Монтаж нагелей в брусе инструкция

Нагель деревянный для бруса и бревна. Сборка и особенности соединения

В русском деревянном зодчестве закрепилось большое количество иностранных слов. Они так крепко вошли в обиход, что начали менять свое начальное значение. Одним из таких слов является «нагель». Разберемся: «Что такое – нагель?»

Немецкое слово «Nagel» переводится как «гвоздь», что есть это любой гвоздь, не зависимо от материала или формы и размера. Если же гвоздь сделан из дерева, то это будет «Holznagel». Как и лафет, нагель настолько плотно вошел в обиход, что даже в нормативные документы вошло отдельное понятие «нагельные соединения»

Нагельное соединение (ГОСТ Р 56711 – 2015) – это соединение элементов конструкции, выполненное с применением цилиндрических или пластинчатых нагелей из разных материалов, которые плотно устанавливаются в предварительно подготовленные отверстия и работают на сдвиг, который сопровождается изгибом нагеля.

По описанию нагельное соединение очень напоминает соединение дюбелем: также предварительно сверлится отверстие. Но, если дюбель работает в совокупности с другим крепежным элементом: винтом, саморезом, гвоздем, то нагель и есть этот крепежный элемент. Кроме этого нагель работает на сдвиг, поперечное смещение, а дюбель на вырывание.

Нагель может изготавливаться из материалов, обладающих достаточной упругостью: дерево, металл, пластмасса.

Нагель (в строительстве) – механическая связь цилиндрической или пластинчатой формы для восприятия сдвигающих усилий. В деревянном домостроении под нагелем понимают деревянное крепежное изделие разной длины, диаметра и формы. Фактически нагель и шкант – это одно и то же, но, если последний чаще применяется для торцевых соединений (это видно даже из названия «кант» ~ «торец»), то нагель – для плоскостей.

Нагель деревянный

В строительстве домов применялся и рекомендуется применять деревянный нагель, как максимально близкий к материалу стены, а значит и «ведет» себя аналогично. В противовес деревянному нагелю металлические нагеля могут ржаветь, давать конденсат при перепаде температур, что повышает риск распространения гнили в деревянной стене.

Важно понимать. Уважающий себя и, тем более клиента – заказчика, в срубах из бревна и бруса не будет применять металлические нагели. По этой причине в дальнейшем под нагелем в статье будет пониматься только деревянный нагель.

Виды деревянных нагелей

Для изготовления нагелей в промышленных условиях применяются твердые породы деревьев: береза, бук, дуб, лиственница, так как они обладают большей упругостью. Наиболее популярен березовый нагель, потому что он дешевле, но его прочности достаточно, тем более, что суммарная нагрузка на нагели должна рассчитываться и корректироваться количеством и диаметром.

Различаются деревянные нагели и по форме сечения. Наиболее распространены варианты с круглым сечением или цилиндрические нагели. Они достаточно просты в изготовлении, так как легко вытачиваются на станках. Кроме этого для них просто сделать посадочное отверстие.

Помимо цилиндрических нагелей существуют нагели с квадратной, прямоугольной, треугольной, шестигранной формами, которые, это очень важно, имеют свое место применения. Изготовление отверстий такой формы большой глубины сложно, а порой не возможно. Как правило, место их применения в столярном деле, а не деревянном строительстве.

Применение нагелей в деревянном домостроении

Необходимо заметить, что в строительстве домов из массива дерева нагель может применяться в нескольких случаях. Перечислим три основных момента, хотя круг значительно шире.

1. Скрепление венцов бревен и брусьев при строительстве домов и бань по срубовой усадочной технологии.

2. Возможно применение нагелей в безусадочных деревянных технологиях. Чаще это соединения торца с пластью, то есть принцип шканта. Например, нагель имеет место в фахтверке для соединения горизонтальных и вертикальных элементов массивного каркаса, но чаще применяется монолитный шип в одном из элементов.

3. Нагель может применяться в крупных отдельных изделиях. Например, в лестницах, где ступени – плахи также могут крепиться нагелем.

Наибольшее количество споров и обсуждений существует вокруг срубов и усадочной технологии.

