Узлы соединения деревянных конструкций: Узлы, соединения и крепеж при строительстве деревянных конструкций

ГОСТ 33082-2014 Конструкции деревянные. Методы определения несущей способности узловых соединений (Переиздание), ГОСТ от 26 ноября 2014 года №33082-2014

ГОСТ 33082-2014

ОКС 91.080.20

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко), отделением ОАО «НИЦ «Строительство»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2014 г. N 1935-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33082-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.


Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на деревянные конструкции, воспринимающие при эксплуатации статические нагрузки, и устанавливает общие требования к методам кратковременных испытаний узловых соединений элементов конструкций (далее — соединения) с различными свойствами деформирования под нагрузкой, в том числе соединений для сплачивания (по высоте сечения) и сращивания (по длине), при определении их несущей способности.

1.2 Положения настоящего стандарта учитывают требования, содержащиеся в [1].

1.3 Регламентированные настоящим стандартом испытания могут быть применены как для типовых, так и для новых проектных решений соединений при их экспериментальной проверке, а также для контрольных испытаний узлов ответственных конструкций с целью проверки правильности расчетных предпосылок, технологичности узлов и качества их изготовления.

1.4 Требования настоящего стандарта также могут быть использованы для обоснования технических требований к соединениям или при решении спорных и конфликтных ситуаций.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 577 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 3749 Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 16588 (ИСО 4470-81) Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности

ГОСТ 20850 Конструкции деревянные клееные несущие. Общие технические условия

ГОСТ 33080 Конструкции деревянные. Классы прочности конструкционных пиломатериалов и методы их определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте приведены термины и определения по ГОСТ 20850, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 соединение деревянной конструкции: Часть конструкции, соединяющая ее элементы и выполняющая определенные несущие функции.

3.2 несущая способность соединения: Предельные величины усилия (нагрузки) и деформаций, при которых не происходят разрушение или недопустимые деформации соединения.

3.3 эксплуатационная несущая способность соединения: Несущая способность с учетом величины и продолжительности действия эксплуатационных нагрузок.

3.4 деформирование узлового соединения: Зависимость взаимного смещения соединяемых элементов соединения от величины нагрузки.

3.5 нагельное узловое соединение: Соединение элементов узла с помощью нагелей из различных материалов цилиндрической или другой формы, устанавливаемых в сверленые или фрезерованные гнезда или вдавливаемых в древесину.

3.6 упругая деформация соединения: Величина взаимного смещения элементов соединения, линейно зависящая от нагрузки.

3.7 остаточная деформация соединения: Сохранившаяся величина взаимного смещения элементов соединения при одном или нескольких циклах нагружения после полного снятия нагрузки на соединение.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены сокращения, приведенные в таблице 4.1.

Таблица 4.1 — Сокращения

Обозначение в национальных и межгосударственных стандартах	Обозначение в европейских региональных стандартах	Наименование
Нагрузки ()
		Нагрузка, соответствующая заданному времени нагружения
		Нагрузка, соответствующая пределу упругой работы соединения
		Нагрузка, достигнутая на определенной ступени нагружения
		Разрушающая нагрузка при испытании соединения
Деформации ()
		Величина деформации соединения, соответствующая пределу упругой его работы
		Величина полной деформации за цикл нагружения
	—	Величина остаточной деформации
		Величина упругой деформации
	—	Величина разности полных деформаций
Время ()
		Время нагружения на определенной ступени
	—	Продолжительность нагружения одной ступени
	—	Продолжительность действия нагрузки на одной ступени
	—	Общая продолжительность испытаний
Несущая способность ()
		Проектная несущая способность соединения
	—	Несущая способность соединения по результатам испытаний
	—	Несущая способность при пластическом виде разрушения соединения
	—	Несущая способность при хрупком виде разрушения соединения
Коэффициенты ()
		Коэффициент безопасности, учитывающий ограниченное количество испытанных образцов соединения
		Коэффициент безопасности, учитывающий время испытания соединения
	—	Коэффициент безопасности, учитывающий пластический характер разрушения соединения
	—	Коэффициент безопасности, учитывающий хрупкий характер разрушения соединения
	—	Коэффициент изменчивости (вариации) данных испытаний выборки образцов
Прочие
		Количество испытанных образцов соединений
	—	Величина, равная значению 17,1 в точке условного пересечения прямой длительной прочности древесины оси абсцисс

5 Общие требования к узловым соединениям и образцам для испытаний

5.1 Группы соединений деревянных конструкций

5.1.1 Соединения деревянных конструкций по виду зависимости упругой деформации от прилагаемой нагрузки в диапазоне расчетной несущей способности подразделяют на две группы:

— I — соединения с линейной зависимостью упругой деформации от нагрузки;

— II — соединения с нелинейной зависимостью упругой деформации от нагрузки.

5.1.2 К группе I относят соединения: клеевые различных видов, в том числе на вклеенных металлических стержнях; на врубках; на деревянных цилиндрических и пластинчатых нагелях; на различных шпонках и вкладышах и т.п.

5.1.3 К группе II относят соединения: на металлических и пластмассовых нагелях в сверленые и фрезерованные гнезда; на гвоздях, шурупах и ввинчиваемых стержнях; на зубчатых металлических пластинах (МЗП), шайбах, кольцах и др., вдавливаемых в древесину.

5.1.4 Узлы деревянных конструкций подразделяются на узлы с соединениями I группы, II группы и смешанные, в которых присутствуют соединения и I, и II групп.

5.2 Виды разрушений соединений

5.2.1 Разрушения соединений подразделяют на два вида: пластическое и хрупкое.

Если разрушение соединения при нагружении за пределом упругой работы происходит с развитием нелинейных деформаций и их непрерывным ростом без изменения величины нагрузки, то разрушение относят к пластическому виду, а с незначительным ростом деформаций и резким падением нагрузки — к хрупкому виду.

5.2.2 К пластическому виду разрушения следует относить разрушения от сжатия, смятия вдоль или поперек волокон в зоне соединительных элементов, происходящие, как правило, в нагельных и других вдавливаемых соединениях.

К хрупкому виду разрушения относят разрушение от скалывания вдоль волокон или под углом к волокнам, от раскалывания с отрывом поперек волокон и др.

5.2.3 В процессе испытаний разрушение может произойти как по узловому соединению, так и по древесине за пределами узлового соединения.

5.3 Требования к образцам соединений для испытаний и схемам приложения нагрузки

5.3.1 Для испытаний преимущественно используют образцы соединений натурных размеров. Для контрольных испытаний преимущественно следует использовать образцы в виде фрагментов узлов с проектными размерами. Допускается использовать для образцов физическое моделирование.

5.3.2 Деревянные элементы образцов соединений изготавливают из древесины с заданным классом прочности по ГОСТ 33080 при влажности древесины 12% по ГОСТ 16588, для чего перед испытаниями они должны быть высушены и выдержаны в помещении при влажности воздуха (65±5)% и температуре (20±2)°С.

Элементы соединений должны быть изготовлены по требованиям, указанным в рабочих чертежах на конструкции. Силы трения на боковых поверхностях соединяемых элементов образцов должны быть устранены путем создания зазоров, равных значению возможной усушки древесины в процессе эксплуатации.

5.3.3 Изготовление образцов соединений должно быть осуществлено с учетом принятых схем испытаний, основные виды которых в зависимости от типов соединений приведены на рисунке 1.

5.3.4 При выборе схемы и проведении испытаний особое внимание должно быть уделено передаче усилия на образец: при схеме испытаний на сжатие в опорных участках следует использовать стальные опорные подкладки, призмы или шаровые элементы для исключения смятия древесины и обеспечения приложения силы в фиксированные точки; при схеме испытаний на растяжение должно быть исключено проскальзывание образца в захватах испытательной машины путем использования клиновидных захватов, а также вставок или приспособлений, компенсирующих обжатие древесины до 10% по толщине.

5.3.5 После изготовления образцы перед испытаниями должны быть паспортизованы с детальной фиксацией размеров и схемы испытаний, описанием свойств древесины (влажность, плотность, характеристика годичных колец и др.) и пороков (сучки, трещины и др.).

На каждый образец должна быть нанесена маркировка, указывающая номер и характеристику образца.

5.3.6 Число испытуемых образцов устанавливают в зависимости от целей конкретных испытаний.

При первичных испытаниях новых типов соединений и установлении их реальной несущей способности должно быть испытано не менее трех образцов.

При испытании типовых соединений с целью установления нормативных или расчетных показателей прочности и деформаций их число должно быть не менее 30 шт. для возможности проведения достоверной статистической обработки результатов испытаний.

Для контрольных испытаний допускается использовать 1 образец.

а — на сжатие нагельного соединения; б — на растяжение нагельного соединения; в, г — на сжатие гвоздевого соединения под углом к волокнам; д — на растяжение стыка на зубчатых пластинах;

1 — коротыши; 2 — поперечные соединительные планки; 3 — нагели; 4 — гвозди; 5 — зубчатые пластины

Рисунок 1 — Схемы образцов соединений и приложения нагрузки

6 Аппаратура, приборы, инструмент для проведения испытаний

6.1 Для проведения испытаний необходимы следующие оборудование и инструмент:

— испытательная машина либо испытательный стенд, имеющие погрешность измерения нагрузки не более 1%;

— датчики или автоматизированная система измерения и записи деформаций соединения, или индикаторы часового типа по ГОСТ 577, позволяющие проводить замеры деформаций с точностью не менее 0,01 мм;

— влагомер для определения влажности древесины образцов погрешностью не более ±2%;

— весы с пределом измерения до 1 кг и точностью ±1 г;

— секундомер с точностью замера не более 1 с;

— приборы для измерения температуры и влажности воздуха;

— штангенциркуль по ГОСТ 166 погрешностью измерения не более 0,1 мм;

— измерительная линейка точностью измерения до 1 мм;

— поверочный угольник 90° по ГОСТ 3749.

6.2. Все используемые оборудование и инструмент должны быть поверены в соответствующих метрологических центрах.

7 Порядок проведения испытаний

7.1 Испытания соединений проводят возрастающей нагрузкой с доведением образцов до разрушения. Нагрузку прикладывают непрерывно или ступенями.

Новые типы соединений или их конструктивные решения должны быть испытаны ступенчатой нагрузкой с периодической разгрузкой для подтверждения их принадлежности к группе I или II на основе измерений упругой и остаточной деформаций за цикл.

Узлы с соединениями I группы могут быть испытаны по упрощенному режиму непрерывного нагружения с постоянной скоростью без разгрузки.

Узлы с соединениями II группы и смешанного типа испытывают ступенчатым нагружением через равные ступени возрастания нагрузки с измерением полных деформаций и их разности на каждой ступени для определения предела упругой работы соединения.

7.2 При ступенчатом приложении нагрузки величину ступени назначают 0,08-0,10 ожидаемой величины разрушающего усилия , значение которого определяют пробными испытаниями до разрушения идентичных образцов соединений или расчетом.

7.3 Приложение нагрузки на образец непрерывно или равными ступенями проводят с постоянной скоростью нагружения в пределах от 2 до 10 мм/мин.

В процессе нагружения фиксируют значения нагрузок и текущее время испытаний.

Типовые диаграммы и обозначения фиксируемых величин при непрерывном и ступенчатом нагружениях — в соответствии с приложением А.

7.4 Приборы для измерения осевых деформаций соединения (датчики, индикаторы) должны быть установлены симметрично с обеих сторон образца.

7.5 В процессе испытаний непрерывно возрастающей нагрузкой (рисунок А.1.1а) в журнале испытаний (см. Б.2 приложения Б) следует фиксировать: значения величины нагрузки на каждой ступени и соответствующую ей величину полной деформации (рисунок А.2.1), а также общую продолжительность испытаний до момента разрушения образца при автоматизированной записи деформаций.

При ручной записи деформаций по показаниям индикаторов следует дополнительно фиксировать время , затраченное на съем показаний приборов (рисунок А.1.1б).

7.6 В процессе испытаний ступенчатой нагрузкой с разгрузкой (рисунок А.1.2) в журнале испытаний (Б.2 приложения Б) следует фиксировать: значения величины нагрузки на каждой ступени , величины замера деформаций: полной и остаточной за цикл; а также продолжительность времени возрастания нагрузки на каждой ступени и общую продолжительность испытаний до момента разрушения образца.

7.7 Кроме фиксации вышеуказанных отсчетов в процессе испытаний проводят наблюдения (с записью в журнале) за различными изменениями в образце (появление треска, трещин, смятия, перекосов и др.).

После разрушения образцов описывают характер разрушения соединения.

Процесс испытаний и характер разрушения следует также фиксировать путем фотосъемки для приложения фотографий к отчету об испытаниях.

7.8 При проведении испытаний по обоим режимам разрушающую нагрузку определяют с погрешностью не более 1%. Величина разрушающей нагрузки не должна быть в начальном диапазоне менее 10% предельного значения измерительной шкалы испытательной машины.

8 Обработка результатов испытаний

8.1 Определение деформаций соединений

8.1.1 По записанным в журнале испытаний показаниям приборов вычисляют:

— полные деформации и их разности при испытаниях с непрерывным нагружением;

— остаточные за цикл и упругие деформации при испытаниях с периодической разгрузкой.

По этим данным строят диаграммы зависимостей деформаций (А.2 приложения А) и определяют предел упругой работы соединений соответственно для соединений, испытанных непрерывно возрастающей нагрузкой, из построенной диаграммы зависимости разностей полных деформаций от нагрузки , а для соединений, испытанных ступенчатой нагрузкой с разгрузкой на каждой ступени, — из построенной диаграммы зависимости остаточных деформаций за цикл от упругой деформации .

8.1.2 По установленной на диаграмме точке отклонения изменения деформаций от линейной зависимости находят предел упругой работы соединений с величиной нагрузки , учитываемый при оценке несущей способности соединений группы II.

8.1.3 При испытаниях нескольких однотипных образцов соединений диаграмма зависимости деформаций должна быть построена по средним измеренным значениям нагрузок и деформаций образцов.

8.2 Оценка несущей способности соединений по результатам испытаний

8.2.1 Оценку несущей способности соединений проводят на основании сопоставления фактической несущей способности , полученной при испытаниях, с расчетной несущей способностью , установленной при проектировании соединения.

8.2.2 Фактическую несущую способность в зависимости от вида разрушения соединения и продолжительности испытаний согласно [1] определяют по формулам:

а) для пластического разрушения

, (1)

где — максимальная разрушающая нагрузка, кН;

— коэффициент надежности при пластическом разрушении, определяемый по формуле

, (2)

где — время, приведенное к неизменному действию нагрузки, с, определяемое по формуле

, (3)

где — время доведения нагрузки до разрушающей, с (см. А.1 и А.2 приложения А).

При испытаниях с периодической разгрузкой может быть определено как

,

где — число ступеней нагружения до разрушения, — продолжительность изменения усилия на величину одной ступени;

б) для хрупкого разрушения —

, (4)

где — коэффициент надежности при хрупком разрушении, определяемый по формуле

. (5)

8.2.3 Несущую способность соединений группы I определяют при пластическом и хрупком видах соответственно, как

, (6)

. (7)

При невыполнении неравенств (6) и (7) расчетная несущая способность должна быть снижена до значения, не превышающего соответственно и .

8.2.4 Несущую способность соединений группы II определяют из неравенства

(8)

с дополнительной проверкой по неравенству (1) в том случае, если разрушение образцов соединения произошло с нарушением сплошности материала их элементов.

При невыполнении неравенства (8) расчетная несущая способность должна быть снижена до величины, не превышающей соответственно или .

8.2.5 Обоснования принятых зависимостей при определении несущей способности соединений приведены в приложении В.

8.2.6 При испытаниях типовых соединений с количеством образцов не менее 30 шт. следует учитывать требования в справочном приложении В.

Приложение А (обязательное). Диаграммы нагружения и деформаций

Приложение А
(обязательное)

А.1 Диаграммы нагружения

а) автоматизированная запись деформаций	б) ручная запись деформаций

Рисунок А.1.1 — Диаграмма нагружения образцов непрерывно возрастающей нагрузкой

Рисунок А.1.2 — Диаграмма ступенчатого нагружения образца с разгрузкой

А.2 Диаграммы деформаций

а) разности полных деформаций от нагрузки N для соединения группы I	б) остаточных деформаций за цикл от упругой деформации для соединений группы II

Рисунок А.2.1 — Диаграмма зависимости деформаций

— остаточные деформации; — упругие деформации; — разность полных деформаций; — остаточные деформации за цикл; — полные деформации за цикл

Рисунок А.2.2 — Диаграмма деформаций соединения при периодической разгрузке

Приложение Б (обязательное). Формы журналов испытаний

Приложение Б
(обязательное)

Б.1 Форма журнала и пример вычисления деформаций соединений при испытании непрерывно возрастающей нагрузкой

Образец N						Характеристика соединения
Дата проведения испытаний:							начало
							окончание
Испытания проводил
				(Ф.И.О., подпись)
N ступени	Нагрузка, кгс		Датчик (индикатор) 1					Датчик (индикатор) 2				Деформации		Приме- чания
			отсчет		дефор- мация			отсчет			дефор- мация	полная,	разность полной,
0	20		795		0			618			0	0	0
1	180		735		60			555			63	61,5	0
2	340		640		155			475			143	149	87,5
3	500		495		300			360			258	279	130

Б.2 Форма журнала и пример вычисления деформаций соединений при испытании ступенчатой нагрузкой с разгрузкой

Образец N							Характеристика соединения
Дата проведения испытаний:								начало
								окончание
Испытания проводил
					(Ф.И.О., подпись)
N сту- пени	Наг- рузка, кгс	Датчик (индикатор) 1				Датчик (индикатор) 2				Деформации									Приме- чания
		отсчет		де- фор- ма- ция		отсчет			де- фор- ма- ция	пол- ная,			оста- точ- ная,	оста- точ- ная за цикл,		упру- гая,	пол- ная за цикл,	раз- ность пол- ной,
0	20	795		0		618			0	0			0	0		0	0	0
1	180	735		60		555			63	61,5			—	—		—	61,5	—
	20	770		25		600			18	—			21,5	21,5		40	—	21,5
2	340	640		155		475			143	149			—	—		—	127,5	87,5
	20	750		45		578			40	—			42,5	21		106,5	—	—
3	500	495		300		360			258	279			—	—		—	236,5	130
	20	700		95		535			83	—			89	46,5		190	—	—

Приложение В (справочное). Учет особенностей испытаний узловых соединений при оценке их несущей способности

Приложение В
(справочное)

В.1 Учет вероятностной составляющей испытаний типовых соединений

В.1.1 В зависимости от количества испытанных образцов соединений для оценки их несущей способности следует учитывать вероятностные характеристики испытаний посредством поправочного коэффициента .

