Крепление бруса на шканты

Содержание

Дома из натурального дерева сейчас снова обрели популярность. Но древесина – это далеко не однородный материал, поэтому в процессе усадки происходит небольшая деформация, разные части дома принимают окончательный вид неравномерно.

Отсюда вытекает проблема крепления бруса между собой, которое обеспечит надежность, с одной стороны, и равномерную усадку с другой. Решение было найдено очень давно – нагели. Элемент отличается по размеру, форме сечения (круг или квадрат), материалу изготовления.

Виды нагелей

Разновидностей крепежного элемента много, но условно их делят на группы по материалу и форме. Рассмотрим этот вопрос подробней.

Материал изготовления

Активно используются два вида:

Деревянный. Большинство специалистов настоятельно рекомендуют использовать именно деревянный шип при возведении конструкций из дерева. Приводятся главные преимущества при выборе такого крепежа:
Равномерное высыхание. Брус и нагель должны быть приблизительно одной влажности. Это позволит пройти процессу усадки практически без видимых изменений;
Не подвержен действию перепадов температур. Дерево практически не меняет линейные размеры при различных температурах, поэтому крепежный элемент будет всегда на своем месте;
Отсутствует ржавчина. Металл со временем ржавеет, что приводит к гниению соприкасающихся с ним деревянных поверхностей;
Отсутствует конденсат. На стали при резком изменении температуры образовывается влага, которая совсем ни к чему внутри несущей стены.
Шкант срастается со стеной. Через определенное время дом станет монолитным, деревянные поверхности спаиваются.
Металлический. Этот вариант также относится к бюджетному способу крепления, часто используются отходы (трубы, арматура). Хотя специалисты отдают предпочтение предыдущему способу, у металлического нагеля есть свои преимущества:
Верхние слои древесины защищены от кручения;
Долговечность конструкции.

Форма

Также выделяют несколько основных форм:

Округлое сечение. С учетом того, что отверстия под крепление в бревне выполняются сверлом, то круглый нагель обеспечит максимальную площадь соприкосновения, гарантируя надежность и долговечность конструкции;
Квадрат. Сделать такой элемент проще, стоит он также дешевле. Но на этом положительные стороны заканчиваются. При входе в отверстие края шипа деформируются, а общая площадь контакта остается минимальной. Строить таким образом дом опасно;
Узкий прямоугольник. Наиболее простой в изготовлении вариант. Берется доска определенной толщины, распускается на прямоугольники. Единственное преимущество – очень небольшая толщина. Подходит для узкого бруса, но монтаж крайне затруднен.

Изготавливаем нагель своими руками

Этот вид крепежа продается в магазинах, но без особого труда можно сделать его и дома. Деревянный элемент изготавливается следующим образом:

берутся обрезки досок, из которых нарезаются брусья размером 25 на 25 сантиметров;
изготавливаются колья, длинной 1,5 толщины строительного бруса, диаметром 2,5 сантиметра;
топором срезаются углы, для придания округлой формы.

Но необходимо принимать во внимание следующее:

древесина для крепежа должна быть тверже бруса. Сейчас для этих целей чаще всего используется береза;
нагель не должен значительно отличаться влажностью от основного элемента конструкции;
категорически запрещено использовать шкант с сучком.

Проводим расчеты

В зависимости от выбранной технологии крепления, можно с достаточной точностью определить количество нагелей, вычислить их правильные характеристики.

Определяемся с размерами

Существует много научных трудов, которые помогут определиться с диаметром шканта. Но в профессиональной среде плотников-строителей уже сформировались определенные правила:

для бруса толщиной 20 сантиметров и менее используется нагель диаметром 25 миллиметров;
более толстый брус крепится шипом размером 3 сантиметра;
брус толще 0,2 метра можно крепить шкантом 2,5 см, но при условии уменьшения шага до метра.

Считаем количество

Даже небольшая баня потребует довольно большого количества шипов, которые необходимо приобрести или сделать, что может занять много времени. Поэтому количество крепежных элементов лучше знать заранее.