Сборка сруба на нагеля

Быть или не быть нагелю в срубе? Вопрос интересный и жаркий! С одной стороны, встречаются столетние и более строения из бревна с применением березового или соснового нагеля, в то же время в других домах аналогичного возраста их нет. С другой стороны, в современной действительности кто-то утверждает, что ставить нагеля обязательно, а кто-то наотрез отрицает ее необходимость.

Интересно, но факт. Статей об установке нагеля в срубе из бревна практически нет. Вся информация «крутится» вокруг бруса. Почему? Для этого необходимо вспомнить особенности соединений, которые применяются с этими материалами, а также специфику самих материалов.

Рубленное бревно

С поверхности снята только кора, да и та, как правило, не полностью (часть луба остается при обработке скобелем). В результате верхние слои самой древесины не повреждены. Если бревно подобрано и уложено в сруб правильно, то риски его кручения вокруг оси минимальны. и возрастают к верху сруба, где его вес меньше.

Межвенцовый паз и чаша, особенно в канадской рубке, препятствуют изгибанию и кручению бревна. Слабыми местами оказываются только места стыковки бревен и выпилы под дверные и оконные проемы, где есть только межвенцовый паз, а обсада еще не установлена. Именно по этой причине проемы раньше или не выпиливали заранее, или сразу ставили обсадную коробку с учетом усушки и усадки сруба. Смещение, при условии, что стена установлена вертикально, практически исключено.

Калиброванное или оцилиндрованное бревно

Бревно производится на станках по двум принципиально разным технологиям. На станках проходного типа бревно движется через роторную головку, в результате чего получается оцилиндрованное бревно с повторением кривизны исходника. На станках позиционного типа вращается само бревно исходник, а на выходе получается ровный цилиндр, у которого заболонь снята неравномерно.

В результате в первом случае уже имеется кривизна, которая при усушке будет только увеличиваться, а во втором будет высокая склонность к деформации из-за разных сил напряжения. В ряде случаев кручение одного единственного бревна способно приподнимать угол и образовывать щель до 1 – 2 см.

Чаша и межвенцовый паз также противодействуют кручению и смещению, но противодействие деформации бревна им существенно больше.

Строганый и нестроганый брус

Самым дешевым вариантом дома из массива дерева является дом нестроганного бруса – это брус сразу после пилорамы. Так как у него спилены округлости бревна, которые, по сути, работают как ребра жесткости, то склонность к деформации на изгибание и кручение у него, как и у любого бруса вообще, значительно выше. Строганый брус отличается только дополнительной обработкой лицевых сторон.

Если дом или баня из такого бруса собираются в чашу, то она частично противодействует кручению, но при большой длине бруса все решает только общий вес, а он меньше, чем в случае с бревном.

Но в подавляющем большинстве случаев дома из такого материала собираются не в чашу, а встык, «в шпонку» или в «коренной шип» (теплый угол). При этих способах кручению бревна противодействуют только верхние ряды, а изгибанию по горизонтали и смещению не препятствует ничто.

Профилированный брус

Описанная выше ситуация характерна и для профилированного бруса, за исключением ситуации с изгибанием. Этот вид деформации находится «под контролем» у профилированных пазов. Но если кручение выведет брус из пазов, то и изгибание будет возможно.

Клееный брус

Сама технология изготовления клееного бруса направлена на то, чтобы исключить процессы деформации бревна, которые характерны для других видов бруса. Ламели предварительно просушиваются в камерах, строгаются, затем склеиваются. Но именно это может оказаться «проблемой» клееного бруса в срубе, так как при влажности меньше 12% он будет стремиться набрать влагу из воздуха. В результате клееный брус может деформироваться еще до укладывания в сруб.

Применение нагеля позволяет компенсировать недостатки строительных материалов, оказывая сопротивление их деформации.

Соединения на нагелях по ГОСТ

ГОСТ 300974-2002 «Соединения угловые деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий. Классификация, конструкция, размеры» обязывает установку деревянных шкантов (нагелей) в угловых и Т-образных соединениях брусьев с коренным шипом и на шпонках. Это соединения, где нет чаши. Нагель при этом ставится в центр углового соединения.

Диаметр нагеля зависит от ширины бруса:

• если ширина меньше 140 мм, то применяется нагель с диаметрами от 20 до 25 мм,
• если ширина равна или больше 140 мм, то используется нагель с диаметром 30 мм.