Для этого могут быть использованы многочисленные экспериментальные данные испытаний древесины и узловых соединений деревянных конструкций, которые показывают, что значения вариационного коэффициента (изменчивости) испытанных выборок составляет около 15%.

В.1.2 Исходя из вышеизложенного, для оценки несущей способности величину поправочного коэффициента можно устанавливать из выражения

, (В.1.1)

где — критерий Стьюдента при заданной обеспеченности;

— вариационный коэффициент, равный 0,15.

Тогда значение коэффициента при определении:

— нормативной несущей способности при обеспеченности 0,95 и количестве испытанных образцов соединений 30 шт. будет равно ;

— эксплуатационной несущей способности при обеспеченности 0,99 и количестве испытанных образцов соединений 30 шт. будет равно .

В.2 Учет продолжительности испытаний

В.2.1 Многочисленные экспериментальные данные испытаний элементов и соединений деревянных конструкций позволили установить зависимость их прочности (несущей способности) от продолжительности действия постоянной нагрузки, описываемой уравнением прямой линии в логарифмических координатах (рисунок В.2.1), позволяющим определять влияния временного эффекта на несущую способность соединений.

В.2.2 Фактическая продолжительность испытаний может быть приведена к величине неизменно действующей постоянной нагрузки как .

Тогда учет временной зависимости испытаний может быть осуществлен коэффициентом, определяемым по формуле

. (В.2.1)

Например, при продолжительности испытания соединения , равной 20 мин (1200 с), , а величина .

При учете реального времени эксплуатации конструкций 25-50 лет и фактической продолжительности испытаний значение коэффициента (называемом также коэффициентом длительной прочности) определяют по формуле

, (В.2.2)

В.3 Учет характера разрушения соединений группы I

В.3.1 Разрушение соединений группы I может иметь как пластический, так и хрупкий характер.

Если после установленной величины нагрузки , т.е. предела упругой работы соединения, его разрушение происходит вскоре при нагрузке , то считают, что соединение имеет хрупкий характер разрушения. Это характерно для соединений, разрушающихся от скалывания, например клеевых соединений, соединений на врубках.

Если же после достижения соединение продолжает деформироваться и разрушается при , существенно большей , то для него характерно пластическое разрушение. Например, для соединений на деревянных цилиндрических и пластинчатых нагелях; на различных шпонках и вкладышах и т.п.

В.3.2 При оценке несущей способности соединений группы I по величине , полученной по результатам испытаний, следует вводить некоторый запас несущей способности или в зависимости от характера разрушения соединения.

Опыт испытания соединений деревянных конструкций показывает, что для хрупкого разрушения характерна большая изменчивость результатов испытаний, чем для пластического. Вариационный коэффициент составляет в среднем 0,2 против 0,12 при пластичном.

В.3.3 Поэтому в первом приближении можно представить за счет разных величин при соответствующих видах разрушения.

Приняв для пластического вида работы соединений минимальное значение 1, его величину для хрупкого вида разрушения можно представить следующим образом:

.

1 — прямая зависимость длительной прочности (нагрузки ) от времени

Рисунок В.2.1 — График длительной прочности древесины в координатах

Библиография

УДК 624.011.1:006.354		ОКС 91.080.20
Ключевые слова: узловое соединение деревянной конструкции, несущая способность узлового соединения, нагельное узловое соединение, упругая деформация соединения, остаточная деформация соединения

Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2019

Классификация соединений деревянных элементов | Все о ремонте и строительстве

Соединение деревянных элементов по длине  называется сращиванием, по ширине – сплачиванием, под углом – связыванием, прикрепление к опорам  – анкерованием.

При изготовлении узлов и стыков деревянных соединений изготавливают всевозможные гнезда, отверстия и врезки, что уменьшает сечения и ослабляет деревянные конструкции. Разрушение деревянных конструкций, как правило, начинается с соединений. От правильности выбора вида соединения его расчета и изготовления, зависит прочность и надежность конструкции в целом.

При соединении сжатых элементов усилия сжатия передаются непосредственно от одного элемента другому. Это наиболее простой вид соединений, в котором не требуются рабочие связи. В соединении изгибаемых элементов уже необходимы рабочие связи – это более сложный вид соединений. Наиболее сложные узлы и стыки у соединений растянутых элементов. Здесь наиболее часто применяются металлические связи.

Существует, примерно, 40–50 различных типов соединений деревянных элементов (рис. 1), которые по характеру работы разделяются на две группы:

• Соединения без расчетных связей. В узлах присутствуют только конструктивные связи обеспечивающие пространственную и геометрическую неподвижность соединения. К этому типу соединений, например, относятся упоры и врубки работающие на сжатие.
• Соединения с расчетными связями. Работающими на сжатие (шпонками, колодками). Работающими на изгиб (нагелями, болтами, штырями, гвоздями, винтами, деревянными пластинками). Работающими на растяжение (болтами, гвоздями, винтами, хомутами, тяжами). Работающими на сдвиг (клеевыми швами).

рис. 1. Примеры соединений деревянных элементов (сращивание, сплачивание, связывание)

Так как в различных типах соединений могут присутствовать одинаковые виды связей целесообразно рассматривать соединения по следующей классификации:

• Без специальных связей.
• С деревянными связями.
• С металлическими связями.
• С клеевыми связями.

Главные требования предъявляемые ко всем соединениям деревянных элементов: обеспечение в узлах и стыках вязкости, дробности и плотности.

При работе древесины на сжатие, растяжение, растягивание и сдвиг в ней, в отличие от металлических соединений, не происходит пластических перераспределений напряжения, а наоборот, присутствует хрупкое разрушение: скалывание вдоль и поперек волокон. Нейтрализация скалывания обеспечивается, прежде всего, работой соединения на смятие древесины, это называется вязкостью соединения. Для наращивания вязкости, соединение «дробят»: увеличивают насколько возможно количество связей, за счет которых напряжения смятия передаются более равномерно. Для устранения «рыхлых» деформаций, соединение делают плотным. Иными словами, например, врубка одного деревянного элемента в другой, должна иметь достаточную площадь для передачи нагрузки, эта площадь для предотвращения скалывания, должна быть раздроблена на несколько площадей, а все соединение должно быть без зазоров, т.е. плотным.

 

Деревянные крыши конструкции узлы —

Узлы деревянных крыш: особенности крепления

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

• Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
• Стропильная нога – часть стропилины.
• Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
• Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
• Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть — к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
• Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
• Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
• Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.

1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

Особенности жестких узлов

1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: «Ферма металлическая, минусы и преимущества»).
3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.

Отличие соединения зубом и «в шип»

1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

Узлы деревянных конструкций кровли

Частное строительство уникально тем, что большинство застройщиков стараются возвести здание с индивидуальной чертой. Здесь может быть использованы все возможные дизайнерские трюки, советы друзей и знакомых, но каким бы ни был дом очень важно смонтировать основные узлы. Если возводится из дерева, то сруб можно приобрести в готовом виде, а что касается крыши, то здесь все посложнее. Узлы деревянных конструкций кровли – самая важная часть строительства. Они должны быть выполнены идеально верно, дабы здание прослужило вам максимально долго.

Узлы деревянной кровли

Если вы хоть раз присутствовали на возведении крыши дома, то наверняка знаете, что стропильная система – своеобразный скелет кровли. На них укладывается кровельный пирог, покрытие, с обратной стороны возможно обшивается облицовочным материалом. За весь свой срок эксплуатации стропильные ноги держат колоссальные веса, которые при некоторых условиях могут доходить до отметки 200 килограмм на 1 квадратный метр. Такое значение может быть достигнуто, если хозяева не обслуживают крышу и на ней скопилось достаточно большое количество мусора, листвы и снега.

На момент строительства крыши она обязана выдерживать вес нескольких рабочих и их оборудование. Такая нагрузка сугубо индивидуальна, ведь трудно предугадать точные цифры, если не знаешь сколько будет весить рабочие или какое оборудование они возьмут с собой. Поэтому очень часто крыши сооружаются в таком ключе, чтобы какой бы ни была высокой нагрузка, она смогла ее выдержать. Только в таком случае работа и дальнейшая эксплуатация будет проходить в спокойном и безопасном режиме.

Следующий по важности элемент называется мауэрлат или по-другому – опорный брус. Он является своеобразным фундаментом для всей кровли. Данный элемент обязан быть прочным, поэтому в большинстве случаев для его заготовки используются хвойные породы древесины. Мауэрлат может крепиться к стене множеством способов, но самые популярные и простые это: крепеж при помощи закладных деталей или анкеров. Для первого способа в процессе строительства стен закладываются специальные металлические детали, и выпускаются в конце.

Опорный брус держит стропильные балки, а значит на него приходится их вес и нагрузка, которую они способны выдержать. Расчет по подбору стропильных элементов довольно прост и в то же время сложен. Посчитать одно уравнение очень легко, но вот обнаружить все нюансы и вставить их в формулу бывает не всегда возможно, поэтому многие застройщики просто берут продукты с большим сечением и не заморачиваются. Это отчасти верно, но как быть если и этого будет недостаточно. Решить данную проблему можно, при помощи всяческих распорок и подпорок.

Если вы столкнулись с объемной крышей, то дело не обойдется без подкосов и стоек. Благодаря этим элементам стропильные ноги чувствуют себя максимально устойчиво. Важной частью всей системы является обрешетка. Она может устраиваться разряженным методом или сплошным. Если кровельный материал жесткий, то можно пользоваться первой, а если мягкий, тогда только вторым. Как правило, разряженная обрешетка набивается над карнизными свесами сплошным способом, тем самым увеличивая устойчивость всего свеса и делая его прочнее.

Коньковый узел очень важная часть любой крыши. Он не только является защитой двух плоскостей от пыли и влаги, но и позволяет влажному воздуху покинуть чердачное помещение. Это особенно важно, когда покрытие или что-то в кровельном пироге полностью изолирует материалы от влаги. Влажному воздуху не остается ничего другого как начать конденсироваться и разрушать все элементы стропильной системы.

Стропильная ферма

На больших скатах не обойтись без ферм. Данная конструкция отличается от обыкновенной крыши тем, что здесь присутствуют стойки и раскосы, которые увеличивают максимальную нагрузку на древесину в несколько раз. Зачастую ферму устраивают по всей крыше, но иногда она может встречаться и локально.

Стропильную ферму целесообразно устраивать если ширина вашего дома находится в диапазоне от 12 до 24 метров. Как правило, на здания с большими объемами устраиваются трапециевидные или сегментные фермы. Когда ширина здания еще больше и это значение не превышает 36 метров, тогда подойдет многоугольная. Стандартные конструкции с шириной от 9 до 18 метров довольствуются треугольной.

Помимо формы стропильной фермы очень важную роль играет материал из которого она изготавливается. В большинстве случаев это древесина, но может использоваться и металл. Для крепления пиломатериалов между собой используются саморезы или гвозди. В случаях, когда длина пролета больше 16 метров лучше всего подходит комбинированная ферма. Она включает в себя элементы дерева и металла.

Нюансы крепления стропильных ног

Как вы уже знаете, узлы деревянных крыш самая важная составляющая возведения здания, а что может быть важнее крепления кровельного каркаса. Стропильные ноги могут крепиться к опорному брусу двумя способами.

В первом случае вы получите максимально устойчивое соединение, которое лишает конструкцию всевозможных сдвигов, колебаний, поворотов и тому подобных манипуляций. Достигнуть этого можно при помощи запила или врубки. После того, как нога будет вставлена в созданную прорезь ее фиксируют при помощи гвоздей, проволоки, анкеров или любых других крепежных деталей.

Скользящая стыковка выглядит совсем иначе. Она насчитывает три степени свободы сопряжения. Стоит сразу отметить, что такой способ крепежа наиболее рационально использовать в деревянных домах, так как им свойственна большая усадка, в результате чего жесткие узлы могут серьезно пострадать. Для создания такого крепления вам потребуется упереть стропильную ногу в мауэрлат, где заранее было устроено зубовое соединение или прибит дополнительный брус. Соединяются такие детали при помощи уголка из металла. Что касается верхней части, то здесь соединение происходит той же врубкой, а край спиливается по косой так, чтобы обеспечивалось скользящее соединение.

Коньковый узел

Как я уже говорил ранее, конек – одна из важных составляющих любой стропильной системы, где стыкуются два ската. Как правило, он находится в самой верхней части крыши, но встречаются и такие конструкции, где конек не один, например, мансардная кровля, здесь их сразу 3 штуки.

Стропильные ноги практически всегда создаются так, дабы они максимально прилегали к коньковому элементу. Это позволит обеспечить более качественную защиту от пыли и атмосферных осадков.

В кровельном деле существуют два вида стропильных систем. Первая – наслонная, а вторая висячая. Если рассматривать первую, то здесь соединение происходит врубкой в полдерева. Благодаря данной технике обеспечивается максимальная прочность. Что касается висячих стропил, то здесь их нижняя часть стыкуется попарно. Этого можно достичь путем подрезания каждой балки под определенным углом, который равен кровельному уклону. После этого их прикладывают друг к другу спилами и сопрягают гвоздями так, чтобы каждый крепеж через срез проникал в другой брус.

Нередко можно встретить коньковые элементы с перфорированным телом. Мелкие отверстия не позволяют проникать внутрь чердачного помещения мелким грызунам и птицам, а качество естественной вентиляции увеличивается в несколько раз.

Сложные части вальмовой крыши

Вальмовая крыша подходит практически ко всем типам зданий, поэтому все сложности лучше всего разобрать именно на ней. Отличительной чертой вальмовой конструкции очевидно является наличие вальм. Данная стропильная система может похвастаться следующими преимуществами:

• Долговечность. Из-за правильного распределения нагрузки, стропильные элементы подвержены меньшему давлению, следовательно, они находятся в относительном покое.
• Низкая парусность. Материал на такой крыше очень трудно поддеть даже самым сильным ветрам.
• Устойчивы ко всем видам атмосферных осадков.
• Экономически выгодный вариант для больших сооружений.
• Оптимальный угол наклона позволяет использовать практически любые кровельные материалы.
• Вальмовая крыша довольно объемна, поэтому в чердачном помещении можно оборудовать жилую комнату. Для создания дополнительного освещения в скаты можно вставить световые окна, которые одновременно будут являться и слуховыми.

К слабой стороне можно приписать довольно трудное устройство.

Внешний вид крыши включает в себя лишь несколько парных фигур: трапецию и треугольник. Они находятся напротив друг друга, так что стропильную систему можно считать симметричной. В местах соприкосновения данных скатов устраиваются накосные стропила. Присоединить их к остальной системе можно при помощи ферм и наслонной конструкции.

Накосные балки в нижней части присоединяются к мауэрлату, либо брусу, который устраивается на внутренней стене. Сверху опора идет на конек, поэтому ноги обязаны прилегать к коньковому прогону.

Любая крыша должна укладываться по нормам и правилам строительного дела. Только так можно достигнуть качественной и безопасной конструкции. Проводя работы на высоте помните о технике безопасности.

Узлы деревянных крыш: особенности крепления

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

• Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
• Стропильная нога – часть стропилины.
• Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
• Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
• Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть — к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
• Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
• Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
• Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.

1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

Особенности жестких узлов

1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: «Ферма металлическая, минусы и преимущества»).
3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.

Отличие соединения зубом и «в шип»

1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

Устройство крыш деревянных домов — особенности конструкции

Крыша дома всегда заслуживала особого внимания. Наравне со стенами она несет ограждающую функцию и призвана защищать дом от неблагоприятного атмосферного воздействия. Именно по этой причине устройство крыши деревянного дома заслуживает особого внимания. Она призвана не только защищать дом от проливного дождя и тяжелого снежного покрова, но и выдерживать теплоту палящего солнца и силу порывистого ветра. Можно сказать, что эта конструкция дома постоянно испытывается на прочность, устойчивость, различного рода изоляцию. Кровельные материалы для покрытия крыши должны проявлять морозоустойчивость и стойко противостоять химическому и радиационному воздействию. В этой статье мы расскажем о том, какой должна быть конструкция крыши деревянного дома, которая будет отвечать всем требованиям надежного укрытия.

Деревянная крыша – основные понятия

Крыша – это конструктивный элемент дома, расположенный над чердачным перекрытием и выполненный из балок, которые могут быть деревянными или бетонными. Финишное покрытие кровли делают из разных материалов – шифера, профнастила, металлочерепицы, битумной мягкой черепицы и т.д. Все это в совокупности призвано защитить постройку и гарантировать уютное и комфортное проживание людей.

Правильно выбрав и соорудив крышу, можно не только не переживать за ее прочность, но и любоваться привлекательным внешним видом, который в каждом отдельном случае отличается особым колоритом и прелестью.

Крыши отличаются не только материалами кровли, но геометрической формой, которая определяется углом наклона крыши по отношению к горизонту. Она бывает плоской с углом наклона до 5 градусов и скатной со значительным уклоном.

При описании наклона применяются обозначения, как в градусах, так и в процентном отношении (высота подъема Н делится на половину перекрываемого пролета и умножается на 100%).

Особенности скатной деревянной крыши

Устройство деревянной крыши будет зависеть от ее конструктивных особенностей.

