Способы крепления деревянных конструкций: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности уголков, метизов, пластин, металлических элементов, цена, фото

Шиповое соединение (шип-паз)

Самым простым и одним из самых надежных является соединение шип-паз. Оно широко применяется в столярном деле. Подобным способом собирают в единое целое деревянные детали оконных рам, изготавливают самые различные детали корпусной мебели, листы фанеры. Суть данного способа состоит в том, что на торце одной соединяемой детали делают шип, который вставляется в паз другой детали и фиксируется в нем.

Для работы удобно использовать специальный ламельный фрезер, за неимением такового можно обойтись простым ручным инструментом. Понадобится:

ручная обушковая пила с мелким зубом;
электрическая или ручная дрель;
несколько стамесок разной ширины;
наждачная бумага;
измерительный инструмент, угольник и карандаш.

Сначала размечают заготовки. Параметры шипа и паза зависят от параметров деревянных деталей и конфигурации изделия, тем не менее стоит учитывать несколько общих рекомендаций.

Параметры паза также должны соответствовать этим критериям

В любом случае важно следить за тем, чтобы размеры шипа и паза совпадали. Детали должны соединяться легко, без нажима, но не выпадать под собственным весом. Не должно быть люфтов, щелей и перекоса

Не должно быть люфтов, щелей и перекоса.

Первым вырезают паз, такая последовательность вызвана тем, что шип гораздо проще подгонять под паз, чем наоборот. С помощью пилы делают пропилы, лишнюю древесину удаляют с помощью дрели, дно паза и стенки выравнивают стамесками.

Далее делают шип. Брусок зажимают в тиски и ручной ножовкой удаляют лишнюю древесину. До требуемых размеров шип доводят с помощью стамесок и шлифовальной шкурки.

В большинстве случаев для фиксации деталей достаточно одного лишь столярного клея, обеспечить максимум прочности помогут шурупы или гвозди.

Недостатки

Нанимая, строительную организацию для строительства следует согласовать с бригадиром или другим руководящим лицом способ изготовления углов. Убедившись, что рабочая бригада будет применять при строительстве бани или дома теплый угол им можно доверять.

У бруса, как основного материала для малобюджетных строений, есть два основных недостатка. Материал существенно проигрывает бревну по прочности в замках и креплениях и долговечности угловых стыков. Но есть и преимущества, например, за счет использования спрятанных замковых соединений можно собрать коробку дома из брусового материала, которая будет выглядеть, как монолит, без единой выступающей детали в угловых секторах.

Приведенный ниже вариант является усовершенствованным вариантом стыковки углов «в торец». Разница лишь в том, что вместо дорогостоящих металлических шпилек для углового соединения бруса применяются дешевые шпонки из дуба или лиственницы.

Совет! Для сборки сруба из профилированного бруса на углы покупают несколько дубовых досок, нарезают заготовки, высушивают их до 10-12% влажности и обрабатывают протравителем.

Крепление на основе шпоночной вставки требует определенных затрат на подготовку закладных элементов, точной нарезки и подгонки пазов. Кроме того, углы на шпонках считаются достаточно холодными, так как смежные поверхности двух венцов хоть и стыкуются по непрямой линии, но глубина закладки недостаточно велика, чтобы полностью остановить утечку тепла через шов.

Поэтому в ситуациях, когда к срубу из профилированного бруса предъявляют более высокие требования по энергосбережению при минимальном усложнении способа соединения, используют врезку типа «шип-паз».

Для этого нужно разметить поверхность под вырезку зуба глубиной 50х50 мм по всей высоте венца и такой же размерности паз. После подгонки деталей на гранях зуба снимают фаску, а в пазовую полость закладывают утеплитель. Для выполнения соединения задвинуть брус с зубом в паз и подбить до полной осадки стыка. Иногда для фиксации соединения на углах устанавливают дополнительную круглую шпонку или нагель.

В большинстве случаев использование стыка с шип-паз остается недостаточно эффективным с точки зрения теплоизоляции, ломаная линия контакта получается достаточно короткой, а в процессе усадки щели только увеличиваются.

Для того чтобы ликвидировать потери тепла, соединение в угловых зонах коробки должно выполняться косым или скользящим. В качестве простейшего варианта «теплого» замка можно использовать стык с косым шипом, схема.

Технология изготовления такого соединения для угла практически ничем не отличается от предыдущего варианта.