Диаметр отверстия должен быть равен диаметру нагеля, но с учетом допустимых отклонений:

• для диаметра шканта -0,5 мм
• для диаметра отверстия -+0,5 мм

отверстие может быть на 1 мм больше диаметра нагеля. Длина нагеля не оговаривается.

Влажность нагелей не должна сильно отличаться от влажности древесины стен. Влажность нагеля может быть ниже не более чем на 2-3%, так как при большей влажности отбудет забирать ее из стенового материала, увеличиваться в размерах и заклинивать брус, препятствуя его свободной усадке.

Перечисленные в ГОСТ 300974-2002 требования касаются только угловых соединений, но это не решает проблемы линейных искривлений. Они лишь оговаривают требования, влияющие на целостность конструкции.

В тоже время существует ГОСТ Р 56711-2015 «Соединения нагельного типа для деревянных конструкций. Технические условия» сказано, что для гладких цилиндрических нагелей сверлят отверстия такого же диаметра, как и у нагелей, а в отдельных случаях, для увеличения плотности их посадки, диаметр отверстия выбирают на 0,2-0,5 мм меньше диаметра нагеля. Влажность соединяемых элементов и используемых деревянных нагелей должна соответствовать ожидаемой эксплуатационной с целью исключения высыхания древесины и ослабления соединений.

О сухой древесине нагеля говорится и в СП 64.13330.2017 (замена СНиП II-25-80 Деревянные конструкции). Так в этих правилах сказано, что древесина нагелей должна быть прямослойной, без сучков и пороков, а влажность не должна превышать 12%. Дополнительно нагеля из малостойких к загниванию пород (бук, береза) должны обрабатываться антисептиком.

На первый взгляд возникает противоречие во влажности и диаметре отверстий. На самом деле ГОСТ Р 56711-2015 и СП 64.13330.2017 говорит о жестко соединенных деревянных конструкциях, а ГОСТ 300974-2002 о конструкциях подвижных, в которых происходит усадка.

Установка нагелей

Для срубовых конструкций нет жестких требований по необходимости установки нагелей, однако такая потребность может возникать при применении, в первую очередь, материалов естественной влажности.

Сначала разберем, как правильно установить деревянный нагель-шкант, а затем, где его лучше ставить.

Правила установки нагеля

1. Применяется нагель с влажностью ниже на 2-3% стенового материала.
2. Диаметр нагеля для стенового материала до 140 мм 20 – 25 мм, 140 и более – 30 мм.
3. Отверстие делается сверху по центру строго вертикально, чтобы не препятствовать усадке
4. Диаметр отверстия равен или на 1 мм больше диаметра нагеля (должен входить без видимых затруднений, только цилиндрической формы).
5. Длина нагеля примерно равна 1,5 диаметра бревна или толщины бруса (при установке на один срез, то есть в двух венцах).
6. Глубина сверления на 5 см. больше длины нагеля.
7. При забивании нагель утапливается на 2-3 до 5 см от поверхности бревна.

Для установки может применяться нагель длиной две толщины венца для установки на 2 среза (в трех венцах), но просверлить строго вертикально такое отверстие очень сложно. Такой вариант установки допустим только для опытных плотников и применяется чаще в брусе с высотой 140-150 мм.

Места и шаг установки нагеля

Место и шаг установки нагеля зависит от материала сруба и способа соединения угла.

1. Брус с соединением встык, в шпонку, в коренной шип соединяется нагелем непосредственно в центре углового и Т-образного соединения. Этот случай крепления обязателен!
2. Брус или бревно сращиваемые в чаше фиксируются нагелем в 30 см от стыка. Этот случай в ГОСТ прямо не оговорен, но по принципу он схож с коренным шипом, поэтому крайне желательно нагель установить.
3. Свободные концы оконных и дверных проемов из бруса и бревна, не зафиксированные обсадной коробкой также обязательно скрепить нагелями на расстоянии 15 – 20 см от края проема.
4. Обязательно устанавливать нагеля в межоконных простенках и фронтонах без перерубов.
5. В остальных частях по длине венца нагеля могут устанавливать по желанию. Делается это в шахматном порядке с шагом 1,5 метра с брусе и оцилиндрованном бревне и 2 метра в бревне ручной рубки.