Скатной крышей называют крышу, состоящую из скатов (так называют наклонные плоскости крыши, которые имеют наклон больше 10%). В зависимости от конструкции, крыши подразделяются на чердачные (раздельные) и бесчердачные (совмещенные). Чердачные крыши располагают дополнительным нежилым помещением (чердаком), расположенным между чердачным перекрытием и непосредственно крышей. Бесчердачная крыша такого помещения не имеет — в ней перекрытие верхнего этажа одновременно является несущим элементом крыши.

Крыша состоит из несущего остова крыши (он воспринимает нагрузки от нее самой и лежащих осадков) и кровли в виде облицовочного материала, защищающего дом от внешних воздействий. Благодаря уклону атмосферные осадки стекают или сползают с крыши. Как писалось выше, он определяется в процентах или градусах.

Каким будет уклон крыши, определяют по многим факторам:

1. По величине снежного покрова, характерного для данного климатического района. Он существенного отличается в северных и южных областях, европейской или западной части страны. Больший уклон кровли способствует более легкому сходу снега, а это значит, что в этом случае крыша не будет перегружаться и прослужит дольше.
2. По материалу кровельного покрытия. В зависимости от его вида может быть разный уклон крыши.
3. По архитектурным особенностям здания. Именно кровля часто определят архитектуру постройки. Например, в случае, когда для устройства плоской крыши заказчик просит использовать в качестве финишного покрытия керамическую плитку, архитектору потребуется либо убедить его, что в данном случае это делать нецелесообразно, либо изменить форму крыши. Тогда можно будет использовать предложенный заказчиком кровельный материал.

Виды скатных крыш

Скатные деревянные крыши, конструкции которых в настоящее время отличаются большим разнообразием, бывают:

Односкатными. Крыша в этом случае имеет один уклон – от одной стены до другой. Их используют в зданиях, расположенных в черте города, но не имеющих разрешение на водоотвод и размещение водосточных труб, а также сбрасывание снега. Односкатные крыши устраивают на простейших постройках типа гаражей и сараев.

Двускатными или щипцовыми. Они применяются в зданиях разного вида и считаются наиболее распространенными. Представляют собой два ската, направленных в противоположные стороны.

Вальмовыми и полувальмовыми (двух или четырехскатными), используемыми по большей части в дачных домиках и сельском строительстве. Предусматривают наличие слуховых окон.

Мансардными или ломанными. Их устраивают над жилыми помещениями с целью получения дополнительной жилой площади или чердачного помещения для хозяйственных нужд.

Шатровыми четырехскатными, когда вершины всех скатов соединяются в одной точке. Такие крыши применяются в зданиях, имеющих квадратный или многоугольный план.

Шпилеобразными, состоящими из очень крутых скатов треугольной формы, которые соединяются в вершине. Ими перекрывается такие архитектурные элементы зданий, как башни, эркеры, стеновые конструкции круглой формы.

Чердачные скатные крыши и их конструктивные особенности

Выбор конструкции крыши определяется несколькими факторами, а именно:

Величиной перекрываемых пролетов. Величина сечения стропильной ноги напрямую зависит от величины перекрываемого пролета. Чем он больше, тем большая нагрузка приходится на стропильную ногу. Например, для перекрытия односкатной кровлей постройки, имеющей пролет 5 метров, достаточно стропил с шагом от 1 до 1,2 метра и сечением 150х50 мм. Если деревянные конструкции крыши рассчитаны на 10 метровый пролет, то потребуются 2 доски того же сечения с шагом стропил 0,6 метров. Можно использовать клееную балку, имеющую высоту в пределах 30 см.

Уклоном крыши дома. Здесь следует учитывать, что снег, который ложится на крышу с уклоном до 50 градусов, будет под тяжестью своего веса сползать вниз. Это означает, что нагрузки на кровельную конструкцию будут наименьшими, а это — возможность использовать для нее стропила меньшего сечения. Когда делается пологая крыша с уклоном в пределах 20 градусов, то стропила должны быть более мощными, поскольку им придется принимать нагрузку от скапливающегося на крыше снега.

Требованиями к сроку службы конструкции. В идеале долговечность крыши должна совпадать со сроком службы самого здания (в случае коттеджей и частных домов – это приблизительно 100 лет). Если за крышей правильно ухаживать и бережно эксплуатировать, то деревянная конструкция может прослужить без капитального ремонта 20-30 лет, металлическая и железобетонная 30—50 лет. Хотя существуют примеры, говорящие о том, что в условиях правильной эксплуатации деревянные крыши служили на протяжении не одной сотни лет.

Огнестойкостью конструкции крыши. Требования к огнестойкости очень важны и имеют большое значение при устройстве кровли и стропильной системы. К примеру, в малоэтажных зданиях (1-2 этажа) деревянные конструкции чердачной крыши должны сохранять свою целостность и несущую способность при воздействии на них открытого огня в течение 45 минут. Такого предела огнестойкости можно добиться с помощью оптимального сечения стропил и их качественной огнезащиты (сюда относятся защитные краски, антипирены, негорючие маты, цементно-песчаная штукатурка).

Утепление крыши

Технологическими свойствами кровли. Если вам нужна теплая крыша, то она будет весить больше и, соответственно, деревянные конструкции кровли будут иметь большее сечение и вес составляющих элементов. Например, минераловатные плиты толщиной 100 мм весят от 16 до 50 кг/кв.м. В то же время пенопласт такой же толщины будет весить 6-12 кг/кв.м. В случае устройства теплого потолка, вес утеплителя будет давить на стропила и поэтому его вес нужно включить в расчет их мощности. При холодном потолке действие утеплителя перенесется на чердачное перекрытие, а нагрузка на стропильную систему будет снижена.

Различные конструкции деревянной крыши

Когда речь идет о малоэтажном строительстве, то наибольшую популярность имеют деревянные конструкции. В большинстве случаев пользуются тремя их видами:

• наслонными стропилами;
• висячими стропилами;
• деревянными фермами.

Стропильная система включает:

• стропила или стропильные ноги. Такое название дано деревянным балкам, которые непосредственно воспринимают нагрузку кровли;
• мауэрлат, так называемый брус, который укладывают вдоль стены и который служит опорой для стропил;
• стойки в виде деревянных вертикальных балок;
• стяжки, которые воспринимают растягивающие усилия кровли;
• обрешетку, представляющую собой совокупность брусьев, которые в перпендикулярном направлении укладываются на стропильные ноги.

Остановимся на каждой составляющей отдельно.

Наслонные стропила расположены так, что их нижний конец опирается на мауэрлат, а второй верхний – на стойку или стену дома. Функция мауэрлата сводится к передаче и распределению нагрузки, исходящей от стропил на стену. Стропила имеют шаг 0.6-2.0 метра. На него оказывает влияние нагрузка, вид и сорт дерева, из которого они сделаны. Материалом для стропил служит брус толщиной 150-200мм или же составные доски, имеющие толщину сверх 50 мм. Стойки размещают с шагом в 2-3 метра. Чтобы стропильная конструкция крыши деревянного дома была более жесткой, между стойками делают горизонтальные связи из бруса шириной в 150-200 мм. Стропильная система крепится к дому, иначе ее может снести ветром. Для этой цели используется проволока (скрутка), которая крепится в стене с помощью анкеров.

Стропильная система такого вида является наиболее распространенной. Она привлекает удобной схемой, которую всегда можно изменить, учитывая конфигурацию дома.

Для устройства стропильной системы необходимо иметь одну или несколько продольно расположенных несущих стен, на которые опираются стойки. Ширина дома должна быть минимум 7 метров.

Висячие стропильные системы используют в строениях, в которых отсутствует несущая стена, находящаяся посередине здания и на которую может опираться крыша. В этом случае ширина дома составляет 6-8 метров. С помощью таких стропил можно перекрыть не очень большие хозяйственные постройки. В данной схеме Нижние концы стропил без каких-либо промежуточных опор опираются непосредственно на боковые стены. При этом на стены оказываются большие горизонтальные напряжения. Жесткость конструкции в этом случае обеспечивается за счет обеспечения стяжки (затяжки) стропил, что позволяет уменьшить распорные усилия и защитить от опрокидывания наружные стены. Крепление всех деревянных конструкций производится с помощью накладок, нигелей (гвоздей) и болтов.

Если вы хотите эксплуатировать чердачное помещение, то стяжки должны находиться на высоте. Обратите внимание, что чем выше они расположены, тем массивнее должны быть.

Деревянные фермы наиболее часто используются при устройстве кровли в промышленном строительстве и менее распространены в частном. Причина кроется в их больших пролетах – 15-20 метров. Конструктивное строение фермы, изготовленной из деревянных клееных досок или брусьев, является довольно сложным. Узлы деревянных крыш в этом случае представляют неизменяемую систему, в которую входят отдельные, связанные между собой элементы (брусья и доски сечением 50-150 см). Применение таких конструкций осуществляется на постройках, которые служат еще с прошлого века и их кровельные системы подлежат замене. Делают ее на театрах, общественных зданиях и домах «сталинской» постройки. Деревянными фермами перекрывают одно- и двухэтажные здания сельскохозяйственного назначения, строящиеся для сохранности урожая. В частном строительстве применение таких конструкций экономически неоправданно, поскольку коттеджи не имеют больших 20-метровых пролетов. Для них вполне подойдет стропильная система, опирающаяся на 2-3 продольные стенки.

При сооружении, так называемых, «канадских домов», которые полностью строятся из древесины по типовым проектам, фермы очень популярны.

В конце следует отметить, что среди положительных сторон конструкций крыши, сделанных из дерева, является их долговечность (только необходимо их защищать и правильно эксплуатировать), а также относительная дешевизна и натуральность материала. Среди недостатков можно назвать их легкую воспламеняемость, которая может произойти без надлежащей защиты, возможность гниения и порчу, производимую паразитами.

Деревянная кровля: узлы соединения, технология монтажа

Всевозможные строения из дерева как жилые, так и подсобные остаются по-прежнему востребованными, даже несмотря на широкий ассортимент современных строительных материалов. При их строительстве не последнюю роль играет грамотное возведение крыши, поскольку только в этом случае строения получатся по-настоящему теплыми и долговечными.

Древесина в качестве стройматериала использовалась всегда. Всюду где преобладали лесные массивы, она была самым надежным и доступным материалом для местных жителей. Они не только строили из дерева жилье, но и покрывали им кровлю. Деревянная кровля отлично справляется с функциями влаго- и теплозащиты, не говоря уже об эксклюзивном внешнем виде. Покрытие из древесины и сегодня занимает лидирующее место среди кровельных материалов.

Разновидности деревянной кровли ↑

Для устройства такой кровли используют различные материалы из древесины:

Дранка по виду представляет из себя тонкие дощечки, изготовленные из ольхи, ели и осины. Ее укладывают послойно, сохраняя шахматный порядок. Слоев может быть четыре либо шесть. Дранка – отличный теплоизолятор и не пропускает шум. Под такой кровлей конденсат не скапливается, поэтому излишне дополнительно устраивать вентиляцию. Шиндель – это расколотые дощечки, имеющие неправильную форму. Как еще его называют, деревянную черепицу настилают с нахлестом в шахматном порядке. Для изготовления материала используют твердую древесину, к примеру, лиственницу или красный канадский кедр. Лемех, лопатообразные дощатые планки, хорошо знаком нам из изображений царских палат или боярских теремов. Да и сегодня этим материалом обычно покрывают куполообразные и шатровые крыши. Гонт представляет из себя дощечки, которые получены через распил пилой. Это довольно универсальный материал, и он подходит для кровель различной конфигурации и площадей. Тес, как видно из названия, доски, которые вытесаны сразу из ствола дерева. Поэтому на них отчетливо видна структура древесины. Основное сырье для них – хвойные породы.

Плюсы и минусы ↑

Среди преимуществ данного покрытия прежде всего отметим экологическую чистоту деревянной кровли.

ее устройство обходится без использования высокотехнологичного оборудования и сложных инструментов; покрытие получается абсолютно герметичным; нет необходимости в прокладке пароизоляционного слоя; под такой крышей тепло в морозы и прохладно в жару; небольшой вес; отличное шумопоглощение: исключительно долгий срок службы – порядка ста лет.

Есть, конечно, у данного типа покрытия и недостатки, к примеру,

высокий ценовой уровень; трудоемкость монтажа; низкая пожаробезопасность.

Однако они никак не влияют на желание домовладельцев иметь реально красивый и экологически чистый дом.

Особенности установки ↑

Деревянная кровля – это результат нескольких производственных операций. Для их выполнения необходимы инструменты для работ по дереву, а также специальные приспособления. Ее долговечность, устойчивость во многом обусловлены грамотной организацией монтажных работ: будь то удобная оснастка или качество соединения узлов деревянных конструкций кровли.

В процессе монтажных работ используются различные способы соединения деталей, к примеру, простые гвозди, шипы или другое.

Рассмотрим устройство основных узлов деревянной кровли: замков, врубок, шипов.

Плотничий замок. Места соединения деталей из дерева приобретают прочность, повышая тем самым жесткость сооружения. Различают два вида замков

внакладку. Они самые простые по исполнению. В обиходе чаще можно услышать другое название – вполдерева, поскольку выборка на заготовке в виде прямоугольника выполняется на половину ее толщины. Детали внакладку можно соединять под углом в 90˚, Т-образно либо крестообразно. После соединения заготовок их скрепляют либо гвоздями или нагелями, либо на клею. Вариант скрепления зависит от предполагаемых нагрузок в месте сопряжения; в сковородень. Это более сложный вариант для исполнения, но, с другой стороны, эти замки устойчивы к высоким эксплуатационным нагрузкам. Чтобы соединить детали, имеющие одинаковую толщину, применяют простой сковородень. На одной из заготовок вырезают с торца трапецию, на другой – гнездо, аналогичное как по форме, так и по размерам. Если простой сковородень дополнить прирезкой, то можно будет соединять также детали с разной толщиной. Гнездо в данном случае по глубине должно соответствовать толщине первой заготовки.

Шиповое соединение – самое эстетичное, однако для их исполнения необходима высокая квалификация. Оно состоит из двух элементов – шипа и гнезда или проушины, расположенных на двух деталях. Шип – это выступ, который находится на конце первой и входит в проушину на второй. Шипы и гнезда необходимо подогнать так, чтобы при плотном вхождении друг в друга волокна древесины не разрушались. Если посадка будет чересчур тугой, древесина в промежутках между элементами соединения может отслаиваться, если же она будет свободной – получится непрочное соединение.

Стропильные врубки применяют в конструкции стропильных ног. Способ выполнения врубок этого типа имеет некоторые особенности, поскольку балки стропил и перекрытий расположены под углом. При устройстве крыш чаще применяют упоры и так называемые лобовые врубки, так как они очень надежны и при этом выполнить их не составит труда.

Это тип соединения, где усилия от одной детали передаются другой детали без посредствующих рабочих связей. Если же речь идет о монтажных нагрузках, то для их передачи необходима установка вспомогательных креплений из металла: болтов, скоб, штырей или другого.

Технология монтажа ↑

Тесовая кровля. Ее укладывают двумя способами:

1. поперечный, который предполагает укладку досок параллельно коньку;

2. продольный, доски в этом варианте кладут параллельно фронтонному карнизу ската.

в один ряд. Каждая последующая доска при этом перекрывает предыдущую на 50 мм; два ряда. Середины досок последующего ряда должны совместиться в этом случае с местом стыков досок в предыдущем. Для жилых строений рекомендуется использовать двухрядную укладку.

Гонтовая крыша. Монтаж покрытия из гонта (шинделя, дранки, лемеха) сложнее и более трудоемкий. Обычно крепление элементов кровли выполняют, используя гвозди, желательно, медные.

Кровлю из гонта собирают на сплошную или разреженную обрешетку, набитую из бруса, имеющего сечение минимум в 50 мм. Шаг обрешетки должен равняться одной трети от длины гонта. Для хозяйственных построек используют двухслойную кладку, для жилых домов больше подходит трехслойная.

Важные моменты устройства ↑

Деревянные покрытия, как правило, укладывают на скатных крышах с углом наклона не менее 25˚. На хозяйственных постройках она может быть и плоской. Такая крыша предполагает наличие гидроизоляционного слоя, скажем, из рубероида. Гидроизоляционный материал укладывают на ровное основание, выполненное из листового материал. В крайнем случае его можно выложить из досок, сохраняя между ними зазор не более 10 мм. По традиционной технологии устройства покрытия из дерева гидроизоляция необязательна. Тем не менее сегодня многие мастера все же рекомендуют прокладывать под покрытие мембранные пленки. Мембрану расстилают по стропилам, затем поверх слоя гидроизоляции на стропила набивают контробрешетку из бруса. Затем по ней собирают обрешетку под основной настил. На крутых скатах гидроизоляцию достаточно настилать только в проблемных узлах деревянных крыш, к примеру, на ендовы, вдоль карнизов, в местах прохода труб и т. д. Монтаж гонтов начинают с середины карниза. Элементы начального ряда укладывают по возможности плотно, причем они должны выступать за пределы карниза. Каждый следующий ряд укладывают с таким нахлестом, чтобы перекрыть стыки двух предыдущих. Коньки крыш оформляют специальными коньковыми элементами. Их укладывают внахлест и фиксируют по нижнему краю на гвозди.

Особенности ухода ↑

Скопившийся снег на крыше сметают метлой сверху вниз, то есть от конька к карнизу. Нижний ряд гонтов нужно периодически проверять на наличие возможного смещения на спуске. Опавшие листья нужно регулярно сметать – даже небольшого количества мокрых листьев хватит, чтобы сократить срока эксплуатации деревянной кровли. Срок службы крыши может сократить и проросший на ней мох. Его нужно периодически пропалывать или удалять при помощи тяпки/стамески/шпателя.

Устройство крыши из дерева бревенчатого дома на видео

Узлы деревянных крыш, инструкции на фото и видео

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

• Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
• Стропильная нога – часть стропилины.
• Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
• Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
• Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть — к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
• Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
• Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
• Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.