Клин в углу может располагаться и в горизонтальной плоскости, это замок «в лапу».

Еще более жестким и плотным получается крепление «ласточкин хвост».

Как скрепить брус между собой

Кроме углов и продольной стыковки, венцы приходится соединять между собой и в вертикальном направлении. После укладки двух рядов бруса обязательно устанавливают дополнительное крепление в виде шкантов или нагелей.

Для стяжки венцов лучше всего использовать деревянные стержни квадратного сечения с размером грани 18 мм и длиной 250 мм. Для установки предварительно сверлят отверстия 25 мм. Глубина сверловки равна полторы высоты бруса. То есть один нагель полностью пробивает верхний брус и половину нижнего. Шканты забивают в шахматном порядке так, чтобы вертикальная линия крепежа не совпадала с соединениями на нижних рядах. Нагелями крепят обязательно в углах, на оконных и дверных проемах.

Соединение «гнездо-шип»

Наиболее часто используемый способ соединения деревянных деталей. Такое сочленение прочное, жесткое и выглядит максимально аккуратно. Чтобы выполнить такое соединение, нужно иметь некие навыки и опыт, а также быть внимательным. Неправильно выполненное соединение «гнездо-шип» непрочное и выглядит некрасиво.

Суть его следующая. В конце одной заготовки высверливается или выдалбливается паз, а в конце другой — шип. Лучше, когда элементы имеют одинаковую ширину. Если толщина разная, то шип проделывают в тонкой детали, а паз, соответственно, в толстой.

Последовательность шипового соединения:

Используя рейсмус, прочертить две параллельные друг другу риски сбоку одной заготовки. Расстояние должно быть по ширине будущего шипа. Для его ровности следует сделать разметку с двух сторон.
Наиболее оптимальный инструмент для выполнения шипов — ножовка, имеющая узкое полотно и мелкие зубья, или лучковая пила. В процессе работы зубья инструмента должны проходить по внутренней кромке разметочной линии. Для удобства деталь лучше зажать в тисках. Лучше всего шип изготовить чуть больше требуемого размера. Тогда в случае необходимости можно убрать лишнее. А вот если шип окажется короче, то весь процесс потребуется повторить заново.
Используя долото или стамеску, во второй детали делают гнездо (паз). Естественно, размеры паза должны соответствовать размерам шипа. Лучше всего перед тем, как приступить к долблению, по всему периметру паза просверлить отверстия. Края аккуратно обрабатываются стамеской.

Если соединение деревянных деталей выполнено правильно, то поверхности кромок шипов прилегают плотно к стенкам гнезда. Это дает хорошее сцепление при склеивании. Чтобы посадка шипов была более тугой, их размеры должны быть на 0,2-0,3 мм больше размеров гнезда. При превышении этой величины может произойти раскол тетивы, при допуске меньше крепление потеряет свою прочность в процессе эксплуатации.

Кроме того, такое соединение предполагает еще склеивание и крепление шурупами, гвоздями или деревянными нагелями. Для упрощения работы перед ввинчиванием шурупов следует просверлить отверстия. Головки шурупов скрывают в потай (выполненный с помощью зенковки). Направляющее отверстие должно быть равно 2/3 диаметра винта и быть меньше на 6 мм (приблизительно) его длины.

Угловые соединения бруса.

По видам конструктивных способов стен дома из бруса угловые соединения подразделяют:

угловые соединения брусабез остатка»;
угловые соединения бруса «с остатком».

При первом способе наружные углы стен дома получаются ровными, при втором — концы брусьев выступают за плоскость стены. Углы «с остатком» менее продуваемые, но увеличивают материалоемкость стены.

Угловые соединения бруса «без остатка».

Самым распространённым способом углового соединения стен дома из брусаявляется соединение вполдерева. Для усиления прочности крепленияможно также использовать вставную деревянную шпонку. Деревянная шпонка представляет собой брусок, вставляемый в брусья. Шпонки делают из твёрдых пород деревьев: дуб, бук или из металла. Установка шпонок позволяет предотвратить движение стыков соединяемых брусьев.

Угловые соединения бруса обвязочного ряда стен дома из бруса можно делать в полдерева с обязательным креплением углов нагелями. Для усиления прочности крепленияможно также использовать вставную деревянную шпонку. Деревянная шпонка представляет собой брусок, вставляемый в брусья. Шпонки делают из твёрдых пород деревьев: дуб, бук или из металла.