В заключении

Процесс установки нагелей в срубе не сложный, но требующий большой ответственности и аккуратности. С целью экономии эту процедуру можно избежать и нагеля не ставить. Но если Вы берете на себя такую ответственность, то будьте готовы и к возможным последствиям.

Строительные компании, несущие ответственность за свою работу и гарантирующие высокий результат, как правило, установку нагелей включают обязательно в стоимость сруба. По этой причине, при прочих равных, сруб может получаться дороже. Но такие затраты обоснованы.

Вопрос установки нагелей – это ситуация из пословицы «Скупой платит дважды».

Нагель для бруса: предназначение и принцип фиксации бруса, виды и особенности использования

Нагели являются надежным крепежным элементом, который используется при строительстве брусовых домов. С одной стороны, они обеспечивают необходимую жесткость «коробки» здания, а с другой – не препятствуют равномерной усадке. В данной статье мы подробно рассмотрим, что представляют собой нагели для стяжки брусовых венцов, а также ознакомимся со всеми нюансами их монтажа.

Что такое нагели

Предназначение и принцип фиксации бруса

Как известно, древесина представляет собой материал с неоднородной внутренней структурой. По этой причине в процессе высыхания он не только изменяется, но и незначительно деформируется. Степень деформации зависит от расположения волокон, годовых колец и некоторых других факторов.

В результате такой деформации древесина растрескивается, между смежными поверхностями образуются щели и прочие неприятные моменты. В частности, в процессе усадки брусового дома венцы могут смещаться друг относительно друга. Чтобы этого не происходило, как несложно догадаться и применяются нагели.

По сути, эти элементы представляют собой штыри, которые могут иметь круглое или квадратное сечение. В переводе с немецкого слово «нагель» означает гвоздь.

Соединение бруса нагелями осуществляется за счет того, что штырь проходит сквозь верхний венец и заглубляется до середины нижнего. Соответственно, предварительно в брусе выполняется отверстие.

Виды

Рассматриваемые крепления в первую очередь различаются материалом, из которого они выполнены.

Они могут быть:

• металлическими;
• деревянными;
• пластиковыми.

Кроме того, как уже было сказано выше, крепления могут различаться сечением. Классическим вариантом являются деревянные цилиндрические штыри. Цена крепежей всех типов примерно одинаковая.

Следует отметить, что специалисты рекомендуют использовать деревянные штыри. Нередко неквалифицированные строительные бригады вместо специальных крепежей используют подручные материалы, такие как обрезки стальных труб, арматуры и пр. Однако, неправильное применение крепежей может вызвать повреждение бруса.

Обратите внимание!
Начинающие строители зачастую интересуются на форумах у специалистов как лучше монтировать брус – на нагеля или гвозди ?
Ответ однозначный, так как использовать можно только нагеля.
Если закрепить венцы гвоздями, то в процессе усадки брус будет на них зависать.

Схема расположения креплений в брусовой стене

Особенности использования

Расположение в стене

Установка нагелей в брусе регламентирована СНиП 2.01.07-85.

Ниже приведем основные правила их монтажа:

• расстояние между крепежами должно составлять 1,5-2 м;
• отверстие должны быть на 1-1,5 мм больше диаметра самого штыря. Это необходимо для того, чтобы исключить его заклинивание в процессе усадки дома;
• крепежи должны располагать на угла стен, а также в местах соединения наружных стен с внутренними;
• располагать крепления в стене следует в шахматном порядке, по принципу кладки;
• один штырь может фиксировать одновременно 2 или 3 венца;
• отступ от чаш соединения должен составлять 250-300 мм.

Учитывая эта параметры, не составит труда посчитать количество нагелей, которые понадобятся для строительства дома.

Размеры

Крепления следует подбирать в зависимости от сечения деревянного бруса. Штырь должен быть в полтора или два с половиной раза (для фиксации трех венцов) длинней высоты сечения.

К примеру, длина нагеля для бруса 150х150 мм должна составлять 225 или 375 мм. Следует отметить, что размеры креплений играют важную роль, так как от них зависит жесткость конструкции.