Существуют правила крепления:

первый шкант вставляется на расстоянии от 20 до 70 сантиметров до угла;
шаг составляет от полутора до 2 метров;
скрепляются два соседних по высоте бревна обязательно.

Зная эти хитрости, высоту строения, диаметр бруса, можно с легкостью вычислить количество необходимых для строительства нагелей.

Технология крепления

Сверление

Используется мощная дрель, если необходимо делать отверстия непосредственно на строительной площадке либо станок, если брус подготавливается заранее.

Второй способ распространен на западе и позволяет собрать конструкцию практически любого дома за несколько дней. Но требуется внимательность, точный чертеж, профессионализм.

Диаметр сверла и толщина шканта должны совпадать, а для верхних ярусов бруса отверстие должно быть даже на миллиметр два больше. Так избавляются от провисания несущей конструкции из-за небольшой вертикальной нагрузки. Отверстие делается на 2 сантиметра длиннее необходимого, чтобы шип мог спокойно ходить во время усадки.

Забивание

Обычно используется кувалда весом несколько килограмм. Нагель вгоняется внутрь ниже кромки бруса до конца отверстия, для этого используются насадки (обычно из латуни).

Правильное расположение

Идеальным считается вариант, когда нагели расположены в шахматном порядке. Но строго вертикальное направление по параллельным линиям также допускается и на прочность влияет не существенно.

Рекомендуется зазор до начала проема не менее тридцати сантиметров. Расстояние крепежа до угла не должно превышать 70 сантиметров. Шаг может варьироваться от метра до 3, в зависимости от материала, из которого сделан брус (твердые сорта требуют меньший шаг).

Преимущества и недостатки

Как и любой другой крепежный элемент, нагель обладает рядом положительных сторон, а также пассивом из недостатков.

Преимущества:

Шип придает надежное сцепление, предотвращает провисание венца;
Обеспечивает долговременную надежность при нагрузках на изгиб, чем не могут похвастаться гвозди и болты;
Способствует равномерной усадке дома. Крепежный элемент свободно ходит по вертикальной плоскости, предотвращая горизонтальные деформации;
Деревянное изделие не подвергается образованию влаги и коррозии, исключая процесс гниения;
Предельная дешевизна. Даже покупка готовых нагелей не слишком ударит по карману, позволяя минимизировать бюджет.

Но есть и недостатки:

Сложность монтажа. Абсолютное вертикальное расположение, идеальный подбор диаметра, подразумевает наличие приличных навыков строительства;
Серьезные требования качества. Наличие сучков или неоднородность материала могут привести к плачевным последствиям;
Чрезмерное приложение силы при забивании часто приводит к трещинам в брусе. После чего его необходимо менять.

Блиц-советы

Существует набор хитростей при монтаже, позволяющих построить дом своей мечты, который прослужит долгие годы:

Шахматный порядок. Условие не обязательное, но настоятельно рекомендованное плотниками всех мастей;
Во избежание провисания, необходимо пользоваться деревянными нагелями округлой формы. Квадратные изделия в основном продвигаются производителями, так как они проще в изготовлении;
При забивании можно и нужно снижать трение. Для этого достаточно использовать мыльный раствор;
Рекомендуется использовать крепеж из березы. Это гарантирует надежность конструкции, придает определенный шарм, при этом не увеличивает себестоимость строительства;
Сходная влажность между шипом и брусом – принципиальное условие долговечности конструкции. На это нужно обращать пристальное внимание;
Не стесняйтесь использовать дополнительные элементы крепления. Наука не стоит на месте, современные приспособления могут значительно облегчить задачу.

Возведение сооружений из древесины подразумевает обязательное использование особых крепежных фрагментов. Подобные элементы ориентированы на то, чтобы конструкция получилась качественной, надежной, монолитной, максимально прочной.

Что такое шкант?

Неотъемлемой частью сооружения являются нагели, или шканты. Именно качеством данной детали определяется надежность всей конструкции. Можно с легкостью изготовить шканты для бруса даже своими руками. Процедура не представляет собой чего-то особенно сложного. Главное – следовать выбранной методике.

О чём пойдет речь:

Что представляют собой деревянные нагели?