Все угловые соединения бруса необходимо укрепить деревянными нагелями диаметром:

для бруса шириной до 140 мм — (20-25) мм;
для бруса шириной равной и более 140 мм — 30 мм.

Нагель устанавливают в центр углового соединения. Отверстие под нагель должно быть равным диаметру нагеля.

Все последующие венцы стягивают между собой по вертикали металлическими или цилиндрическими деревянными нагелями длиной не менее 60 мм и диаметром 25 — 30 мм. Стяжку брусьев можно делать также гвоздями сечением 6 × 250-300 мм или гладкой арматурой, которые за счет гладкой поверхности позволяют двигаться брусьям при усадке.

Отверстия под нагели сверлят после установки бруса на утеплитель. Нагель способен жёстко соединить несколько венцов сразу. Функция нагеля предотвращение смещения брусьев стены в поперечном направлении, кроме того нагели необходимы для того, чтобы избежать скручивания брусьев Обычно деревянные нагели изготавливают из древесины твердолиственных пород: дуба, ясеня, бука и реже березы.

Обычно деревянные нагели изготавливают из древесины твердолиственных пород: дуба, ясеня, бука и реже березы. Влажность древесины нагеля должна быть на 2-3% ниже влажности древесины бруса.

Нагели обычно располагают с шагом 1-1,5м в шахматном порядке.

Как правило, нагелями скрепляют три венца.В первом ряду нагель заглубляютна 2/3 высоты бруса, во втором ряду нагель проходит насквозь и в третьем ряду нагель не должен доходить до верха бруса на 20-40 мм.

Достаточно простые по исполнению угловые соединения бруса «коренной шип — паз». В одном брусе делается паз, в другом выпиливается шип. Брусья потом плотно стыкуют между собой.Угловые соединения бруса «коренной шип — паз» надежны и не продуваются ветром, поэтому их называют «тёплый угол». Для уменьшения потерь тепла в паз кладут межвенцовый утеплитель. Угловые соединения бруса «коренной шип — паз» должно быть плотным, тогда потери тепла будут минимальными. Для прочности конструкции ряды брусьев чередуются шипами и пазами, брусья скрепляют деревянными нагелями.

Угловые соединения бруса «с остатком».

Самые распространенные угловые соединения бруса «с остатком»:

двухсторонний замочный паз;
четырехсторонний замочный паз.

При выполнении двухстороннего замочного паза сверху и снизу бруса выпиливаются пазы. Глубина паза должна быть примерно равна 1/4 от высоты бруса

Качественное Соединение надёжное, но при его выполнении необходима осторожность, чтобыне допустить трещины или сколы при пропиле паза и установке бруса

При выполнении четырехстороннего замочного паза выпиливают паз со всех сторонбруса. Этот способ углового соединения бруса позволят достичь большой прочности сруба. Пропилы со всех сторон упрощают возведение сруба

Соединение углов таким способом очень увеличивает надежность, но, как и в предыдущем случае необходима осторожность для получения качественного углового соединения

Торцевое соединение досок

Есть еще одно определение такого соединения — наращивание. Оно характеризуется тем, что все детали скрепляются между собой в торцевой части, при этом увеличивается длина целой детали. В зависимости от типа крепления такие торцевые соединения могут выдержать большие нагрузки при сжатии, растяжении и изгибе. Обычная целая доска здесь во многом уступает доске, полученной при наращивании.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся сжатию может иметь различную конструкцию. Основная особенность этого соединения состоит в том, что каждый брусок обладает и накладкой, и пазом, которые чаще всего делаются равными и по толщине и по длине. Вы можете сделать наращивание с прямой накладкой вполдерева, а можете сделать торцевое соединение с косой накладкой.

Наращивание, сопротивляющееся сжатию, с прямой накладкой вполдерева

Наращивание, сопротивляющееся сжатию, с косой накладкой

Если вы не уверены в прочности будущего соединения, то можете дополнительно усложнить его шипами или различным стыком. Естественно, это соединение требует дополнительного клеевого крепления или крепления при помощи гвоздей и шурупов.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся растяжению в основе своей конструкции содержит накладку в замок. Прежде всего вам необходимо расчертить накладку. Затем на одной детали сделать паз, а на другой — выступ. Именно этот замок и позволит обеим половинам избежать разъединения.