Сборка стены

Сборка дома из бруса на нагеля осуществляется в такой последовательности:

• после укладки второго венца, следует нанести на него разметку, указав точки расположения отверстий, с учетом изложенных выше правил. Причем располагаться они должны строго по центру бруса, поэтому предварительно можно обозначить ось, на которой следует нанести точки;
• затем выполняется разметка нижнего венца – отмечается центр бруса горизонтальной линией, которая делит его на две части. От этой линии нужно отступить вниз на 1 см и провести еще одну горизонтальную линию. С помощью нее следует измерить глубину, на которую нужно заглублять сверло;
• теперь нужно высверлить отверстия – для этого применяется дрель для сверления бруса под нагели со специальным сверлом. Она обязательно должна иметь две ручки, что позволит выполнять вертикальные отверстия, надежно удерживая электроинструмент. В процессе высверливания необходимо фиксировать венцы, чтобы не произошло их смещения относительно друг друга;

• затем в отверстия своими руками забиваются нагели при помощи деревянной или резиновой киянки. Штыри должны заходить довольно плотно, но без чрезмерных усилий. Штырь желательно утопить на несколько миллиметров. При этом под штырем останется пустое пространство, которое необходимо для компенсации усадки;
• далее на верхний брус укладывается джутовый утеплитель, после чего монтируется следующий венец. Дальнейший монтаж выполняется по такой же схеме, но крепежи смещаются в сторону на метр (половину шага).

Совет!
Желательно, чтобы штыри имели примерно такую же влажность, как и брус, который они фиксируют.

Вот собственно, и вся инструкция по креплению венцов при помощи нагелей.

Вывод

Нагели являются важным элементом брусовых деревянных строений. Поэтому необходим грамотный подход к их выбору и монтажу. Любые отклонения от вышеизложенных норм могут привести к тому, что стены в процессе усадки перекосятся, при этом в них появятся щели и трещины.

Ознакомиться с дополнительной информацией по озвученной теме можно из видео в этой статье.

Нагель для бруса: предназначение и принцип фиксации бруса, виды и особенности использования

Нагели являются надежным крепежным элементом, который используется при строительстве брусовых домов. С одной стороны, они обеспечивают необходимую жесткость «коробки» здания, а с другой – не препятствуют равномерной усадке. В данной статье мы подробно рассмотрим, что представляют собой нагели для стяжки брусовых венцов, а также ознакомимся со всеми нюансами их монтажа.

Что такое нагели

Предназначение и принцип фиксации бруса

Как известно, древесина представляет собой материал с неоднородной внутренней структурой. По этой причине в процессе высыхания он не только изменяется, но и незначительно деформируется. Степень деформации зависит от расположения волокон, годовых колец и некоторых других факторов.

В результате такой деформации древесина растрескивается, между смежными поверхностями образуются щели и прочие неприятные моменты. В частности, в процессе усадки брусового дома венцы могут смещаться друг относительно друга. Чтобы этого не происходило, как несложно догадаться и применяются нагели.

По сути, эти элементы представляют собой штыри, которые могут иметь круглое или квадратное сечение. В переводе с немецкого слово «нагель» означает гвоздь.

Соединение бруса нагелями осуществляется за счет того, что штырь проходит сквозь верхний венец и заглубляется до середины нижнего. Соответственно, предварительно в брусе выполняется отверстие.

На фото – прямоугольный нагель

Рассматриваемые крепления в первую очередь различаются материалом, из которого они выполнены.

Кроме того, как уже было сказано выше, крепления могут различаться сечением. Классическим вариантом являются деревянные цилиндрические штыри. Цена крепежей всех типов примерно одинаковая.

Следует отметить, что специалисты рекомендуют использовать деревянные штыри. Нередко неквалифицированные строительные бригады вместо специальных крепежей используют подручные материалы, такие как обрезки стальных труб, арматуры и пр. Однако, неправильное применение крепежей может вызвать повреждение бруса.

Обратите внимание!
Начинающие строители зачастую интересуются на форумах у специалистов как лучше монтировать брус – на нагеля или гвозди ?
Ответ однозначный, так как использовать можно только нагеля.
Если закрепить венцы гвоздями, то в процессе усадки брус будет на них зависать.