В строительстве узлы деревянной кровли можно распределить на несколько групп:

1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

В зависимости от желаемого результата, стропила соединяются с мауэрлатом жестким, либо скользящим узлом. Следует помнить, что в некоторых случаях жесткий узел может даже разрушить конструкцию, как на фото, например, погодные условия способствуют сжиманию и разжиманию древесины, а из-за жесткого соединения наслонной системы могут деформироваться несущие стены, подвергаемые большим распорным нагрузкам.

Особенности жестких узлов

Образуется жесткий узел деревянной кровли следующим образом:

1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

Соединение элементов наслонной системы выполняется при помощи скользящих узлов. Применение висячих стропил целесообразно при строительстве крыши домов из оцилиндрованных бревен, где в качестве опоры для стропил применяется коньковый прогон, а распорных нагрузок от несущих стен  не возникает.

Только что сооруженные деревянные наслонные фермы будут оседать на протяжении нескольких лет, поэтому использование жестких креплений для постоянно двигающейся фермы приведется к деформации стен. Чтобы избежать подобных проблем, деревянные кровли – узлы стропильной системы которых должны фиксироваться с учетом свободного движения, строятся следующим образом.

Стропильная нога при помощи сделанного ранее запила упирается в мауэрлат и прибивается гвоздями (два по бокам, третий – вертикально).

1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: «Ферма металлическая, минусы и преимущества»).
3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

Если кровельные пролеты достаточно большие, то особого внимания требуют не только узлы деревянной кровли, но и стропильные ноги, которые придется удлинять до нужных размеров одним из предложенных методов.

1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.
   
2. Стык встык. Стропильные доски с торцов подпиливаются под 90 градусов, куда на гвозди или саморезы крепятся накладки досок.
3. Внахлест. Доски с торцов подпиливаются (угол спила – любой) и крепятся между собой внахлест.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

Особое внимание застройщики уделяют коньковому способу соединения сверху.

1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.
   
4. Возводится деревянная кровля — узлы которой могут быть подвижными или жесткими, с любым видом крепления, но нужно укрепить всю конструкцию на металлические пластины или доски.
5. В случае больших нагрузок висячие стропила рекомендуется зафиксировать при помощи одинарного или двойного зуба, либо «в шип».

Основные узлы соединений стропильной системы, детально на видео:

Отличие соединения зубом и «в шип»

1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

При коньковом способе соединения стропильных ног используется ригель, располагаемый вверху конструкции, а вырубка паза выполняется на половину толщины бревна. Только при соблюдении данных требований будет обеспечено плотное прилегание бревен между собой. На следующем этапе узел крепится на болты и специальные скобы.

Ровной получится деревянная крыша — узлы могут быть любой конструкции, только при одинаковых стропильных ногах. Опытные строители рекомендуют создать шаблон, чтобы все врезки и запилы были одной величины (почитайте: «Устройство деревянной крыши — особенности покрытия»).

Узлы деревянных ферм: виды соединений и особенности крепления частей стропильной системы

Узлы деревянных ферм претерпевают изгибные и сдавливающие нагрузки. От их прочности зависит жесткость стропильной системы и устойчивость крыши. Поручите выполнение фермовой конструкции специалистам «ДримВуд» и получите надежное рамное перекрытие.

Чтобы узлы соединения деревянных ферм не расшатались, используют следующие крепежные элементы:

• скобы;
• гвозди;
• болты.

Бесплатный расчет стоимости

Отправьте заявку сейчас! Специалист свяжется с Вами и предоставит Вам предварительную смету.

Узлы линзовидной деревянной фермы получаются путем склеивания стержней. Стыки также выполняются с помощью болтовых стяжек. Особая форма рамной конструкции получается благодаря изгибанию элементов под определенным углом.

Выбор вида крепления зависит от элемента конструкции и его размеров. Коньковый узел, располагаемый между стропильными ногами, выполняется путем соединения металлических скоб или подходящих накладок с гвоздями. Глубина погружения должна достигать половины толщины бруса. Соединение ригеля со стропильной ногой производится любыми крепежными элементами.

Узлы деревянных ферм для обычных треугольных рамных систем выполняются с нижней затяжкой. Для них характерно дополнительное усиление стропильных ног с мауэрлатом. Специалисты «ДримВуд» тщательно спланируют места соединения, произведут точный распил конструктивных частей и используют подходящие крепежные элементы.

К рекомендациям, влияющим на прочность соединений конструкции, относятся:

• крепление стропильной ноги на затяжку осуществляется методом лобовой врубки или с помощью специального стяжного болта;
• чтобы повысить жесткость конструкции, оси элементов стропильной системы должны пересекаться;
• под несущие части системы скатной крыши подводятся шпалы.

Узлы соединения деревянных ферм скрепляются болтами с накладками. Выполним прочную стропильную конструкцию, в которой нагрузки будут равномерно распределены на все участки..

---

Фото узлов соединения ферм

угловые, шиповые видео-инструкция по монтажу своими руками, способы, узлы, фото и цена

Все фото из статьи

В этой статье мы сделаем обзор того, какие возможны варианты соединения изделий из дерева. А таких способов превеликое множество, от простого соединения встык до сложнейшего соединения «ласточкин хвост». Важно помнить, что не все их можно выполнить самостоятельно, но лишней нижеизложенная информация точно не будет.

Надежная сцепка – залог прочности и надежности для любой конструкции

Перечисляем допустимые варианты

Все они отличаются своей прочностью и сложностью, к примеру, корпус шкафа собирают фальцевым или стыковым соединением, реже используют совмещение «в паз» или «в ус». А вот для изготовления дверной рамы или панели пригодится мастерство шипового соединения.

Ниже перечислены способы соединения деревянных деталей.

Соединение деталей «встык»

Стыковым совмещением называют закрепление краев. Для этого обыкновенно используют крепежные средства и клей. Но стыковое соединение не очень-то надежное, поэтому его следует упрочнять, что сделать не так уж и сложно.

Крепление “встык” желательно упрочнять металлическим креплением: уголками и саморезами

Такой способ обыкновенно применяют при сборке лицевой рамы шкафа, где прочность не играет важной роли, поскольку части рамы надежно прикрепляются к самому шкафу. Соединение деревянных конструкций «встык» обычно укрепляют ламелями или нагелями, которые способны совместить отдельные части во время склейки.

Скрепление деталей «в ус»

Это совмещение имеет некоторые отличия от предыдущего. При склейке поверхности детали скашиваются под углом 45° по отношению к оси заготовки из дерева. Соединение деревянных деталей «в ус» также необходимо упрочнять с помощью дополнительного крепежа.

К сведению! Обычно такой способ объединения применяют в том случае, когда необходимо соединить два отрезка молдинга в углу.

Упрочнение соединения деталей из древесины

Как уже говорилось выше, упрочнить соединение деревянных брусьев можно с помощью обыкновенных деревянных нагелей. Нагельные укрепления обыкновенно совершают с помощью двух нагелей, вклеенных в один и в другой конец поперечины, в вертикальные стойки, в соответствующие им гнезда. Существует определенная инструкция выполнения таких соединений:

Размечаем гнезда для нагелей:

1. Для четкой разметки, необходимо подлежащие скреплению детали приложить друг к другу.
2. Провести линию карандашом, отмечая места для нагелей.

Нагель представляет собой деревянный шкант различных размеров (используется как для мебели, так и для возведения домов)

3. Продолжить линию на кромку каждой из заготовок, с помощью угольника.
4. Высверливаем гнезда для нагелей:

• Для того чтобы гнездо расположилось ровно посредине деревянной детали, необходимо использовать кондуктор для сверления.
• Чтобы гнездо получилось необходимой глубины, необходимо использовать муфту для стопора.

Совет! Если у вас нет стопорной муфты, можно заменить ее, надев на сверло маленький кусочек пленки.

5. Собираем детали:

• Необходимо нанести на нагель клей и вставить его в соответствующее гнездо первой детали.
• Соединяем детали вместе.
• Зажимаем.
• Оставляем на время, чтобы дать клею высохнуть.

Упрочнение соединения при помощи ламелей

Если сравнивать виды соединений деревянных конструкций, безусловно, выигрывает ламельное объединение. Пусть цена таких соединений будет чуточку выше, зато с ними очень легко и удобно работать.

Ламели – это спрессованное дерево в виде сплющенных шариков. Гнезда для таких шариков вырезают при помощи специальной ламельной машины. При этом отверстие получается идеальной формы. А из-за того, что ламели немного короче, нежели гнездо, совмещение деталей при склеивании получается более точным. Это очень не удобно.

Ламели могут быть и пластиковыми и металлическими

Ламельные скрепления выполняются по следующей инструкции:

1. Определяем местоположение гнезд:

• Отмечаем места для гнезд так же, как делали это в нагелевых креплениях, с той лишь разницей, что упрощается необходимость переноса разметки на кромки.
• Для того чтобы ламели в кромке не проступали на поверхность, заготовка должна быть достаточно широкой.

2. Подбираем ламели необходимого размера.
3. В соответствии с выбранным размером ламели, устанавливаем глубину пропила на ламелевой машине.

Распространенный размер ламелей:

• 0 ламель (самые маленькие).
• 10 ламель (средние).
• 20 ламель (самые большие).

Выбираем гнезда:

• На устойчивой поверхности для работы укрепляем заготовку.
• Совмещаем со сделанными ранее отметками ламелевую машину.
• Выбираем гнездо под ламель.
• Во время бурения держим машину в необходимом положении достаточно крепко.
• Собираем и склеиваем детали из дерева: смазываем клеем кромки и гнезда заготовок, подлежащих совмещению.

Важно! Не следует наносить клей непосредственно на ламели. Высокая прочность такого объединения вызвана тем, что при контакте с клеем ламели разбухают и плотно закрепляются в гнезде. Если первыми смазать ламели они вряд ли смогут поместиться в гнездо.

• После нанесения клея вставляем ламели в соответствующие гнезда.
• Зажимаем заготовки друг с другом.
• Оставляем до полного высыхания клея.

Соединения «в пазы» и «фальцевые»

Способы соединения деревянных брусьев «в пазы» бывают поперечными и продольными. Отличаются они направлением паза в отношении направления волокна древесины.

Крепление “в паз” позволяет избежать изменение угла или отклонения уровня у деталей г-образного соединения

Фальц – это уступ прямоугольной формы на кромке бруса. Скрепление поперечное используют обыкновенно для крепления разделений или полок в шкафу. А продольные применяются при совмещении стандартных держателей и разделителей для деревянных полок, а вот стенки шкафа чаще всего соединяют фальцевым способом.

Деревянные узлы

На производстве деревянных изделий при сборке конструкций используются деревянные узлы соединения. Узлами называют части конструкции в месте объединения нескольких деталей.

Угловые соединения деревянных изделий бывают:

Дополнительная стяжка в виде металлических уголков-пластин никогда не помешает

• Угловые Т-образные.
• Боковые.
• Угловые L-образные.
• Крестовидные.
• Ящичные угловые.

Вот так выглядело большинство ящиков, которые изготавливались из натурального дерева

Всего столярные узлы соединения деревянных конструкций насчитывают более двухсот разнообразных вариантов.

Шиповые соединения

Существуют и такие невероятно прочные и надежные соединения на клею, как «шипованные». Шиповые соединения деревянных окон, дверных переплетов, блоков мебели являются одними из самых популярных.

Главным элементом такого объедения является непосредственно шип. Он сводится с проушиной или гнездом: шип–это своеобразный выступ на детали из дерева, а проушина–это паз на конце детали. Естественно, что при совмещении размеры проушины и шипа должны идеально совпадать.

На фото – стандартное скрепление двух деталей с помощью “ласточкиного хвоста”

Длина шипа обыкновенно равна ширине присоединяемой детали.

В зависимости от того, какая толщина у детали, шипы делятся на:

• Одинарные.
• Двойные.
• Тройные.

Интересно! Не всегда при сборке деревянные детали имеют большие размеры, иногда это просто тонкие полоски или палочки. Соединение деревянных палочек пистонами может стать приятной альтернативой клею и нагелям. Особенно, если вы мастерите что-то своими руками.

Выбирание паза на дереворежущем станке

При выбирании паза на специальном дереворежущем станке необходимо использовать направляющую планку. Такой способ подойдет как нельзя лучше для длинного продольного паза. Таким образом, весьма удобно делать пазы для стандартных держателей мебельных полок.

Таким образом, весьма удобно делать пазы для стандартных держателей мебельных полок.

• Как только вы смогли установить глубину резания и отрегулировали планку направления, можно смело прорезать пазы. Так как в этом случае любой продольный паз будет находиться на одинаковом расстоянии с другим пазом на краю заготовки.
• На таком станке можно выбрать и поперечный паз, но чем длиннее деталь, тем труднее будет с ней работать.
• Порядок выбирания пазов: пробный пропил и окончательный пропил.

Выбирание фальца на дереворежущем станке

Эта процедура аналогична выбиранию пазов, различие лишь в том, что придётся дополнить станок вспомогательной направляющей из дерева. Это необходимо для того, чтобы режущий диск имел возможность двигаться вдоль нее.

Самодельное приспособление

Поскольку в этом способе используется рейка для направления, это действие больше подходит для выбирания фальцев в длинных кромках деталей.

Здесь тоже существует определенный порядок:

• Изготовление и последующий монтаж вспомогательной деревянной направляющей.
• Пропил вспомогательный.

Примечание! Лучше всего для направляющей в качестве материала подойдет фанера толщиной 19 мм. Вспомогательная направляющая должна четко соответствовать длине штатной направляющей планки, но при этом быть выше на 10 сантиметров.

Обе направляющие необходимо скрепить шурупами. Затем необходимо установить режущую головку и опустить ее немного ниже поверхности стола, на котором закреплен станок.

• Установка и четкая регулировка режущего металлического диска.
• Выбирание фальцев.

Вывод

Соединение деревянных элементов вышеописанными образами позволит продлить срок службы строения, которое вы запланировали возвести. Изделие, созданное подобным образом, обладает повышенной прочностью, что очень важно для многих конструкций. Надеемся, что вы почерпнули много полезной информации для себя.

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Соединение деревянных стропил

Соединение стропил необходимо при наращивании элементов, стыковке с мауэрлатом, в коньке, с дополнительными элементами системы (стойки, затяжки). Способы крепления деревянных конструкций выбираются в зависимости от схемы стропильной системы, предпочтений мастера, характеристик пиломатериала. При этом обычно используется строганый брус либо сращенные по ширине доски.

Схема креплений стропил.

Существуют наслонные, висячие стропила, передающие нагрузку от силового каркаса крыши на стены неодинаково.

Дополнительными элементами являются:

• коньковые прогоны;
• стойки;
• подкосы;
• ригели;
• кобылки.

Они придают пространственной конструкции необходимую жесткость, увеличивают эксплуатационный ресурс, безопасность пользования. При любом типе соединения используются крепежные элементы.

Наращивание стропил

При больших габаритах здания стандартной длины пиломатериала недостаточно, поэтому брус приходится наращивать. Соединение стропил по длине производится несколькими технологиями:

Схема сращивания стропильных ног.

• внахлест — не требуется подрезка концов деталей, нахлест не меньше 0,7-1,2 м, шахматное расположение метизов;
• встык — элементы фиксируются зубчатыми пластинами либо деревянными накладками, саморезы располагаются со смещением;
• на прогон — узел усиливается опиранием на продольный брус либо доску;
• косым прирубом — угловой рез пиломатериала, фиксация в сквозное отверстие шпильками/болтами (10-14 мм) с широкими шайбами;
• «три доски» — двойной нахлест, излишнее увеличение веса стропильной системы, максимальная жесткость, прочность конструкции.

Последним способом соединения стропил пользуются при изготовлении сложных крыш мансардного, шатрового типа. Пустые промежутки после узла соединения заполняются обрезками пиломатериалов. используя одинаковые по толщине доски.

Соединение стропил с опиранием на прогон позволяет увеличить темп работ — все заготовки одного ската имеют одинаковый размер, отпиливаются по шаблону. При использовании фахверковой технологии строительства металлические детали для фиксации традиционно заменяют врубкой всех элементов друг в друга. Это обеспечивает максимальную жесткость. Способ косого переруба чаще применяется для висячих стропил, стыковое соединение — для наслонных вариантов.

Верхний коньковый узел

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

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

Схема сращивания стропил в районе конька.

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

Соединение конькового узла выполняется по одной из трех технологий:

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

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

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

Нижний узел опирания

В нижней части (сопряжение скатов крыши со стенами здания) стропила опираются на продольный брус, называющийся мауэрлатом. Его фиксируют в верхнем периметре стен такими способами, как:

• обвязка проволокой;
• надевание на закладные шпильки;
• вмуровывание в бетонную заливку, кирпичную кладку.

Варианты врубки стропил в балку.

В зависимости от схемы расположения стропил, нагрузки либо раздвигают стены здания, либо сжимают их. Жесткий узел соединения стропил с мауэрлатом имеет две разновидности:

• подпорный брус — стропила обрезаются под углом, опираются на мауэрлат внутри периметра здания либо за его пределами;
• врубка в опорный брус — величина седла ограничена третью высоты пиломатериала для сохранения несущей способности.

Чтобы соединить на мауэрлате врубку, используется три метиза: один проходит сквозь всю толщину ноги под углом 90 градусов, два других крепятся по бокам. При опирании на мауэрлат первым способом боковой сдвиг исключается креплением с обеих сторон опорных уголков. Существует вариант опирания на затяжку, когда на мауэрлат ложатся поперечные балки, выходящие за периметр стен. Треугольная стропильная ферма опирается на эти балки, брус фиксируется аналогично врубке тремя саморезами либо гвоздями.

Основным назначением затяжек является компенсация раздвигающих стены нагрузок.

Они воспринимают усилия со стропильных ног, изменяют их направление на вертикальное, что благоприятно для ресурса коробки здания.

Для склонных к усадке деревянных коттеджей часто используется скользящий металлический крепеж. Он добавляет пиломатериалу необходимую степень свободы в продольном направлении. Эта технология обеспечивает максимальную ремонтопригодность кровли, все нагрузки компенсируются самой системой.