Так же, как и соединение, сопротивляющееся сжатию, этот тип соединения может иметь прямую накладку и косую накладку.

Наращивание, сопротивляющееся растяжению, с прямой накладкой

Наращивание, сопротивляющееся растяжению, с косой накладкой

В качестве дополнительного крепления здесь можно использовать клей, гвозди или шурупы.

Торцевое соединение, препятствующее изгибу, в своей основе использует накладку либо с косым стыком, либо накладку со ступенчатым стыком.

Наращивание, сопротивляющееся изгибу, с косым стыком

Наращивание, сопротивляющееся изгибу, со ступенчатым стыком

Особенностью первого типа соединения, где используется косой стык, является то, что торцевые стороны обеих деталей срезаются под острым углом. При этом при выпиливании торцов вы должны с точностью до нанометра соблюдать угол среза.

Второй тип соединения характеризуется тем, что на торцевых сторонах деталей есть небольшие пазы и шипы.

Оба перечисленные типы соединений обязательно должны иметь прямую поверхность накладок. Накладки с косой поверхностью используются достаточно редко, хотя они не уступают по прочности прямым. Для дополнительного крепления здесь в одинаковой степени могут использоваться клей, шурупы или гвозди.

Дополнительное крепление больших брусьев, использующихся при строительстве домов, может быть металлическим или деревянным. В качестве деревянных креплений используются шипы как выдолбленные, так и вставные.

Металлические крепления могут быть в виде хомутов или обмотки толстой проволокой. Нередко встречается крепление болтами.

Тщательно планируйте последовательность сборки

Вы аккуратно выпилили все детали, добились плотности во всех соединениях и теперь готовы заняться сборкой. Но прежде чем открыть флакон с клеем, обязательно проведите пробную сухую сборку (без клея). Собирая изделие, определите, в каком порядке лучше соединять детали, сколько струбцин потребуется для плотного сжатия всех соединений и как лучше разместить струбцины, чтобы не было перекосов.

Сборку больших и сложных проектов лучше разделить на несколько простых этапов, вместо того чтобы суетиться, пытаясь склеить все детали за один раз. Например, делая шкафчик с филенчатыми боковинами, сначала соберите рамы с филенками, а затем приступайте к основной сборке. Такой подход дает вам больше времени для проверки всех соединений и требует меньше струбцин. Другой способ выиграть время — использовать клей с увеличенным временем схватывания. Например, обычный желтый клей Titebond заставляет провести всю сборку за 15 минут, а разновидность Titebond Extend позволяет выравнивать склейку в течение 25 минут.

При установке струбцин убедитесь, что их давление приходится на середину соединения. Неправильно установленная струбцина может деформировать детали так, что между ними образуется зазор. Иногда, несмотря на все старания, соединения не получаются аккуратными. Случайно соскользнувший инструмент, невнимательность или незамеченные опилки около упора приводят к тому, что соединение оказывается неплотным или в нем появляется заметный зазор.

Собирайте шкафчик поэтапно, склеив сначала небольшие боковые филенчатые рамы. Тогда вы сможете уделить больше внимания каждому соединению. Затем приступайте к сборке корпуса

Потайные детали «Еж»

Стальные шайбы имеют внутреннюю резьбу под наклоном. В древесине через шайбы просверливают сквозные отверстия. С обратной стороны также устанавливают шайбу. В канал ввинчивают шпильку, которая стягивает дерево.

В узлах соединений устанавливается несколько шпилек сразу. В массиве древесины стержни занимают перекрещивающееся положение. Этим создается прочное скрытое крепление деревянных конструкций. Крепление также осуществляется длинными саморезами, которые в массиве древесины располагаются под углом (обычно 45°). Этим способом пользуются при возведении деревянной кровли.

Окончательная подгонка гарантирует успех

Вне зависимости от того, сколько соединений требуется изготовить на станке, после каждого изменения настроек всегда делайте пробные проходы и образцы соединений, используя обрезки. Регулировку следует продолжать до достижения плотной сборки пробного соединения и только после этого приступить к обработке деталей проекта. Но несмотря на все ваши старания, порой можно обнаружить несовершенство в соединениях. Опилки на пильном столе или незаметное коробление ранее остроганной заготовки могут испортить работу и сделать сборку невозможной. Если деталь слишком толстая или широкая, не поддавайтесь искушению подогнать размер с помощью станков. Точную подгонку лучше доверить ручным инструментам.