Схема расположения креплений в брусовой стене

Особенности использования

Расположение в стене

Установка нагелей в брусе регламентирована СНиП 2.01.07-85.

Ниже приведем основные правила их монтажа:

• расстояние между крепежами должно составлять 1,5-2 м;
• отверстие должны быть на 1-1,5 мм больше диаметра самого штыря. Это необходимо для того, чтобы исключить его заклинивание в процессе усадки дома;
• крепежи должны располагать на угла стен, а также в местах соединения наружных стен с внутренними;
• располагать крепления в стене следует в шахматном порядке, по принципу кладки;
• один штырь может фиксировать одновременно 2 или 3 венца;
• отступ от чаш соединения должен составлять 250-300 мм.

Учитывая эта параметры, не составит труда посчитать количество нагелей, которые понадобятся для строительства дома.

Нагели разных размеров

Размеры

Крепления следует подбирать в зависимости от сечения деревянного бруса. Штырь должен быть в полтора или два с половиной раза (для фиксации трех венцов) длинней высоты сечения.

К примеру, длина нагеля для бруса 150х150 мм должна составлять 225 или 375 мм. Следует отметить, что размеры креплений играют важную роль, так как от них зависит жесткость конструкции.

Высверливание отверстия специальным сверлом

Сборка стены

Сборка дома из бруса на нагеля осуществляется в такой последовательности:

• после укладки второго венца, следует нанести на него разметку, указав точки расположения отверстий, с учетом изложенных выше правил . Причем располагаться они должны строго по центру бруса, поэтому предварительно можно обозначить ось, на которой следует нанести точки;
• затем выполняется разметка нижнего венца – отмечается центр бруса горизонтальной линией, которая делит его на две части . От этой линии нужно отступить вниз на 1 см и провести еще одну горизонтальную линию. С помощью нее следует измерить глубину, на которую нужно заглублять сверло;
• теперь нужно высверлить отверстия – для этого применяется дрель для сверления бруса под нагели со специальным сверлом . Она обязательно должна иметь две ручки, что позволит выполнять вертикальные отверстия, надежно удерживая электроинструмент. В процессе высверливания необходимо фиксировать венцы, чтобы не произошло их смещения относительно друг друга;

Забивание нагеля в брус

• затем в отверстия своими руками забиваются нагели при помощи деревянной или резиновой киянки . Штыри должны заходить довольно плотно, но без чрезмерных усилий. Штырь желательно утопить на несколько миллиметров. При этом под штырем останется пустое пространство, которое необходимо для компенсации усадки;
• далее на верхний брус укладывается джутовый утеплитель, после чего монтируется следующий венец . Дальнейший монтаж выполняется по такой же схеме, но крепежи смещаются в сторону на метр (половину шага).

Совет!
Желательно, чтобы штыри имели примерно такую же влажность, как и брус, который они фиксируют.

Вот собственно, и вся инструкция по креплению венцов при помощи нагелей.

Вывод

Нагели являются важным элементом брусовых деревянных строений. Поэтому необходим грамотный подход к их выбору и монтажу. Любые отклонения от вышеизложенных норм могут привести к тому, что стены в процессе усадки перекосятся, при этом в них появятся щели и трещины.

Ознакомиться с дополнительной информацией по озвученной теме можно из видео в этой статье.

Источник

Нагеля для бруса: пошаговая инструкция изготовления

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:

1. 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.
2. 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:

1. 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;
2. 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;
3. 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:

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

Но есть и недостатки:

1. Сложность монтажа. Абсолютное вертикальное расположение, идеальный подбор диаметра, подразумевает наличие приличных навыков строительства;
2. Серьезные требования качества. Наличие сучков или неоднородность материала могут привести к плачевным последствиям;
3. 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:

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

Источник

Под нагелем в строительной терминологии понимают округлые стержни или бруски, предназначенные для скрепления строительных деталей путем установки в специально подготовленные отверстия. Основное назначение нагельных соединений – противодействие сдвигающим силам за счет упругости тела нагеля.

Деревянный нагель для бруса называют шкантом или деревянным гвоздем, нагельные (шкантовые) соединения используют при возведении срубов жилых домов, бань и хозяйственных построек, применяют при монтаже различных деревянных конструкций. Технология имеет многовековую историю, подобные крепления обнаружены в постройках XVI века на территории современной Австрии и при раскопках в Великом Новгороде.