Схема поперечной схватки стропил.

Дополнительные элементы имеют собственные методы крепления:

• дощатый ригель пришивается к ногам внахлест;
• брусковый ригель врубается в седла обеих ног;
• стойки обычно врубают в ноги, соединяют уголками к балкам-стяжкам;
• коньковый прогон ввиду большой длины наращивается указанными выше способами;
• стропила врубаются седлами в коньковый прогон.

Шаблонная технология изготовления стропильных ферм всегда предпочтительнее сборки по месту. В этом случае скаты гарантированно имеют прямоугольную, а не трапециевидную форму, что облегчает укладку кровельного материала, обеспечивает максимальную эстетику восприятия.

При использовании врубки низа стропильных ног в мауэрлат седло может выпиливаться в любом элементе конструкции в зависимости от необходимой величины свеса карниза. На практике мауэрлат выпиливают реже, чем брус, из которого изготавливают стропила.

В вальмовых крышах каждая стропильная нога состоит из двух деталей, стыкующихся под углом друг к другу. Способы фиксации бруса, досок в этом случае не отличаются от вышеуказанных. Чаще всего используется метод в три доски с заполнением внутреннего пространства обрезками пиломатериалом такой же толщины.

Выбор скользящих креплений оправдан лишь в случае срубовой, каркасной технологии изготовления стен. Панельные, фахверковые конструкции не дают вертикальной усадки, поэтому стропила к мауэрлату, затягивающим балкам можно крепить жестко.

Самые лучшие посты

Как спроектировать и построить деревянную конструкцию со скрытыми соединениями

Как спроектировать и построить деревянную конструкцию со скрытыми соединениями

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Изображение © Timber ShareShare

• Facebook

• Twitter

• Pinterest

• Whatsapp

• Mail

9000daily.com/ru./ 914439 / how-to-design-and-build-a-Wooden-structure-with-hidden-сочленения

Новые технологии в цифровом строительстве, в частности системы числового программного управления (ЧПУ), меняют способ проектирования и строительства деревянных конструкций .Их высокий уровень точности позволяет нам создавать идеальные сборки — без винтов и видимых металлических конструкций — в результате чего получаются прочные, простые в сборке и чрезвычайно хорошо организованные конструкции. Мы поговорили с экспертами компании Timber, чтобы лучше понять процесс строительства деревянной конструкции и составить список ключевых советов при ее проектировании.

+ 25

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

1. Выберите виды древесины, которые можно легко механизировать, и четко обозначьте их сечения.

Чтобы механизировать деревянную конструкцию, вам нужно помнить, какую древесину вы хотите использовать, и четко различать ее различные сечения. Это поможет предотвратить изменения на более поздних этапах вашего проекта.

Удивительно, но многие архитекторы проектируют свои конструкции с секциями, которые даже не существуют — благодаря расчетам, выполненным в соответствии с требованиями к прочности и жесткости, или потому, что древесина, выбранная для проекта, не может быть механизирована, что приводит к необходимости изменения всей системы как только все выложено.Если у вас нет опыта работы с подобными структурами, было бы разумно проконсультироваться с экспертами, которые помогут вам в этом процессе.

Профили типовые для столбов и деревянных балок. Image © Timber © Timber

2. Изучите различные породы древесины, чтобы понять их свойства и то, как они меняются с течением времени.

Чтобы дать вам пример, мы сравним свойства сосны Монтеррей и сосны Орегона, посмотрев на их многослойную или твердую древесину.

Сосна орегонская обладает высокой устойчивостью к влажности, термитам и плесени, что делает ее рекомендуемым выбором для наружных конструкций.Однако, как и древесина твердых пород, после укладки сосна орегонская имеет тенденцию к постоянному смещению, что приводит к повреждениям и деформациям, которые трудно исправить. Сосна монтеррейская, с другой стороны, более стабильна и лучше подходит для этого типа использования.

Если это укладывается в ваш бюджет, мы рекомендуем вам выбирать ламинированные форматы, поскольку они остаются неизменными с момента установки, будь то Oregon или Monterrey Pine. Тем не менее, существует также множество вариантов натуральной отделки на выбор, которые обеспечивают еще большую защиту и долговечность всех видов древесины и могут прослужить до 15 лет.

CFT ARAUCO DUOCUC / Архитекторы GDN. Изображение © Арье Корнфельд CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects

3. Обдумайте расположение вашего проекта и его устойчивость к набуханию из-за влаги.

Если вы выберете древесину, высушенную в камере, степень влажности готовых конструкций должна оставаться стабильной, независимо от расположения конструкции. Однако, если ваш проект находится на берегу моря или во влажной среде, можно изменить допуск древесины, например уменьшить ее размеры на несколько миллиметров, чтобы предотвратить набухание от контакта с водой.

Конюшни и склад Эль-Галено / Пеньяфьель и Вальдивьесо Аркитектос. Изображение © Francisco Croxatto Viviani

4. Чем больше кусок дерева, тем выше его огнестойкость.

В случае конструкций, ламинированная древесина обладает высокой огнестойкостью даже в большей степени, чем сталь, поскольку горят только ее внешние слои.

Например, если требуется огнестойкость R30 (это означает, что конструкция будет продолжать выполнять свои функции в течение не менее 30 минут) и в конструкции есть кусок дерева размером 42×150 мм, вы можете добавить до 1 минуты сопротивления, увеличив раздел на 0.7 миллиметров. Это означает, что вам следует добавить 0,7 мм, чтобы получить сопротивление в течение одной минуты. Например, чтобы перейти с R30 на R60, вам следует увеличить толщину древесины на 2,1 см.

© Древесина

5. Функциональность и красота скрытых соединений

Наряду с традиционной обработкой металла существует ряд скрытых соединений и узлов, которые можно прикрепить болтами или другими металлическими деталями, соединяя дерево с деревом или дерево с другим материалы, такие как бетон.

© Timber

Резка с ЧПУ обеспечивает высокий уровень точности, снижая общие затраты на проект.Как правило, конструкцию можно легко смоделировать с помощью программного обеспечения Cadwork, совместимого с Revit и другими станками с ЧПУ.

© Timber

Некоторые из наиболее часто используемых комбинаций включают:

Соединение «ласточкин хвост»
Сделано с вырезом трапециевидной формы, один из крайних концов всегда шире других.

Соединение «ласточкин хвост». Изображение © Timber Соединение «ласточкин хвост». Image © Timber

Врезное и шиповидное соединение
Достигается путем точного разрезания одной из частей, что позволяет другой части плотно прилегать к другой.

Врезное и шиповидное соединение. Image © Timber Врезной и шипованный соединитель. Image © Timber

Скрытые металлические соединители
Они соединяют дерево с другими материалами, такими как бетон.

Скрытые металлические соединители. Изображение © Timber Скрытые металлические соединители. Image © Timber

6. Управление проектированием с помощью четких правил может снизить проектные затраты.

При проектировании всегда важно учитывать нормы. Если нормы кажутся неполными или неясными, можно обратиться к более продвинутым нормам, установленным другими странами, что обеспечит эффективность вашей структуры.Например, Еврокод 5, охватывающий все аспекты проектирования и строительства деревянных конструкций, является хорошим руководством для проектов такого типа.

Когда нормы оставляют слишком много места для случайностей и спекуляций, инженеры стремятся повысить процент безопасности за счет ненужных добавлений в конструкцию.

© Древесина © Древесина

Нажмите на изображение, чтобы подробно ознакомиться с различными деталями и соединениями, представленными в этой статье, которые используются в Доме Пеумайен от Aguilo + Pedraza Arquitectos:

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza.Image © Timber

Традиционные швы, используемые в деревянных каркасах

В этом сообщении блога мы рассмотрим некоторые традиционные методы столярных работ, которые мы используем для наших деревянных рам. Это традиционные соединения, которые веками использовались в деревообработке, они прочные и долговечные. В то время как мы используем традиционные столярные методы в Vermont Timber Works, мы иногда усиливаем традиционные соединения стальными пластинами и стяжками, которые можно либо скрыть от глаз, либо использовать в качестве декоративных акцентов.

Основным методом столярных работ деревянного каркаса является соединение врезным и шипованным соединением. В этом соединении используется заглушка (Tenon), вставляемая в отверстие (Mortise). Затем в место соединения вставляется колышек, чтобы еще больше укрепить и стабилизировать его. Соединение «Врезка и шип» — это основной тип соединения, используемый в деревянных каркасах разной степени сложности. Ниже приведены некоторые способы использования врезных и шиповых соединений:

Плечевой врезной и шип

Стяжка врезная и шиповая

King Post с паутинами и украшениями, связанными с Mortise и Tenon.

Соединение «Ласточкин хвост» — это действительно древняя столярная техника, которая была найдена на мебели в гробницах египетских фараонов и китайских императоров. Сустав «ласточкин хвост» получил свое название от срезанных по диагонали пальцев, напоминающих хвостовые перья голубей. Эта форма удерживает соединение после того, как оно было собрано, и затрудняет его разъединение. В деревянных каркасах соединение «ласточкин хвост» используется для соединения прогонов крыши и балок перекрытия со стропилами и балками.

Соединение ласточкин хвост

Также известная как «Уздечное соединение», эта техника включает в себя врезку, которая открыта с одной стороны и образует форму вилки, позволяя шипу скользить внутрь. Затем соединение фиксируется штифтом. В деревянных каркасах этот стык используется для соединения общих стропил.

Язык и вилка

Также называемый «сварным соединением», это реже используемая столярная техника в деревянных каркасах. Этот метод заключается в том, что надрезы разрезаются на две части бруса, которые затем соединяются вместе встык и закрепляются штифтом в центре соединения.Это не одно из самых сильных соединений и обычно используется только тогда, когда кусок древесины должен быть длиннее, и вместо того, чтобы использовать более крупный кусок пиломатериала, два меньших куска соединяются вместе.

Шарфовый шарнир соединяет две бревна вместе в одну.

Это традиционные столярные методы, которые мы используем в Vermont Timber Works с момента создания деревянных каркасов в 1987 году. Есть вопросы о традиционных столярных технологиях? Задайте вопрос на нашей странице «Задайте вопрос экспертам» или оставьте нам комментарий ниже.

4 типа деревянных соединений и когда их использовать

Фото и изделия из дерева через Кейт Тейлор Creative Woodworking

Хороший плотник знает десятки различных видов столярных изделий. Самое сложное — знать, что и когда использовать.

Во-первых, давайте рассмотрим суставы, которые особенно удобны для начинающих. Они зависят от внешнего источника прочности, такого как винты, шлицы или клей.

Соединения стыковые

Это всего лишь два деревянных куска, прикрепленных перпендикулярно друг другу, часто с помощью гвоздей или шурупов.Они могут быть очень хорошими соединениями, но сами по себе не будут иметь структурной целостности.

Стыковые соединения могут быть полезны при грубой или простой работе, а также когда скорость важнее внешнего вида. Просто убедитесь, что ваша техника соединения подходит для работы (например, вам может понадобиться металлический угловой кронштейн для дополнительной прочности). Чтобы обработать стыковое соединение, вы можете либо зенковать, либо заткнуть отверстия для гвоздей / шурупов.

Винты с карманом

Фотография и изделия из дерева через Kate Taylor Creative Woodworking

Карманные столярные изделия отлично подходят для крепления деревянных деталей с разной ориентацией волокон — например, фартуков и ножек стола — или для изготовления лицевых рамок.Вы можете использовать его для усиления стыкового соединения. Поскольку шурупы забиваются гвоздями под углом в древесину, соединение намного прочнее, чем типичное стыковое соединение, когда шурупы входят непосредственно в торцевую поверхность.

Карманные столярные изделия быстрые и относительно прочные, но вам понадобится специальный кондуктор и сверло. Эти суставы не самые красивые, поэтому вам нужно придумать способ их скрыть.

Столярные изделия из печенья

Этот метод заключается в вклеивании деревянных «бисквитов» в прорези в древесине.Это отличный способ скрепить куски фанеры или другого искусственного материала, обеспечивающий достаточную поверхность для склеивания, а также прочность самого печенья.

Печенье хорошо подходит для изготовления корпусов, а также для усиления и выравнивания краевых швов, но компоновка может сбивать с толку, пока вы не освоитесь.

Соединения под углом

Я включаю сюда митры, потому что сами по себе они настолько же прочны, насколько скрепляет их клей.У них больше клеевой поверхности, чем у прямого стыкового соединения — плюс. Но стык по-прежнему имеет торцевую поверхность, которая, как известно, плохо впитывает клей.

Благодаря сверхпрочности новых клеев, небольшая коробка, сделанная только с использованием митров, обычно хорошо держится. Тем не менее, добавление сплайна — хорошая идея.

Митры со шлицами выглядят красиво, поэтому сам стык может добавить к дизайну. Самый большой минус — слабость. Вам также потребуется дополнительное время, чтобы правильно закрепить соединение, чтобы в нем не было зазоров.

Теперь, когда мы рассмотрели самые простые деревянные стыки, давайте перейдем к нескольким, которым требуется немного больше навыков #woodskill.

Соединение кромочное

Представьте себе: для вашего следующего проекта вам понадобится панель шириной 8 дюймов, но самая широкая доска, которая у вас есть, составляет всего 6 дюймов. Здесь на помощь приходит краевое соединение — просто склеивая доски рядом.

Я знаю, о чем вы думаете: две доски, приклеенные по краям, не могут быть прочными.Но вы будете удивлены, насколько крепок этот сустав на самом деле. Если вы попытаетесь сломать доску, древесина вокруг клеевого шва сломается раньше, чем клей.

Однако склеивание древесных волокон встык значительно ослабляет шов, поэтому его следует использовать только для расширения доски, а не для ее удлинения.

Шарнир типа ласточкин хвост

Столярные изделия типа «ласточкин хвост» известны своей популярностью в мире столярных изделий из дерева и, помимо своей прочности, часто используются для украшения.Концы частей (так называемые хвосты и штифты) сцепляются и образуют прочное соединение.

Обратите внимание на новичков: это соединение не совсем простое — плотно прилегающие «ласточкин хвост» считаются признаком хорошего столяра. Но даже если вы плохо разбираетесь в соединениях типа «ласточкин хвост», даже то, что сделано немного небрежно, может оказаться очень сильным.

Шарнир врезной и шипованный

Это соединение может выглядеть как стыковое соединение снаружи, но скрывается вне поля зрения шип (то есть выступающий кусок дерева), который входит в паз (выемку) другой детали, фиксируя дерево вместе.

Этот метод обеспечивает большую прочность и склеивание поверхности. Также существует множество разновидностей пазового и шипового соединения, включая паз и шип, которые включают клинья или штифты для фиксации соединения на месте.

Дадо шарнир

Одно из самых распространенных применений дадо-сустава? Полки. Этот метод соединяет два куска дерева с пазом, вырезанным в одну доску, в которую входит вторая доска.

Распространенных типов деревянных соединений, которые вы должны знать • 1001 поддон

Столярные изделия из дерева — одно из фундаментальных понятий в деревообработке.Как прикрепить поддоны? Почему вы соединили их таким образом? Вот список распространенных типов деревянных соединений и несколько примеров, которые могут помочь вам решить, как построить ремесло из поддонов. Это не подробное руководство о том, как делать деревянные швы, так как некоторые из них представляют собой более сложные техники. Вместо этого это просто инструмент, который поможет вам определить общие типы деревянных соединений, которые вы видите в сборках, и, надеюсь, даст вам идеи для вашего следующего проекта. Если вы профессионал в области столярного дела, ПОЖАЛУЙСТА, отправьте руководство о том, как выполнять некоторые из типов деревянных швов, перечисленных в этой статье.

Соединение стыковой древесины

Это, вероятно, тип деревянного шва, который мы, непрофессиональные мастера, чаще всего видим и используем.

Это всего лишь два куска дерева, которые прижимаются друг к другу — либо перпендикулярно, например, в рамке для картины, либо в одной плоскости, как когда мы склеиваем несколько досок бок о бок, чтобы получился кусок дерева большего размера ( для столешницы в качестве примера). Это деревянное соединение для грубых или деревенских работ. Его можно оставить видимым или утопленным и заполнить шпатлевкой для дерева или деревянными заглушками.В этом стыке нет ничего плохого, но автоматически он не становится стабильным или прочным, особенно если полагаться только на клей.

Давайте возьмем рамку для изображения в качестве примера. Если бы вы приклеили только торец одной доски к волокну другой, даже когда клей высох, было бы легко раздвинуть концы и разделить деревянное соединение. Итак, что мы можем сделать, чтобы сделать его сильнее?

Наиболее распространенными способами усиления швов древесины этого типа являются следующие:

1. Крепежные детали — для усиления соединения можно использовать гвозди, шурупы и даже металлические скобки.
2. Клей добавлен вместе с выбранной застежкой.
3. Дюбели — просверлить отверстия и приклеить / вставить деревянные дюбели.
4. Бисквиты — тонкие деревянные куски в форме глаз, прикрепленные с помощью инструмента для соединения печенья, который прорезает паз в форме полумесяца в двух соединяемых досках. Бисквит вставляется после приклеивания пазов, а стык дерева зажимается. Печенье особенно хорошо сочетается с фанерой и другими промышленными изделиями и обеспечивает большую поверхность для склеивания на небольшом пространстве.
5. Карманные столярные изделия — такие как столярные инструменты Kreg, в которых предварительно просверливаются отверстия под крепежные детали до гвоздей. Это сильнее, чем просто вкручивание в торцевую поверхность, и преимущество состоит в том, что ее можно скрыть. Карманные столярные изделия довольно быстрые и безопасные, , но , вам нужны специальные инструменты, чтобы сделать это правильно.

Однако другой пример изготовления столешницы из нескольких досок, склеенных волокном, может быть прочнее самого дерева, если приложить соответствующее усилие зажима.