Маленький зензубель. С его помощью удается быстрее всего снять слой толщиной от 0,5 мм и более с широкого шипа или гребня. Зензубель с малым углом наклона железки особенно эффективен при работе поперек волокон. Выступающая сбоку режущая кромка позволяет обрабатывать внутренний угол вплотную к плечику шипа.
Рашпиль или напильник. Плоский рашпиль, с крупной насечкой быстро удаляет материал, но оставляет более грубую поверхность, чем рубанок. Плоский напильник работает медленнее, но им хорошо выглаживать поверхность.
Наждачная бумага. Если вам требуется снять совсем немного материала с шипа или другой широкой поверхности, наклейте кусок наждачной бумаги зернистостью 100 единиц на подходящий обрезок доски или пробковый брусок. Используйте самоклеящуюся наждачную бумагу или наклейте обычную с помощью аэрозольного клея или двухстороннего скотча. Такой способ позволяет обработать только одну плоскость, не затронув смежные, как это бывает, если просто обернуть брусок наждачной бумагой.
Стамеска. Различной ширины клинки позволят удалить материал из любых труднодоступных мест. При зачистке плоской поверхности держите стамеску фаской вверх, прижимая ее плоскую переднюю грань к древесине.

Применяя рашпиль, стамеску или любой другой инструмент для удаления материала, не спешите и регулярно проверяйте результат, соединяя детали.

Соединения врубкой / врезкой

Соединением врубкой, врезкой или в паз называют угловые или срединные соединения, когда торец одной детали крепится к пласт и другой детали. Оно основано на стыковом соединении с вырезом под торец, сделанном в пласти. Используется в рамных (каркасы домов) или ящичных (шкафы) соединениях.

Типы соединений врубкой / врезкой

Основными типами соединений врубкой являются тавровая врубка в потемок/полупотемок (часто этот термин заменяется термином «впотай/вполупотай»), которая выглядит как стыковое соединение, но прочнее, угловая врубка (угловое соединение) в четверть и угловая врубка в потемок/ полупотемок. Угловая врубка в фальц и угловая врубка в фальц с потемком/полупотемком делаются так же, но фальц делается глубже — выбирается две трети материала.

Выполнение врубки

1. Разметьте паз на лицевой пласти материала. Расстояние между двумя линиями равняется толщине второй детали. Продолжите линии на обе кромки.

2. Рейсмусом разметьте глубину паза между линиями разметки на кромках. Глубину обычно делают от одной четверти до одной трети толщины детали. Пометьте отходную часть материала.

3. С-образной струбциной надежно закрепите деталь. Пропилите заплечики с отходной стороны линий разметки на нужную глубину. Если паз широкий, сделайте дополнительные пропилы в отходе, чтобы упростить выборку материала стамеской.

Пилите вппотную к линии разметки со стороны отхода, делая промежуточные пропилы при широком пазе.

4. Работая стамеской с обеих сторон, удалите лишний материал и проверьте ровность дна. Для выравнивания дна можно использовать грунтубель.

Стамеской удалите отход, работая с обеих сторон, и выровняйте дно паза.

5. Проверьте пригонку, если деталь вставляется слишком туго, возможно, придется ее подстрогать. Проверьте перпендикулярность.

6. Соединение врубкой можно укрепить одним из следующих способов или их сочетанием:

склеивание и зажим до схватывания клея;
привинчивание шурупами через пласть наружной детали;
прибивание гвоздями под углом через пласть наружной детали;
прибивание гвоздями наискось через угол.

Соединение врубкой достаточно прочное

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.

Достоинства

У продукции имеется множество преимуществ:

Столярная плита ясень

долгий срок службы;
простота обработки;
безопасность для экологии;
устойчивость к повреждениям.

Продукция выигрывает в качестве у древесно-стружечных плит. Но главное их преимущество кроется в безопасности для здоровья человека. Это обусловлено незначительным присутствием в их составе формальдегида. ДСП менее безопасны из-за высокого уровня вещества в них.

Столярные плитки являются универсальным материалом, который применяется для создания гнутых изделий крупных размеров. В процессе эксплуатации продукция не рассыхается, не деформируется и не коробится. При использовании она не нуждается в дополнительном шпонировании.

Уступает по многим параметрам продукции МДФ плита. Она гораздо больше по весу и не имеет той прочности, которая присуща столярным изделиям.

Крепежные элементы для соединения деревянных конструкций