Преимущества и недостатки нагельных соединений

Достоинства применения деревянных нагельных соединений проверены веками, к ним относят:

• Шканты для бруса устойчивы к деформациям, сохраняют упругость в течение длительного времени, выдерживают значительные нагрузки на изгиб;
• Крепления парируют негативные последствия от усадки, устраняют причины образования трещин, щелей и зазоров между венцами;
• Брус и нагели одинаково реагируют на окружающую влажность и климатические изменения, что позволяет избежать деформации стен;
• Применение деревянных креплений позволяет построить дом без использования строительной техники и специального инструмента.

К недостаткам относят: дополнительные трудозатраты за счет необходимости сверления установочных отверстий, при подборе материала и проведении работ необходимо соблюдать определенные правила.

Разновидности деревянных нагелей

Шканты для бруса могут иметь круглое, квадратное или прямоугольное сечение. Вырезать в теле бруса посадочное гнездо квадратной формы затруднительно, по этой причине в домашних условиях крепления любой формы устанавливают в круглые отверстия, диаметр зависит от размера шканта и должен обеспечивать установку «в натяг». Каждый вид креплений имеет свои преимущества и недостатки:

1. Нагели круглого сечения (цилиндрические) обеспечивают максимальную площадь соприкосновения со стенками посадочных отверстий, способны выдержать значительные нагрузки, применяются для усиления внешних стен и углов сруба. Установка таких креплений «в натяг» требует значительных усилий. Шканты для бруса округлой формы трудно изготовить в домашних условиях, для этого необходимо иметь токарный станок;
2. Шканты для бруса квадратного сечение используют при возведении легких построек и при кладке внутренних перегородок. При установке «в натяг» вся нагрузка приходится на острые края, которые равномерно сминаются и увеличивают площадь соприкосновения, забить такой шкант гораздо легче. Изготовить крепление квадратной формы можно из обрезка доски своими руками с использованием доступного инструмента;
3. Плоский шкант прямоугольного сечения является облегченным вариантом квадратного шканта, используется при установке дверных и оконных проемов, монтаже легких и декоративных конструкций.

Согласно ГОСТ Р 56711-2015В, нагели цилиндрической формы являются основным крепежным элементом для сплачивания и сращивания цельного и клееного пиломатериала.

Замечание мастера: до настоящего времени нет единой позиции в вопросе о том, какие нагели лучше использовать при кладке сруба, некоторые мастера отдают предпочтение нагелям с квадратным сечением. Такое крепление обеспечивает более свободный ход бруса относительно ребер шканта и предотвращает развитие негативных процессов при усадке.

Требования к материалу

Нагельные соединения подвергаются значительным нагрузкам на срез, изгиб и кручение. По этой причине шканты округлой формы изготавливаются из прочной древесины – это может быть дуб, лиственница и береза. Для заготовок выбирают высокосортную древесину естественной влажности, без сучков с ровными и неповрежденными волокнами. Поверхность готовых креплений подвергается шлифовке с использованием абразива.

При выборе материала необходимо учитывать следующие рекомендации:

• Для брусьев из сосны или ели лучше использовать березовые шканты;
• При строительстве из бруса лиственницы, крепления могут быть из этого же материала;
• Для клееного и LVL-бруса используют дуб камерной сушки.

Шканты для бруса квадратного и плоского сечения можно изготовить из специально отобранного качественного пиломатериала, используемого при строительстве.

Размеры нагелей и диаметр отверстий

Рекомендации по выбору размеров нагельных соединений изложены в нормативных документах по строительному проектированию (СНиП), в их числе: диаметр сечения круглых нагелей должен составлять не более 1/6 от ширины бруса, длина в 1.5 раза превышать высоту бруса. Диаметр посадочных отверстий делают на 0.5-1.0 мм меньше диаметра шканта.

Несложно посчитать, что при строительстве из бруса180х180 надо использовать шканты диаметром 30 мм, длиной более 270 мм, диаметр отверстий для установки креплений – 31 мм. Специализированные магазины предлагают нагели следующих типоразмеров: цилиндрическийс диаметром от 15 до 30 мм, квадратный со стороной от 20 до 25 мм, длина заготовок – до 1100 мм.