Для начала стоит разобраться с тем, что такое непосредственно сам нагель. Деталь представляет собой миниатюрный фрагмент, выполненный с целью укрепления стен сруба, созданного из бруса. При этом именно диаметр шкантов для бруса выступает в роли одной из самых ключевых характеристик.

Шкант для лестницы

Назначение нагелей может быть различным. Например, деревянные шканты ориентированы на фиксацию бревенчатых сооружений. Деталь позволяет затормозить самые разные негативные последствия, которые неизменно сопровождают функционирование сооружений из древесины. Это может быть:

Такие своеобразные штыри, установленные грамотно и правильно, сделают здание стабильным. Брусья конструкции будут размещены так, что они останутся в неизменном виде и через пару месяцев, и через несколько десятилетий.

Шипы для фиксирования бруса: какие выбрать и для чего?

Самыми востребованными являются шканты, созданные из твердых сортов древесины. Максимально прочными вариантами выступают шипы из дуба либо березы. Их не представляется возможным деформировать, согнуть, сломать. Однако существует одно условие. Они должны быть правильно зафиксированы. Какова их форма и размеры? Оптимальное решение – детали округлых контуров. Их длина не должна превышать 25 мм. Деревянные нагели обязаны быть гладкими, ровными не только в точке монтажа, а по всей поверхности. Именно такие гвозди гарантируют максимально долгий срок службы.

Установка шкантов в брус – это обязательное правило для брусовых и бревенчатых конструкций. Шипы из березы являются самым распространенным вариантом. Такие нагели не могут стать аналогом саморезов или примитивных гвоздей. Если их использовать, то гарантировать устойчивость и надежность сооружения невозможно. Также стоит отказаться от применения арматуры. Металлические версии могут привести к ряду негативных последствий, что объясняется непосредственным взаимодействием материалов с разными параметрами теплопроводности. К чему может привести использование нагелей из металла? Это может быть:

образование конденсата;
покрытие поверхности шипов ржавчиной;
загнивание всего слоя древесины.

Нюансы создания шкантов

Как сделать шканты для бруса? На самом деле это простая процедура. Ее несложно осуществить своими руками. Для этого потребуется использовать поленья определенной длины. Заготовки (оптимально из березы) необходимо расколоть на множество мелких фрагментов. Целесообразно делать их в форме квадратов. Затем потребуется их обтесать. Выполняется это вручную. Рекомендуется придавать заготовкам округлую форму нужного диаметра.

Владельцам токарного станка сделать нагели очень просто. С его использованием элементы создаются оперативно и аккуратно. Если нет деревянных поленьев, всегда можно пустить в ход черенки от лопат, которые уже вышли из оборота. Чтобы придать им необходимые размеры и форму, потребуется просто их порезать. Круглые детали легко создаются и посредством циркулярной пилы.

Тонкости крепления нагелей из древесины

Как происходит крепление бруса шкантами? Его тоже можно выполнить своими руками, без использования услуг профессионалов. Порядок работ предельно прост. Использование шипов из дерева для начала потребует отыскать середину используемой плоскости. В данной точке необходимо сделать соответствующую разметку. Именно здесь в дальнейшем будет создано отверстие.

Теперь нужно сверлить углубление, используя дрель. Именно в него потом будет нужно крепить шканты. Вот почему очень важно грамотно подобрать диаметр сверла. Его размеры должны быть идентичны таким же параметрам шипа. Что касается глубины, это – 1,5 бруса. Вопрос, какие шканты для бруса 150х150, оказывается совсем несложным. На видео можно увидеть, как выполняется эта процедура.

При этом сама по себе отпадает задача: чем сверлить брус под шканты. Безусловно, оптимальный вариант – это современная дрель. Намного важнее следить за правильностью обработки отверстия. Угол входа зависит от положения сверла. Оно должно быть строго перпендикулярно самому основанию. Грамотность выполнения данного шага позволит в дальнейшем избежать проблем с монтажом фрагментов. Также стоит помнить, что если шкант будет в брусе расположен чрезвычайно свободно, это лишит конструкцию всех преимуществ такого рода крепежей. Также стоит избегать чрезмерной плотности. Длина нагеля не должна быть и больше установленных размеров. Выступание детали над поверхностью приводит к проблемам в процессе неизбежной усадки конструкции.