Другой тип деревянного шва, который попадает в эту категорию, — это угловой шов. Давайте снова воспользуемся этой рамкой для изображения. Если вы будете обрезать два конца под углом 45 градусов, вместо того, чтобы просто прижимать одну прямую доску к другой, получится соединение под углом. Преимущество в том, что он обеспечивает немного большую поверхность склеивания. Как и в случае со всеми стыковыми соединениями, недостатком является то, что торцевая текстура древесины не любит хорошо впитывать клей, поэтому она всегда будет несколько слабой. Теперь, если вы сделаете небольшой легкий кусок, новые типы клея, вероятно, подойдут, но для более значительного предмета вам нужно подумать об усилении.

Простой и декоративный вариант — использовать шлиц. Шпонка — это не что иное, как надрез поперек стыка под углом, и в зазор с помощью клея вставляется либо дерево того же оттенка, либо дерево контрастного оттенка — например, шайба. После высыхания выступающие излишки можно обрезать и отшлифовать заподлицо. Это обеспечивает дополнительную стабильность — похоже на печенье, но не скрыто.

Деревянный шарнир с полунахлестом

Если вы делаете предмет мебели, в котором две доски нужно соединить посередине, а не только на концах, это удобный тип деревянного соединения, о котором следует помнить.Соединение внахлест — это место, где часть дерева удаляется с обеих досок, и в конечном итоге они соединяются вместе, как кусок пазла. Самый простой способ визуализировать это — изобразить вырезание канавки шириной 1 дюйм примерно на полпути через каждую доску. Когда две высеченные части совпадают, доски пересекаются, и одна сторона не будет выступать больше, чем другая. Это придает изделию красивый законченный вид. Поскольку с каждой доски удален материал, это немного ухудшает целостность, но, возможно, оно того стоит.Соединяемый участок можно просто приклеить, а можно добавить крепеж.

Прочтите : Где найти бесплатные планы деревообработки?

Деревянный шовник

Это еще один шов дадо, вырезанный по краю доски, а не по ее центру. Вы часто увидите, что его используют для соединения шкафов или изготовления коробок, где два края должны плотно прилегать друг к другу. Набор дадо или лезвие дадо — это тип диска для циркулярной пилы, который вы обычно используете на настольной или радиальной пиле.

Этот набор лезвий позволяет резать более широкий валок древесины, чем полотно для настольной пилы. Есть два распространенных типа наборов дадо: набор дадо и качающееся лезвие.

Соединение по дереву с пазом и пазом

Работали ли вы раньше с обшивкой, сайдингом или ламинатом? Тогда вы, вероятно, видели деревянное соединение с пазом и пазом. Обычно это деревянное соединение, используемое для скрепления двух досок по краям, а не по концам. Один конец изогнут так, что на нем имеется выступающая деталь (язычок), а совпадающая деталь имеет углубление (канавку).Они должны сцепляться и плотно прилегать друг к другу.

Этот тип деревянного шва может быть дополнительно усилен клеем (например, промышленными изделиями). Иногда гребень и паз прорезаются под небольшим углом, так что доски нужно прикреплять под углом, а затем толкать вниз, чтобы «зафиксировать» на месте — в наши дни в основном это полы из ламината. Это намного проще сделать с помощью подходящих фрез для маршрутизатора. Некоторые рубанки тоже так делают.

Соединение древесины ласточкин хвост

Красивый шов из массива дерева.Представьте себе причудливую шкатулку для драгоценностей, где вы можете видеть, как деревянные части сцепляются, как пальцы. Обычно не требуются гвозди или металлические крепежи, только немного клея, чтобы закрепить его. Надрезы точные, и может потребоваться несколько ударов, чтобы детали соединились друг с другом. Некоторые соединения типа «ласточкин хвост» расширены к концу, так что после блокировки они не могли высвободиться, если только они не выходили в том же направлении, в котором они были врезаны. Это прочные соединения, и, поскольку их можно разобрать только в одном направлении, они стабильны и терпят много злоупотреблений.Подумайте о старом ящике. Их часто связывают, и они выживают, дети! Подобный тип деревянного соединения — это соединение пальцев — это, как правило, ласточкин хвост, который сужается, а не расширяется к концу дерева.

Полуслепой шарнир типа «ласточкин хвост»

При соединении двух деревянных частей, вероятно, наиболее известным соединением является сквозное соединение типа «ласточкин хвост». Сквозной ласточкин хвост прочный и красивый, но бывают случаи, когда сквозной ласточкин хвост не самый эстетичный выбор.

Например, при соединении сторон ящика непосредственно с передней частью ящика нежелательно использовать сквозное соединение типа «ласточкин хвост», поскольку концы хвостовиков будут выступать через переднюю часть ящика.

В этом случае лучшим вариантом соединения типа «ласточкин хвост» является полуслепой «ласточкин хвост».

Прочтите : Какие основные советы по деревообработке?

Что такое полуслепой ласточкин хвост?

Полуслепой «ласточкин хвост» точен, как следует из названия: половина стыка «ласточкин хвост» видна, а другая половина — скрыта.Этот шарнир почти такой же прочный, как и сквозной ласточкин хвост, но используется в таких случаях, как описанный выше сценарий передней части ящика.

Создание полуслепых ласточкин хвост:

Традиционный метод создания полуслепого «ласточкин хвост» не сильно отличается от метода создания «ласточкин хвост», но следует помнить о некоторых моментах:

Участок доски, который нельзя разрезать (таким образом образуя глухую часть стыка), называется нахлестом. Перехлест доски никогда не должен быть меньше 1/8 дюйма, но никогда не должен превышать 1/3 толщины доски, чтобы обеспечить прочность соединения типа «ласточкин хвост».

Для резки полуслепого ласточкина хвоста используются следующие основные этапы:

1. Выровняйте концы двух частей квадрата.
2. Отметьте длину хвостовиков, которая равна ширине доски без нахлеста. Проведите линию плеч подходящей длины вокруг откидного борта.
3. Отметьте хвосты под нужным углом.
4. Обрежьте хвосты пилой «ласточкин хвост».
5. Удалите отходы между хвостовиками с помощью зубила со скошенной кромкой.
6. Используя готовые хвосты, отметьте булавки на доске, совместив срезы плеча со стороной доски, противоположной нахлесту.
7. Обрежьте штифты и удалите отходы зубилом.
8. Проверьте посадку соединения и при необходимости подрежьте штифты.

Использование зажимного приспособления «ласточкин хвост»:

В то время как почти все зажимные приспособления типа «ласточкин хвост» на маршрутизаторе могут прорезать «ласточкин хвост», только некоторые системы могут резать полуслепой ласточкин хвост. Помните об этом, покупая приспособление для крепления «ласточкин хвост» для своего магазина.

Процедура отрезания полуслепого «ласточкин хвост» с помощью зажимной системы «ласточкин хвост» во многом аналогична необходимой процедуре.

Отметьте глубину пропила на задней панели, исходя из ширины доски без нахлеста. Вставьте заднюю стенку в приспособление и отрежьте хвосты с помощью подходящей фрезы с ласточкиным хвостом. Затем, следуя инструкциям приспособления, отметьте и вырежьте полуслепые булавки на доске.

Сборка:

Полуслепой «ласточкин хвост» следует собирать точно так же, как и «ласточкин хвост»: сначала просушите стыки, чтобы проверить правильность посадки, затем разберите, нанесите тонкий ровный слой клея и соберите стык.При необходимости используйте резиновый молоток для фиксации стыка, а затем немедленно сотрите излишки клея, выходящие из стыка.

Секрет идеальных полуслепых ласточкиных хвостов:

Кроме того, как и в случае с ласточкиным хвостом, секрет полуслепого ласточкиного хвоста состоит в том, чтобы отрезать хвосты и маркировать штифты на основе хвостов. Как отмечалось выше, никогда не оставляйте на доске менее 1/8 дюйма, но не более одной трети ее общей ширины. Установите соединение всухую после разрезания штифтов и снимите с штифтов еще немного материала, только если посадка слишком тугая.

Скользящий шарнир из дерева «ласточкин хвост»

Из всех соединений типа «ласточкин хвост» скользящий «ласточкин хвост» может быть наименее известным, особенно среди новичков в деревообработке. Однако скользящий ласточкин хвост может быть самым универсальным из всех соединений типа ласточкин хвост. Он не только удобен для соединения двух стандартных частей под прямым углом, как в ящике или ящике. Тем не менее, его также можно использовать для соединения частей сборок, таких как дверцы шкафов или разделочные доски, прикрепления ножек стола к пьедесталам, соединения полок с корпусами шкафов и многого другого.

Что такое скользящее соединение «ласточкин хвост»?

Скользящее соединение типа «ласточкин хвост» выполняется путем отрезания одного хвоста по длине края доски, вставленного в соответствующий паз в форме штифта в приемной части ложи. Во многих случаях рекомендуется немного сузить паз в приемной детали, чтобы соединение было более плотным по направлению к задней части. Это облегчит скольжение сустава вначале, но затруднит его в конце и поможет предотвратить разъединение сустава в дальнейшем.

Как вырезать скользящее соединение «ласточкин хвост»:

Традиционно скользящий «ласточкин хвост» изготавливали путем вырезания хвоста и паза вручную и очистки компонентов долотом. Однако некоторые современные зажимные приспособления «ласточкин хвост» могут вырезать скользящие «ласточкин хвост» с помощью фрезы и сверла «ласточкин хвост». Хотя это может устранить некоторую загадочность сустава, это, безусловно, значительно упрощает повторение задачи и делает его намного быстрее.

Если у вас есть зажимное приспособление «ласточкин хвост», которое может разрезать скользящее соединение «ласточкин хвост», шаги для этого должны быть четко указаны в руководстве пользователя, прилагаемом к зажимному приспособлению «ласточкин хвост».

Читать : Где найти деревянные поддоны?

Деревянное соединение врезного и шипованного типа

Это один из самых старых видов деревянных швов. Это преувеличенная форма шпунта и канавки, когда один выступающий кусок дерева входит в зубчатый кусок другой доски или бруса. Врезка представляет собой квадратное или прямоугольное отверстие, вырезанное на одной доске. Шип — это соответствующая деталь, вырезанная в соединенной секции. Их можно приклеивать, вставлять дюбелями или закреплять, но некоторые из самых старых деревянных соединений устойчивы только благодаря тщательной столярке и ничему другому.Вы увидите много деревянных соединений этого типа на козлах или на открытых балках, где гвозди / фурнитура могут ухудшить общий вид детали.

Соединение по дереву со стыком под углом

Стыковое соединение — это самый простой стык для деревообработки, при котором два куска дерева стыкуются вместе (чаще всего под прямым углом друг к другу), но это не самый красивый стык, поскольку торцевая текстура одной из двух досок будет видно. Если вам нужен более привлекательный вариант, попробуйте стыковое соединение со скосом.Он не будет прочнее стандартного стыкового соединения, но вы не увидите торца.

Углы должны быть точными:

Как и в случае простого стыкового соединения, наиболее важным аспектом создания стыкового стыка со скосом является точное срезание углов. Для этого вам понадобится составная торцовочная пила.

Первый шаг — определить окончательный угол соединения и разделить это число на два. Для квадратного соединения (90 градусов) вам нужно сделать надрез под углом 45 градусов на каждой из двух соединяемых досок.Если две заготовки одинаковой ширины, два обрезанных конца должны идеально совпадать.

Вы также можете использовать стыковые соединения со скосом при создании других соединений с другими углами. Например, если вы делаете восьмиугольную рамку изображения, каждый из восьми углов будет составлять 45 градусов (а не 90 градусов в предыдущем случае). Таким образом, вы должны вырезать 22 1/2 градуса на каждом конце, чтобы создать стыковые соединения.

Клей удерживает соединение:

Как и в простом стыковом соединении, клей является средством фиксации соединения.Однако, поскольку обе стороны клеевого шва будут на пористой торцевой поверхности, вам, вероятно, потребуется больше столярного клея, чем приклеивание к боковому волокну.

СОВЕТ: Обязательно высушите детали перед нанесением клея, чтобы обеспечить правильную посадку.

Например, если вы делаете раму для картины, обрежьте ее по всей длине и углам, проверьте прямоугольность рамы и убедитесь, что стыки не имеют зазоров перед нанесением клея.

Используйте механические крепежные детали для увеличения прочности:

Как и в случае простого стыкового соединения, стыковое соединение со скосом не обладает большой прочностью.Таким образом, вы можете усилить соединение с помощью гвоздей, стержней или шурупов, чтобы придать соединению поперечную прочность. Если вы используете твердую древесину, не забудьте предварительно просверлить перед установкой шурупов, чтобы избежать раскалывания.

Деревянный шарнир Дадо

Использование дадо — очень функциональный и надежный метод соединения двух частей ложа. Когда вы научитесь вырезать дадо, вы обнаружите, что эти столярные соединения особенно полезны при сборке шкафов или книжных полок.

Дадо — это паз, вырезанный в одном куске дерева, в который плотно входит другой кусок дерева.Например, при создании книжной полки с использованием приклада толщиной 3/4 дюйма можно вырезать канавку шириной 3/4 дюйма в стандарте полки, а затем приклеить полку к этой канавке.

Методы вырезания дадо:

Есть несколько различных методов вырезания дадо. Вероятно, наиболее распространенный способ — использовать на настольной пиле резак для головы дадо. Он состоит из двух пильных полотен диаметром 8 дюймов и толщиной 1/8 дюйма с некоторыми отбойными молотками на 1/8 и 1/16 дюйма между ними. Добавляя или удаляя измельчители, вы можете получить канавку практически любой ширины от 1/4 ″ до 3/4 ″.

Более широкие пайетки можно разрезать, продев через пилу более одного прохода. Набор фрез с головкой дадо должен использоваться только на настольной пиле или на некоторых пилах с радиальным рычагом (проверьте документацию на инструмент, чтобы узнать, подходит ли ваша настольная пила или радиальная пила для резки штабелированной головки дадо). Не пытайтесь использовать набор для резки головок дадо на циркулярной пиле, так как это будет чрезвычайно опасно.

Другой вариант — набор дадо «качания». Это однопильный полотно, установленное на регулируемом шпинделе.Регулировка угла лезвия на шпинделе изменит ширину дадо. Хотя они намного дешевле, чем набор для резки головок дадо, результаты гораздо менее предсказуемы и, по моему опыту, редко приемлемы.

Я сопротивлялся желанию купить качающийся дадо и откладывать свои копейки на качественный сложенный дадо набор. Я также не совсем уверен в безопасности использования качающегося лезвия.

Резка дадо маршрутизатором:

Еще один популярный метод резки палочек — использование фрезы для прямой резки.При использовании фрезера для резки дадо имейте в виду, что вам нужно немного снизить скорость резания и отрегулировать глубину более чем на один проход, чтобы не поджечь бит или дерево.

Используйте прямую кромку для направления маршрутизатора, чтобы обеспечить прямой путь. Имейте в виду, что использование фрезы 3/4 дюйма позволит вырезать дадо немного больше, чем лист фанеры 3/4 дюйма (толщина 23/32 дюйма). В то время как биты размером 23/32 дюйма коммерчески доступны, использование бита 1/2 дюйма и двух проходов обеспечит желаемые результаты.

Что следует помнить:

При разрезании дадо старайтесь избегать прорезания ложа глубже 1/3 длины ложа, на которое устанавливается дадо, чтобы не ослабить ложу. Например, при нарезке дадо на стандартной полке 3/4 дюйма, сделайте так, чтобы ваш дадо вырезал 1/4 дюйма стандартной полки.

Также могут быть случаи, когда дадо не следует обрезать всю длину ложа. В этом случае лучше всего отрезать дадо на столе маршрутизатора.

Установите забор нужной ширины и отметьте карандашом точки начала и остановки для резки дадо на заборе.После запуска фрезерного станка наденьте приклад на верхнюю часть головки (удерживая ее напротив ограждения) и опустите на резак. Сдвиньте приклад до упора, затем отодвиньте приклад на дюйм или около того, прежде чем выключить двигатель. Подождите, пока режущая головка перестанет вращаться, прежде чем снимать приклад со стола.

Деревянное печенье с начинкой

Для некоторых типов стыков, связанных с обработкой древесины, таких как стыки кромок, стыков под углом, тройников и угловых стыков, едва ли есть лучший выбор, чем стыки печенья.Правильно вырезанные стыки печенья получаются прочными и точными, особенно при вырезании пазов с помощью деревообрабатывающего инструмента, называемого стыковщиком печенья (или стыковщиком плит).

Что такое печенье?

Печенье — это тонкий кусок сжатой древесной стружки овальной формы, обычно изготавливаемый из древесины бука.

При вклейке в пазы, точно прорезанные ножом для печенья, и влага от клея вызывает разбухание печенья и затягивание соединения.

Печенье обычно бывает трех размеров:

• # 0 — 5/8 ″ x 1-3 / 4 ″
• # 10 — 3/4 ″ x 2-1 / 8 ″
• # 20 — 1 ″ x 2-3 / 8 ″

Бисквит фрезы должны иметь возможность точно разрезать все три размера.

Печенье какого размера использовать?

Как правило, старайтесь использовать печенье максимально большого размера, так как это придаст наибольшую прочность суставу. В большинстве случаев используйте печенье №20, но при работе с более узким материалом переключайтесь на печенье меньшего размера.

Сквозные швы:

Самый распространенный тип шва для печенья — это стык «край к краю». Это часто используется для склеивания столешниц из досок разной ширины и одинаковой толщины, где печенье используется вдоль запланированных длинных краев досок.

Чтобы склеить столешницу из различных досок, расположите доски бок о бок так, чтобы края каждой доски были повернуты в направлении, противоположном направлению предыдущей доски. Это поможет сохранить устойчивость столешницы при расширении или усадке досок.

После того, как доски займут правильное положение, с помощью карандаша сделайте отметки на стыках через каждые 4-6 дюймов. Это будут центральные линии для прорезей для печенья.

