный шаг, так как позволяет применять унифицированные материалы для создания конструкций необходимой длины.

по длине – древесные элементы крепятся друг с другом торцами. Стыковка материала осуществляется при помощи наращивания или сращивания элементов конструкции;
по кромкам — своеобразная стыковка нескольких досок для быстрого роста ширины элемента конструкции;
соединение угловых концевых деревянных элементов, сводимых под разными углами, для формирования большого количества полезных компонентов строительных элементов и частей каркаса для мебели;
угловые срединные соединения – это стыковка двух составляющих, из которых одна часть детали прилегает своим концом к середине другой или же, для формирования в нем щитов, пролегает по его ширине;
ящичные угловые – ящичная вязка широких досок. Деревянные соединения без гвоздей используются в сборке различных видов коробок либо ящиков.