Некоторые секреты процедуры

Шкант из дерева, как и металлические версии, ориентирован на соединение 2 бревен или брусов. Именно поэтому существует несколько секретов, как грамотно их крепить. Профессиональная сборка бруса на шканты подразумевает:

соблюдение шахматного чередования, учитывающего периметр сооружения;
оптимальное расстояние между ними в пределах от 1000 до 1500 мм;
грамотное совмещение проемов и чаш примерно в 300 мм;
совпадение степени влажности нагелей с данным параметром самой основы.

На фото видно, как произвести монтаж без ошибок самостоятельно. Те отверстия, которые нужно было предварительно сверлить дрелью, теперь заполняются кнопками-кернами. Именно они необходимы для выполнения разметки на брусе. Если такого специального фрагмента под рукой нет, можно сделать заточку в формате карандаша. Ее диаметр должен соответствовать заготовленному отверстию. Их следует крепить непосредственно в центр основания.

Следующий шаг – укладывание пары досок на идеально ровную и гладкую поверхность. При этом детали необходимо едва прижимать друг к другу. Однако большинство строителей интересует вопрос, как забивать шканты в брус. Шип необходимо максимально плотно поставить в паз. Между брусом и шкантом не должно быть скосов и прочих дефектов. При этом сверлить больше ничего не потребуется. Нагель и так с легкостью выполнит свою работу.

С этой целью можно использовать разметочный рейсмус. Когда шипы будут установлены, нужно обработать фрагменты досок клеем. Это позволит соединить заготовки, которые нужно крепко зажать в процессе, а затем высушить.

При возведении строений очень большое значение имеет их правильное крепление и фиксация отдельных элементов. Шканты для бруса относятся к тому виду изделий, которые не видны снаружи, но оказывают большое влияние на надежность и долговечность строения, поэтому следует разобраться с тем, какие изделия подойдут вам лучше всего и как правильно их применять.

На фото: шкант – важный элемент любого сруба, будь то брус или бревно

Основные требования к данному типу крепления

Рассматриваемые нами элементы по-другому называются нагели, поэтому если встретите этот термин ниже, то имейте в виду, что это одно и то же. Что касается изделий подобного рода, то их использование производится только с соблюдением нескольких важных условий:

Материал изготовления	Многие специалисты в качестве идеальной породы дерева рекомендуют использовать березу, но найти этот вариант получается далеко не всегда, поэтому зачастую используется та же древесина, из которой возводится строение, тем более, что чаще всего в процессе работы образуются отходы, которые можно использовать для изготовления шкантов
Влажность элементов	Она должна совпадать с влажностью основного материала, это обусловлено тем, что при разности показателей высыхание будет происходить неравномерно, что чревато деформацией и возникновением проблем в будущем. С этой точки зрения использовать отходы используемого материала – разумное решение, так как в этом случае влажность точно совпадает
Соответствие отверстия шканту	Это требование обозначает, что слишком свободное расположение нагелей так же нежелательно, как и слишком плотное. Дело в том, что после строительства сруб дает усадку, поэтому элементы будут двигаться вниз, а в случаях высокой влажности материал будет увеличиваться в объеме и конструкция приподнимется, шкант должен служить направляющей, предотвращающей деформацию, но не препятствующей движению бруса
Правильность расположения элементов	Помните одно простое правило: нагель должен быть углублен примерно на 2 сантиметра относительно верхнего бруса, это предотвратит ситуацию, когда при увеличении объема крепеж приподнимает элементы, расположенные выше

Важно! Не стоит слушать советчиков, утверждающих, что чем плотнее будет забит шкант, тем лучше будет держаться конструкция, такой вариант не даст двигаться срубу, что приведет к увеличению стыков и усиленному образованию трещин на поверхности.