Как изготовить шкант своими руками

Полный комплект нагелей для постройки дома целесообразно купить, если не хватит несколько штук, шканты можно изготовить самостоятельно. Если в домашнем хозяйстве нет токарного станка, можно использовать черенок от лопаты. Диаметр черенка составляет 39-40 мм – это для нагеля много, лишнее необходимо снять с помощью топора и рубанка. С посадочного края снимается фаска под конус высотой 7-10 мм, поверхность зачищается от неровностей с помощью шлифовальной шкурки. Прямоугольные шканты для бруса нарезают из обрезков доски с помощью циркулярной пилы или электролобзика, с посадочной стороны края ребер спиливаются под углом 45-60 градусов, поверхность подвергается чистовой обработке (шлифовке).

Технология крепления

Для установки нагеля потребуется выполнить ряд операций в следующей последовательности: произвести разметку, просверлить посадочное отверстие, установить крепление в подготовленное отверстие.

Расчеты и разметка

Требования к нагельным соединениям определены СНиП 2.01.07-85, при установке шкантов должны соблюдаться следующие правила:

• Креплению подлежат венцы сруба, углы и места примыкания внутренних стен;
• Посадочные места располагают по всему периметру сруба на расстояние 1.5-2.0 м;
• Каждый брус должен быть скреплен с нижним и верхним рядом отдельным нагелем;
• В каждом венце посадочное отверстие сдвигается на 0.5 м, повторение конфигурации допускается через 2-3 ряда;
• Отверстия высверливаются по центру бруса, глубиной на 15-20 мм превышающей длину нагелей.

Сверление

Для сверления посадочных отверстий диаметром более 12 мм используют низкооборотистые дрели  мощностью не менее 1200 Вт с двумя рукоятками. Сверло должно отвечать следующим требованиям: на 30-35 мм превышать длину установочных штырей и обеспечивать отвод стружки. Лучшим решением будет использование фрезерных сверл по дереву. Определиться с диаметром сверла и нагеля необходимо на этапе проектирования, в запасе надо иметь 7-8 сверл.

Отверстие высверливаться сразу в двух венцах, для предотвращения сдвига, верхний и нижний брус должны быть надежно зафиксированы, для этого можно использовать строительные скобы.

Установка

Шканты устанавливаются в посадочные отверстия с натягом, для этого надо приложить значительное усилие, чем глубже стержень входит в отверстие, тем большее усилие надо прикладывать. Опасность заключается в том, что при забивании в брус шкант может треснуть, а верхняя часть размочалиться. Уменьшить трение можно мыльным раствором, использовать для этих целей парафин или технические смазки нельзя.

Под рукой надо иметь деревянную или резиновую киянку, тяжелый и легкий молоток. Удары наносятся строго вертикально, при пользовании металлическим инструментом, необходимо использовать защитную прокладку из обрезка тонкой доски или многослойной фанеры. Если в процессе установки в стержне образовалась трещина, его надо высверлить и повторить операцию.

Разница между деревянными и металлическими гвоздями

На различных строительных форумах часто задают вопрос: можно ли деревянный нагель для бруса заменить металлическими гвоздям или стержнями. Несмотря на то, что с металлическими гвоздями работать легче, такая замена недопустима по следующим причинам:

• Основное назначение нагельных соединений – сопротивление сдвигающим силам за счет упругости, металлический гвоздь массового производства такими свойствами не обладают;
• Металлический крепеж образует жесткую сцепку деревянных деталей, такое скрепление препятствует процессам усадки и может привести к перекосу стен, способствует образованию щелей и трещин;
• При забивании, гвозди разрывают древесные волокна, образуются глубокие внутренние трещины, в совокупности с металлом это способствует образованию мостиков холода.

Заключение

Технические требования к соединениям нагельного типа для деревянных конструкций определены в ГОСТ Р 56711-2015, согласно ГОСТ, нагели могут изготавливаться из металла, древесины и пластмасс. Деревянные нагельные соединения применяются в индивидуальном строительстве, металл и пластик используют в промышленном каркасном домостроении.