Затем разделите доски и отрегулируйте стыковочное устройство для печенья в соответствии с размером стыка для печенья.В случае стыков «край к краю» вы, скорее всего, будете использовать большой размер №20.

Поместив направляющую планку поверх заготовки (перпендикулярно краю), совместите направляющую для резки с отметкой карандаша. Удерживая упор на месте, запустите пилу и, когда двигатель наберет полную скорость, плавно погрузите лезвие в приклад, пока не сможете толкать дальше. Затем полностью втяните лезвие и повторите операцию на следующей отметке.

Когда все прорези будут вырезаны, равномерно нанесите небольшое количество клея на прорези на одном крае и вставьте печенье.Затем нанесите такое же количество клея на противоположные прорези на другом крае и соедините две доски.

Вам нужно быстро приклеить каждый край столешницы, а затем зажать всю сборку. Затяните зажимы так, чтобы все зазоры полностью закрылись, но будьте осторожны, чтобы не выдавить их настолько сильно, чтобы клей в стыках не выдавился. Если клей все-таки выдавливается из стыков, не забудьте немедленно стереть его, чтобы в дальнейшем не повредить отделку.

Карманный деревянный шарнир

Карманные соединения — это не что иное, как винт, который по диагонали вбивается через одну доску в другую.Карманные соединения очень похожи на дюбельные и врезные и шипованные. Для создания правильного карманного соединения путь для винта должен быть предварительно просверлен во избежание раскола головки. Хотя это можно сделать на глаз, более простой метод просверливания прочных карманных соединений — использование зажимного приспособления для отверстий.

Винт вбивается через изголовье в заднюю бабку. Клей не требуется, так как винт будет надежно удерживать соединение, но клей добавит прочности соединению.

Карманные приспособления для отверстий:

Усовершенствования в технологии зажимного приспособления для карманных отверстий в последние годы сделали карманные соединения не только легкими, но и часто предпочтительными в определенных приложениях, таких как многие типы лицевых рам.

Существует множество различных карманных соединений, но основная идея — это приспособление с механически обработанным алюминиевым направляющим цилиндром, расположенным под точным углом в приспособлении. Затем зажимное приспособление крепится к изголовью, и специальная коронка того же диаметра, что и отверстие (с гораздо меньшей коронкой на наконечнике), используется для просверливания алюминиевого цилиндра в изголовье.

После того, как отверстие для кармана просверлено в изголовье, откидной борт зажимается на место, и через отверстие кармана в откидной борт вбивается винт.Если клей добавлен для усиления стыка, его следует нанести на стыковочную поверхность между задней стенкой и изголовьем, прежде чем вставлять винт (ы).

Популярные виды использования карманных шарниров:

Хотя чаще всего карманные соединения используются в лицевых каркасах, существует множество других возможных применений. Карманные соединения можно использовать для соединения краев, чтобы сделать столешницу или столешницу шкафа. Они также удобны при прикреплении относительно толстой кромочной ленты к фанере или столешнице. Карманные соединения могут даже соединять угловые соединения в проектах деревообработки, например, распорки для опор для ног.

Деревянный шарнир Box

Соединение «ласточкин хвост» — это классический, красивый и прочный метод соединения двух частей приклада. Однако бывают случаи, когда ласточкин хвост не лучший выбор.

Например, что, если вам нужно соединить два куска фанеры, а не твердой древесины? Использование ласточкин хвоста для крепления фанеры значительно повысит вероятность расслоения фанеры при испытании стыка во время сухой сборки.

Что делать, если у вас не было доступа к приспособлению «ласточкин хвост» и маршрутизатору?

Или, может быть, вы не хотели пилить ласточкин хвост вручную? Есть ли другой вариант, кроме ласточкин хвоста, для использования в ваших деревообрабатывающих проектах?

Совершенно верно.Простая альтернатива «ласточкин хвост» называется коробчатым шарниром. Как вы можете видеть на изображении справа, коробчатое соединение очень похоже на ласточкин хвост, с той разницей, что пальцы в коробчатом соединении имеют прямоугольную форму, а не форму ласточкина хвоста.

Есть несколько способов разрезать стыки коробки. Конечно, вы всегда можете сделать это с помощью пилы и стамески в форме ласточкина хвоста. Просто выберите ширину пальцев, которые будут равномерно делиться на ширину ложа. Другими словами, если ваша ложа имеет ширину шесть дюймов, то палец шириной в полдюйма позволит использовать двенадцать пальцев, по шесть на каждую часть ложа.

Обработка пальцев:

Если вы не хотите отрезать пальцы вручную, их можно обработать двумя способами. Во-первых, почти все зажимные приспособления типа «ласточкин хвост» могут разрезать стыки коробов. Хотя вы должны проверить документацию, прилагаемую к вашему зажимному приспособлению, чтобы получить точные инструкции, настройка аналогична обрезке хвостовика соединения типа «ласточкин хвост», за исключением того, что бит будет прямой насадкой, а не сверлом «ласточкин хвост».

Еще более простой способ — использовать на вашей настольной пиле рамный кондуктор со сложенным набором дадо.Определите ширину каждого пальца, затем установите сложенный дадо на эту ширину. Установите глубину пропила на ту же высоту, что и толщина приклада.

Затем прикрепите обрезок ложа к угловому калибру.

Лом должен быть достаточно широким, чтобы при прикреплении к угловому калибру он выходил за лезвие не менее чем на дюйм и не менее чем на два дюйма за пределы углового калибра с левой стороны.

Убедитесь, что угол наклона с прикрепленным к нему куском лома расположен перпендикулярно лезвию, а затем пропустите лом через пилу.

Затем удалите обрывок из калибра, переместите его вправо на ширину в два раза больше ширины пальцев и снова прикрепите к измерителю угла наклона. Например, если пальцы (и, следовательно, сложенный набор дадо) имеют ширину 1/2 дюйма, вам следует переместить обрезок на один дюйм вправо и снова прикрепить его к угловому калибру.

Теперь отрежьте небольшой кусок приклада той же ширины, что и пальцы, который войдет в вырез, который вы сделали на обрезке. Однако эта деталь должна быть как минимум вдвое длиннее ширины заготовки.Прикрепите эту деталь к выемке в обрезке с помощью шурупа для дерева снизу, расположенного так, чтобы выступать вперед из обрезка к пильному диску. Это будет служить мерой для порезания пальцев.

Наконец, убедитесь, что угол наклона по-прежнему перпендикулярен лезвию, включите пилу и прорежьте новую выемку в обрезке в ее текущем положении.

Разрезание пальцев шарнирного соединения:

Теперь, когда у вас есть приспособление, возьмите одну из заготовок и поставьте ее на конец, плотно прижав к обрезку и вплотную к небольшой направляющей, которую вы прикрепили к выемке на обрезке.Плотно прижмите приклад к куску лома и пропустите его через пилу. После того, как лезвие очистится, проденьте весь узел обратно через лезвие, стараясь плотно прижать заготовку к обрезку. Вы только что отрезали первый палец и сделали надрез нужной ширины.

Теперь, когда калибр и заготовка находятся на расстоянии от лезвия, переместите заготовку вправо и наденьте только что вырезанную выемку на маленькую направляющую. Плотно прижмите приклад к обрезку и прорежьте следующую выемку так же, как и первую.

Продолжайте вырезать насечки до тех пор, пока не будут сформированы все пальцы заготовки.

Противоположная заготовка разрезается аналогично, за исключением того, что первый разрез выполняется не так, чтобы заготовка находилась напротив направляющей. Вместо этого внешний край этой детали должен быть заподлицо с внешним краем лезвия дадо. Его можно легко расположить, совместив внешний край заготовки с краем выемки в обрезке. Как только они будут выровнены, сделайте первый надрез, затем продолжайте, используя указанную выше направляющую.

После того, как все пальцы на обеих сторонах соединения сформированы, убедитесь, что соединение выполнено всухую. Однако, если вы построили кондуктор правильно, стыки всегда должны быть идеальными.

Сборка:

Для сборки муфт коробки нанесите тонкий слой клея на все стыковые поверхности, соедините стык и при необходимости зажмите. Этот тип столярных изделий отлично подходит для изготовления коробчатых конструкций, таких как ящики. Тем не менее, вам нужно быть немного более внимательными к сохранению прямоугольной формы коробки при зажиме, чем при использовании ласточкин хвоста.

Тем не менее, коробчатый шарнир — относительно прочный и полезный шарнир, сборка которого может доставлять массу удовольствия. Он не такой элегантный, как ласточкин хвост, но, безусловно, очень уместен в некоторых обстоятельствах.

Исторические столярные соединения шарфов и стыков: современное состояние | Heritage Science

Важность статического анализа столярных стыков

Разработка и оценка статического поведения существующих столярных стыков является важным вопросом. Это связано с тем, что существует большое количество сохранившихся конструкций с такими стыками, которые часто требуют консервативных вмешательств.Более того, отсутствуют достаточные знания о поведении таких соединений и отсутствуют стандартные рекомендации по их конструкции, необходимые для проведения ремонта или замены. В принципе, можно выделить три вида подходов к статическому анализу: экспериментальное исследование, аналитические расчеты, численное моделирование. Первые два подхода являются основным источником данных, используемых для дальнейшего анализа. Они также позволяют верифицировать численные модели.

Основными аспектами и задачами анализа столярных соединений были, прежде всего, следующие [10]:

• определение жесткости и несущей способности соединения в зависимости от нагрузки,

• механические свойства древесины,

• проверка сжимающих напряжений перпендикулярно зерну между поверхностями соединяемых элементов (неизвестные площади поверхностей давления и неравномерное распределение напряжений, сжатие под углом к ​​зерну, протяженность фактической зоны контакта в соответствии с рекомендованными стандартами [1]),

• проверка распределения касательных напряжений в соединении.

Поскольку столярные соединения представляют собой важный аспект при анализе деревянных конструкций, исследования их статического поведения, методов ремонта и усиления продолжаются.

Исследования столярных соединений в исторических сооружениях проводились и продолжают проводиться многими исследователями во многих различных регионах Европы (в основном в Италии и Португалии, но также в Великобритании, Германии и в последнее время в Чешской Республике. ), а также глобально (например,грамм. в США и Японии). Современное состояние / обзор современных исследований и анализа исторических стыков столярных изделий представлено в таблицах 1 и 2. Основное внимание в анализе уделялось зубчатым соединениям (среди прочего, в [20,21,22]) и шиповым швам. суставы (среди прочего, в [23,24,25]). Анализы также были сосредоточены на затяжке шиповых соединений с помощью штифтов и штифтов (например, в [26]). В настоящее время ведутся исследования поведения соединений при статической нагрузке, а также при динамической нагрузке (среди прочего, в [27,28,29,30]), а также по определению видов разрушения (например.грамм. в [7]). Исследования касаются как самих суставов, так и целых структур, например стропильные фермы (в том числе в [31,32,33,34]). Также предлагаются методы усиления традиционных швов (например, в [11, 35,36,37]). Они, однако, относятся, прежде всего, к соединениям с надрезом, а также к соединениям с пазами и шипами. Исследований изгибных соединений явно меньше. Более того, все исследователи, проводившие исследования изгибных суставов (в Чешской Республике [38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50], Великобритании [51] или Германия [16, 17]) подчеркивают тот факт, что все еще необходимы исследования, чтобы дать адекватное описание статического поведения суставов и предложить наиболее эффективные методы ремонта или укрепления этих суставов.

Таблица 1 Обзор современных исследований и анализа исторических столярных стыков Таблица 2 Обзор исследований и анализа различных типов исторических столярных стыков

Изгибные стыки

Kunecký et al. проведены испытания стыков косынки с наклоном на изгиб с наклонными гранями (описанные в [38,39,40, 46,47,48,49]). Экспериментальные испытания и численный анализ были направлены на определение эффективного поведения соединения по отношению к механическим параметрам.Было проанализировано влияние количества штифтов, геометрии и расположения соединения по длине балки на ее несущую способность и жесткость. Испытания проводились на моделях балок длиной 6 м с диагональным поперечным сечением 200 на 240 мм и включали испытания на трех- и четырехточечный изгиб. Модель, использованная этими исследователями, представлена ​​ниже (рис. 4).

Рис. 4

Модели балок с притертыми стыками косы с наклонными поверхностями, подвергнутые трехточечным испытаниям на изгиб (ВЕРХНЕЕ) и четырехточечным испытаниям (ВНИЗ) в соответствии с [47]

Было определено, как различные параметры влияют на статическое поведение соединяемого элемента и какое изменение представляет собой наиболее выгодное решение [39].Испытания показали, что в этом случае наиболее эффективным решением было соединение, состоящее из трех колышков с равными выемками, равными половине ширины каждого из соединяемых элементов. Расположение шарнира ближе к опоре увеличивает несущую способность балки (ограничивающие силы вокруг штифтов). Уменьшение длины стыка приводит к снижению несущей способности и жесткости балки (увеличение усилий на штифтах). На практике, по мнению исследователей, для 6-метровой балки 1.Наиболее выгодным решением было соединение косынки длиной 38 м с наклонными гранями и тремя деревянными колышками, расположенными на одной пятой длины балки от опоры. По прочности (несущей способности), жесткости и качеству изготовления. Это относится к ситуации, когда необходимо заменить конец балки. Авторы подчеркивают, что при обнаружении таких швов во время ремонтных работ необходимо учитывать, прежде всего, необходимость сохранения как можно большего количества исходного материала и максимально возможного ограничения повреждений, которые в первую очередь привели к вмешательству. .Более того, было определено, что использование проанализированного соединения могло обеспечить 65–75% несущей способности исходной балки, в то время как ее жесткость в значительной степени не изменилась.

В [47, 49] представлены отчеты об исследованиях соединения с одиночным штифтом. В ходе исследования изучалось влияние отдельных геометрических параметров. Были проведены экспериментальные испытания, а результаты были впоследствии подтверждены численным анализом. Модели были подвергнуты испытанию на четырехточечный изгиб для получения изгиба без сдвига и испытанию на трехточечный изгиб для получения изгиба со сдвигом.В испытании использовался стальной штифт. Также были представлены типичные виды разрушения для испытанных соединений: разрушение материала вокруг штифта и растрескивание древесины из-за напряжения сдвига, а также разрушение диагональной поверхности, вызванное силой, приложенной перпендикулярно волокну. Результаты испытаний подтверждают высокий уровень жесткости по сравнению с эталонной сплошной балкой, который зависит от положения штифта, поскольку это влияет на распределение сил в соединении. Угол наклона стыка имеет наибольшее влияние на жесткость.Вертикальное расположение штифта и его размеры меньше влияют на результат. Несущая способность соединения поддерживается на уровне более 50% по сравнению со сплошной балкой. Результаты численного анализа показывают, что конфигурация соединения (геометрия и количество соединителей) мало влияет на несущую способность элемента [46, 47].

Испытания того же соединения в сложных условиях нагружения описаны в [40]. Они должны были отражать фактическую нагрузку на элементы деревянного каркаса крыши: сжатие с изгибом в случае стропил и растяжение с изгибом в случае элементов каркаса.Экспериментальные испытания проводились на моделях меньшего масштаба. Затем последовал более широкий численный анализ, основанный на применении метода конечных элементов. Прочность и жесткость шва оценивались с точки зрения реставрационных вмешательств в исторические конструкции с учетом их эстетики (для одинарных и двойных швов внахлест, так называемых уздечных) (рис. 5).

Рис. 5

Модели одинарных (левая сторона) и двойных (правая сторона) диагональных стыков внахлест — так называемые уздечки согласно [38]

На основании своего анализа [38, 40] авторы делают вывод, что когда при ремонте стропил (подверженных изгибу и сжатию) рекомендуется применять стыки с наклоном плоскостей 60 °, тогда как в случае балок, подверженных изгибу и растяжению, угол стыка 45 ° более выгоден (как с точки зрения несущая способность и жесткость).Более того, исследование показало, что разрушение соединений в растяжных балках связано с несущей способностью используемых соединителей с колышками. Авторы описывают режим разрушения, по которому можно оценить несущую способность и жесткость соединения. Это правда, что стыковые соединения сложнее и требуют много времени, но они являются более выгодным решением с точки зрения механики по сравнению с простыми стыковочными соединениями. В результате это решение, рекомендованное авторами при ремонте балок, требующих большей несущей способности.Также было подсчитано, что с этим типом соединения несущая способность таких балок составляла прибл. 60% исходной (сплошной) балки, и был также сделан вывод, что жесткость составной балки существенно не изменилась.

Помимо экспериментальных исследований и численного анализа, авторы провели также тесты с использованием корреляции цифровых изображений, в частности, в соответствии с [34, 47, 48]. Было подчеркнуто, что преимущества использования различных методов тестирования дополняют друг друга и, таким образом, приводят к лучшим (более точным) результатам.

В [48] авторы использовали этот метод для исследования длины контакта на диагональной поверхности стыка. Этот параметр влияет на распределение напряжений и составляет важную часть анализа всей конструкции. Авторы отмечают, что в литературе этот вопрос не обсуждается, за исключением нескольких описаний расшатанных соединений с ограниченной зоной соприкосновения соединяемых поверхностей. Обычно предполагается, что зона контакта охватывает всю длину и остается неизменной во времени (идеальный случай), тогда как в действительности может быть совсем иначе.Использованный авторами метод исследования эффективен и позволяет быстро получить важную информацию о зоне контакта. Полученные значения контактной длины различались в зависимости от модели несущей (четырех- и трехточечный изгиб).

Вопрос о режимах разрушения композитных балок исследовался, в частности, в [39, 48]. В численном анализе, основанном на методе конечных элементов, проведенном авторами, режим разрушения связан с распределением сил вокруг штифтов и разрушением древесины в результате растягивающих напряжений, перпендикулярных направлению волокон в районе штифта. проемы.Выход из строя всего соединения происходит при выходе из строя штифтового соединителя, так как он подвергается наибольшей нагрузке. Величину разрушающей нагрузки можно оценить, применив стандарты или параметры из литературы, основанные на теории Йохансена, которая предполагает пластическое разрушение. Некоторые исследователи полагают, что следует также рассмотреть метод разрушения при хрупком расщеплении (см., Например, [39, 48]).