Для углубления крепежа используйте проставку такого же диаметра

Описание рабочего процесса

Рассмотрим основные правила проведения работ, они довольно просты, поэтому справиться с ними может практически любой человек, самое главное – делать все аккуратно и использовать качественные материалы и инструмент.

Изготовление нагелей

Конечно, можно купить готовые элементы, но их цена достаточно высока, да и процесс изготовления своими руками не представляет больших сложностей.

Работа производится следующим образом:

При изготовлении шкантов не важна аккуратность и привлекательность, важна точность и соответствие элементов отверстиям

Для начала вам нужно подобрать метод изготовления, если у вас есть хотя бы простейший токарный станок, то можно делать круглые варианты, не отличающиеся от готовых, которые продают в торговой сети. Если оборудования нет, то можно обойтись и прямоугольными элементами, особой разницы все равно не будет;
Длина заготовок должна составлять 2,3 толщины бруса. Это обусловлено тем, что правильное расположение предполагает вариант, при котором каждый крепежный элемент проходит через три бруса, причем в верхнем и нижнем венце он должен располагаться примерно на 2/3 их толщины. Как отмечалось выше, шкант должен утапливаться как минимум на 20 мм, чтобы при движении конструкции не происходило деформаций;

Эта схема наглядно показывает все основные правила фиксации венцов, этот вариант используют уже более двух столетий профессиональные плотники

Совет! Можно упростить работу по изготовлению путем приобретения бруска нужного размера, его стоимость невелика, зато вам будет достаточно просто немного скруглить углы — и крепеж будет готов.

Можно не резать элементы сразу, а делать это в процессе работы, все зависит от того, какой вариант предпочтительнее для вас.

Крепление бруса

Важно правильно провести работы, так как от этого зависит, насколько надежно будет зафиксирована конструкция, перечень мероприятий следующий:

Для начала нужно подобрать качественную дрель для шкантов для бруса . Очень часто используются слишком слабые варианты, поэтому случаи, когда при сверлении сгорает электроинструмент, нередки. Лучше всего подходят малооборотистые модификации с трехступенчатым редуктором мощностью 1300 и более Ватт, они хорошо справляются с работой, так как предназначены для высоких нагрузок;

Выбирайте модификации с ручкой сверху, вам будет гораздо удобнее проводить работы по сверлению бруса

Что касается сверла, то подбирается винтовой вариант нужной длины, лучше не экономить и приобрести изделие известного бренда, так как дешевые аналоги обычно не отличаются прочностью и могут выйти из строя чуть ли ни не на первом отверстии . Длина зависит от того, какой толщины у вас брус, а диаметр варьируется в зависимости от ширины стен, чаще всего используются изделия от 20 до 30 мм;

Сверла диаметром 30 мм – одни из самых востребованных

Сверление производится начиная с третьего ряда, при этом очень важно соблюдать вертикальное положение оборудования при работе, ведь шкант будет служить направляющей, и если он будет расположен под наклоном, то поверхность может искривиться со временем. Работу следует поручать физически крепкому человеку, так как сверло иногда заедает и может провернуть инструмент, что небезопасно при работе на высоте;

При работе нужно очень крепко держать дрель

Помните простое правило – отверстие должно быть на 1-2 мм больше размера шканта, это обеспечит его достаточно плотное расположение, при этом крепление не будет препятствовать усадке конструкции. То есть при диаметре сверла в 30 мм, нагель должен быть 28-29 мм;
Отступ от края бруса должен быть не менее 300 мм, расстояние между точками крепления составляет от полутора до двух метров . Иногда можно увеличивать количество шкантов, располагая их в местах, которые могут деформироваться;
Забивание нагелей производится с помощью тяжелого молотка или кувалды весом 2-3 кг, чтобы утопить элементы, заранее запаситесь проставкой.

Как видите, инструкция по проведению работ не отличается сложностью, важно иметь под рукой надежный инструмент и использовать крепеж нужного размера.

Вывод

Использование шкантов обязательно для деревянных построек. С их помощью строение не только укрепляется, но и получает направляющие для правильной усадки конструкции. Видео в этой статье расскажет о некоторых рассмотренных выше моментах более подробно.