In Milch et al. [34] описывают поведение дюбелей, построенных в моделях технического масштаба из древесины сосны ( Picea abies L.Karst.) И древесины дуба ( Quercus robur L.) с учетом различных размеров дюбелей (диаметром 12, 16, 20 и 24 мм). Соединения подвергались растягивающему напряжению в соответствии со стандартами EN 339 и EN 26 891. Авторы определили модули проскальзывания и нагрузки на основе перемещений и распределения силы, исследованных для дюбелей разного диаметра с помощью метода корреляции цифровых изображений, а также на основе теоретических соображений, которые включали, в частности, теорию Йохансена.

Fajman et al. (среди прочего, в [41,42,43,44,45, 50]) связывают аналитические модели и результаты экспериментальных исследований, касающихся стыков с зазубринами и косых стыков в вертикальных плоскостях с помощью штифтов или ключей (рис. 6). Их можно использовать, например, для ремонта изгибных элементов, например конструкционные потолочные балки [41].

Рис. 6

Рифленые стыки и косые стыки в вертикальных плоскостях со штифтами или шпонками согласно [44]

В ходе исследования были проанализированы стыки в различных конфигурациях, т.е.е. с усилением колышками и штифтами, а также в разных местах по длине балки испытываемых соединений (в конце балки, в середине пролета балки). Элементы были подвергнуты испытанию на изгиб в трех или четырех точках в зависимости от местоположения. Авторы исследования утверждают, что в большинстве случаев решающим фактором для этих элементов является предельное состояние по пригодности к эксплуатации [44]. Трудно было точно определить силы, возникающие в зазубрине и стыке косынки шпонками (рис.7а) и штифтами (рис. 7б). Также точно не известно, какой угол наклона и какое количество колышков является наиболее выгодным. По мнению авторов, такие соединения с четырьмя колышками рекомендуются, например, в Германии, что не оправдано с точки зрения статики (механики) соединения. Авторы констатируют отсутствие существенной разницы в статическом поведении шарниров с двумя и четырьмя колышками [41, 44].

Рис. 7

Схема, показывающая распределение сил в соединениях a с двумя шпонками, b с двумя штифтами [44]

Соединения с штифтами повсеместно используются при ремонте исторических деревянных конструкций [43, 50 ].Можно использовать деревянные ключи (булавки) или их комбинации. В настоящее время в литературе практически нет информации о статическом поведении таких соединений, хотя это необходимо современным инженерам. Анализ этих авторов приводит к некоторым практическим выводам. Значения, полученные для смещений, совпадают при расчетах с использованием аналитических методов и при экспериментальных испытаниях стыков и косых стыков в элементах, нагруженных изгибающим моментом и усилием сдвига.Значения жесткости соединений штифтов и кламмеров сопоставимы [41, 44]. В случае, когда решающим фактором является предельное состояние эксплуатационной пригодности, несущая способность соединения используется не полностью. В таком случае эффективность обоих решений сопоставима.

Результаты исследования, проведенного в Университете Бата в Великобритании командой Walker, Harris, Hirst et al. [51] касаются статического поведения шарнирных соединений, которые наиболее часто встречаются в исторических зданиях по всей Англии.Исследование суставов включает: недостаточно скошенный приклад в разрезанном пополам шарфе с двумя штифтами, разрезанном пополам и ограниченном двумя штифтами, косоугольном и скошенном шарфе с ключом и четырьмя штифтами, а также разрезанном пополам и уздеченном шарфе с четырьмя штифтами. Авторы подчеркивают, что создание отверстий для штифтов потребовало смещения обоих соединяемых элементов, чтобы обеспечить затяжку соединения после вставки штифта (см., Например, [9]). Проанализированные соединения представлены ниже (рис. 8).

Рис. 8

Соединения и шарфы, проанализированные в исследовании [51]: скошенный стык в разрезанном пополам шарфе с двумя штифтами, b разрезанный пополам и скрепленный двумя штифтами, c стопор- косынка со скошенным концом и четырьмя штифтами, d шарф с полукруглым торцом и четырьмя штифтами

Экспериментальные исследования [51] проводились на балочных моделях 2.Соединение длиной 5 м с использованием перечисленных выше соединений и сплошных балок 1,5 м для сравнения результатов. Элементы были подвергнуты испытаниям на четырехточечный вертикальный и боковой изгиб для достижения чистого изгиба. Были определены пути статического равновесия (графики нагрузки-прогиба), которые послужили основой для сравнения результатов для вариаций и параметров соединения по отношению к сплошным балкам. Был определен коэффициент производительности или нагрузка и жесткость составной балки по отношению к сплошной балке. Наибольшая жесткость наблюдалась в случае соединения, разделенного пополам и уздечки, и соединения косы с упором в ответ на вертикальный изгиб . Наибольшая несущая способность отмечена у шпонки в стыке с упором в косяк (28% по сравнению со сплошной балкой) и в косой балке с торцевыми половинками и уздечками с четырьмя штифтами (24% по сравнению со сплошной балкой) при изгибе в вертикальной плоскости. Авторы сообщают, что все балки изначально демонстрировали почти линейное поведение при небольшой нагрузке, даже несмотря на то, что дерево было описано как материал, который не является линейно неупругим. Все соединения были охарактеризованы как демонстрирующие пластичность при нагрузке и до разрушения.Также описаны виды отказов. Поскольку штифты в испытанных соединениях были изготовлены из высококачественного материала, разрушение было вызвано повреждением древесины балки, а не штифта. В выводах были выделены важные факторы, которые необходимо учитывать при проектировании этих типов соединений: длина соединения, оптимизация использования штифтов и ориентация соединения по отношению к направлению нагрузки. Однако исследователи подчеркивают, что полученные результаты не совсем надежны хотя бы из-за получения в некоторых случаях аномально высокого значения КПД.Чтобы получить надежные результаты, необходимо провести дальнейшие и более подробные испытания соединений, описанных выше.

В Mirabella-Roberti и Bondanelli [15] представлены отдельные анализы изгибных элементов, которые представляют собой так называемые составные балки, соединенные в продольном направлении с помощью косых стыков с упором. Применив численный анализ, авторы обнаружили места, где вероятнее всего возникнут самые высокие концентрации напряжений, особенно вблизи краев стыка (рис. 9).

Фиг.9

Карта напряжений, показывающая места концентрации на основе численного анализа в соответствии с [15]

Rug et al. В [16, 17] представлены правила формирования и определения размеров балок, описанные выше, на основе литературы до 1970-х годов. Сегодня трудно разобраться в правилах строительства или реконструкции таких элементов. По этой причине в Университете Эберсвальде в Германии было проведено исследование для определения несущей способности таких элементов и их статического поведения, описываемого в терминах смещения из-за влияния приложенной к ним нагрузки.Экспериментальные испытания проводились на физических моделях, построенных в техническом масштабе 1: 1 (размеры были определены как размеры существующей деревянной каркасной конструкции башни одной из церквей Германии), а также на моделях в масштабе 1: 2. Были проведены испытания на изгиб (в соответствии с EN 408), и была получена средняя несущая способность 57 кН. Была определена кривая нагружения-смещения, а также модуль смещения соединения в физической модели (в соответствии с EN 26891).Описанные экспериментальные модели представлены ниже (рис. 10).

Рис. 10

Модель составной балки, соединенной стыками косых упоров, и модель стыка и всего элемента [17]

В исследованиях также представлены способы расчета параметров композитных балок, подвергнутых испытаниям: Метод расчета параметра γ (параметр, введенный в процедуру EN при расчете эквивалентной жесткости на изгиб для сложного сечения) представлен в приложении B стандарта EN 1995 (при условии, что нагрузка распределяется равномерно по всей длине балки), аналогия поперечной силы метод, включенный в качестве приложения к национальному (немецкому) стандарту EN 1995, и метод конечных элементов.Эти расчеты возможны, если известно значение модуля смещения шарнира. Стоит отметить, что и в этом случае авторы подчеркивают необходимость дальнейших исследований по этой теме.

Исследования по соединению композитных элементов косыми соединениями также были предприняты, в частности, Сангри и Шафер в Балтиморе, США [52, 53] для шарнирного соединения с разрезом пополам и со скошенной кромкой и шарнира с упором и косой кромкой с ключом. Эти соединения использовались в традиционных деревянных конструкциях, например. в мосту Моргана, на котором представлены исследователи.В их исследованиях использовались соединения реальных масштабных моделей. Результаты экспериментальных испытаний подтверждены численным анализом (рис. 11).

Рис. 11

Численные модели стыков с упором в косынку, представленные в [52, 53]

Исследователи подчеркивают, что этот тип соединения следует анализировать как элемент, который функционирует в сложных условиях нагружения: изгиб при растяжении. В случае разделенного пополам и скошенного стыка косы [52] авторы описывают два режима разрушения для соединения: разрушение при сдвиге параллельно волокну или разрушение при растяжении перпендикулярно волокну.Исследования показывают, что жесткость соединения мала по сравнению с жесткостью твердого элемента. В случае стыков со шпонками и шпонками [53], исследователи пришли к выводу, что ориентация шпонки имеет наибольшее влияние на статическое поведение шва, поскольку она создает сжатие, перпендикулярное волокну. Помимо этого, они обращают внимание на наличие стяжных болтов, которые необходимы для поддержания соединения. В таких случаях можно получить разрушение при сдвиге параллельно волокну, что позволяет создать более высокий уровень напряжения.Авторы отмечают, что соединения можно моделировать на основе контакта между элементами, используя значение жесткости, полученное из экспериментальных данных. Жесткость рассматривалась с точки зрения линейной эластичности. В качестве модели материала был использован поперечно изотропный материал. Кроме того, моделирование боковых зазоров в стыке с косым упором без ключа позволило количественно определить снижение жесткости стыка.

Растягивающие соединения

Некоторые исследования были сосредоточены на соединениях со шпонками (включая стыки с косой кромкой), которые подвергались растягивающей нагрузке (в том числе [7, 37, 54, 55]).Представлены виды отказов, а также предложены способы усиления исследуемых соединений. Описание исследований, проведенных на растянутых соединениях, представлено ниже.

Анализ половинных и выпуклых шиповидных стыков косынки представлен в [7, 55] и на рис. 12а.

Рис. 12

a Геометрия испытанного соединения; b схемы распределения сил и напряжений в соединении, c режимы разрушения соединения [7, 55]

Целью исследования было выявить режимы разрушения соединений, подверженных действию растягивающих усилий.Наблюдались три различных режима разрушения (рис. 12c): сжатие параллельно зерну в области надреза, сдвиг параллельно зерну на поверхности пятки, растрескивание, начинающееся в уменьшенном поперечном сечении. Была определена нагрузка, вызвавшая растрескивание. Также было проанализировано влияние длины зубчатых зон на величину разрушающей силы. Максимальное растягивающее усилие, передаваемое соединением, было ограничено появлением трещин и было значительно ниже максимального значения для сплошной балки.

В [54, 55] представлена ​​численно-аналитическая модель анализируемого сочленения. Предлагалось включить стальные зажимы или ключи, чтобы натянуть соединение и обеспечить прилегание соединительных поверхностей соединяемых элементов (рис. 13). Было проанализировано распределение напряжений в соединении, а также зоны концентрации напряжений, и были сопоставлены результаты двух методов. Было обнаружено, что результаты двух методов совпадают (за исключением мест, в которых были сосредоточены напряжения).Авторы также рассмотрели влияние на конечный результат размера сетки, принятого для стыка при численном моделировании.

Рис. 13

Шпоночные соединения со стальными зажимами и шпонками в соответствии с [54]

Анализ поведения шарнирных соединений со стопорами со шпонками, подвергнутых растягивающим усилиям, представлен в [37] и на рис. Авторы проанализировали различные способы усиления стыка: с помощью деревянных колышков и стальных шпилек.

Фиг.14

a Геометрия стыка с косым упором, b вид экспериментальной исследовательской станции, используемой для проведения испытаний на растяжение [37]

В этом исследовании было отмечено увеличение жесткости на 41% для соединение с замками и 52% для соединений со стальными шпильками. Также было проанализировано увеличение значений усилия текучести. Были подготовлены графики прогиба и нагрузки и определены виды отказов. Авторы обращают внимание на различия в статическом поведении соединения, которые зависят от материала, из которого сделаны соединительные штифты (дерево, металл).

Деревянные шарниры — простые соединения для каркасного строительства

стыковое соединение — косое соединение — половинное соединение под углом — угловое полусварное соединение — Т-образное соединение — поперечное полусвое соединение
Соединение ласточкин хвост — наконечники

Часто требуется построить деревянные каркасы, и для их изготовления можно использовать ряд простых соединений. Там, где используются рамы, они часто облицовываются фанерой или другими панелями. Использование рамы увеличивает прочность конструкции, так что можно использовать относительно тонкую доску, что позволяет сэкономить как на весе, так и на стоимости..

---

Приклад

Площадь контакта для этого основного из всех соединений ограничена концом одного бруса, который упирается в поверхность второго бруса. Это самый слабый тип соединения, и для тонкой рамы он не пригоден на практике.

---

Митра

Для соединения под углом концы двух деревянных брусков обрезаются под углом 45 градусов. Уголок, который лишь ненамного прочнее стыка, используется почти исключительно для внешнего вида, так как стык скрывает выступающие торцевые волокна обеих деревянных частей.Это стандартный тип для рам для картин и небольших декоративных элементов.

Из тонкого материала митры можно разрезать с помощью ручной пилы, хотя при использовании циркулярной пилы с направляющей или зажимного приспособления можно получить более точный срез.

---

половинная митра

Более прочная, чем простая митра, половинная митра по-прежнему имеет то преимущество, что скрывает торцевое волокно одного куска древесины.

Поместите один кусок древесины в коробку для резки под углом (или направляющую) и отрежьте угол скоса (45 градусов) до половины толщины древесины.Поместите пиломатериал вертикально в тиски и распилите шип под углом, чтобы удалить отходы.

Поместите другой кусок дерева в коробку для резки под углом (или направляющую) и отрежьте конец под углом 45 градусов. Измерьте ширину бруса от вершины скоса и отметьте ровно поперек, обрежьте эту линию до половины толщины пиломатериала. Поместите пиломатериал вертикально в тиски и удалите отходы с помощью шипованной пилы. Чтобы сустав был идеальным, необходимо соблюдать осторожность.

---

Уголок деление пополам

Первый из половинных стыков, при котором половина толщины древесины удаляется с каждой части так, чтобы они сцепились.

Тщательно отметьте конец каждого бруса, включая глубину. Сделайте все пропилы с помощью шипованной пилы. При распиливании древесины закрепите брус на скамейке, а при распиловке с торца поместите его в тиски.

---

T деление пополам

В основном используется там, где промежуточная древесина встречается с кромкой. Он формируется путем вставки конца одного куска дерева в выемку другого, при этом половина толщины удаляется из области, разделяемой двумя кусками.

Отметьте ширину и глубину выемки в кромке бруса и разрежьте прямо по линии глубины шипованной пилой.Используйте долото или предварительно настроенный фрезерный станок, чтобы удалить излишки материала между пропилами. Глубину следует сократить дважды: в первый раз, чтобы удалить основную массу материала, во второй раз, чтобы аккуратно довести ее до нужного уровня.

Отметьте и отрежьте другую деталь, как если бы она была разделена пополам.

---

Поперечное деление пополам

Аналогичен T-халвингу, но используется для промежуточной структуры. Половина толщины снимается с обеих кусков бруса, где крест.Отметьте ширину и глубину выемки в обоих кусках древесины и сделайте резку прямо до линии глубины шипованной пилой. Используйте долото или предварительно настроенный фрезерный станок, чтобы удалить излишки материала между пропилами.

---

Голубь Хвост

Для использования там, где требуется более прочное соединение, чем простое тройное соединение. Стороны каждой половины соединения срезаются под углом примерно 30 градусов, так что при сборке соединения отдельные части соединяются вместе.

Отметьте ширину и глубину выемки в кромке бруса, как для тройника.Затем отметьте угол для ласточкиного хвоста, это можно сделать с помощью регулируемого угольника или путем измерения. Обрежьте скошенные стороны ласточкиного хвоста до линии глубины с помощью шипованной пилы. Используйте долото или предварительно настроенный фрезерный станок, чтобы удалить излишки материала между пропилами.

Отметьте и отрежьте другую деталь, как если бы она была разделена пополам. Затем отметьте каждую сторону выступающей части таким же углом «ласточкин хвост» до линии плеч. Закрепив брус в тисках, осторожно обрежьте угол с каждой стороны до плечевой линии, переставьте брус и обрежьте стороны вдоль плечевой линии, чтобы удалить отходы.

---

Советы Разложите брус перед тем, как начать разметку — вам может потребоваться переставить брус, чтобы избежать сучка, который может совпадать с совместное. Определите «презентационную поверхность» каждого куска древесины — неважно, какая это поверхность, но вам необходимо ее сделать. все измерения глубины с одной стороны готовой рамы. Разметьте все стыки, прежде чем начинать пиление. Особенно в случае половинных стыков пометьте «отходы» крестиком после того, как вы отметили их — их очень легко подобрать кусок размеченной древесины и сделайте пропил в неположенном месте. Всегда разрезайте на отходной стороне отмеченной линии. Отмерьте дважды (или трижды), а затем один раз аккуратно отрежьте. Используйте стеклянную бумагу, чтобы разгладить каждый стык и удалить все осколки. Соедините стыки с помощью качественного клея для дерева; примените его ко всем сопрягаемым граням. Удалите излишки клея перед сохнет. Если толщина бруса позволяет, закрепите каждое соединение гвоздем или двумя, вбейте их под углом, чтобы они зафиксировали брус вместе. Зажмите или надавите на каждое соединение, пока клей не высохнет, во влажных условиях дайте дополнительное время.

стыковое соединение — косое соединение — половина митра — угловая полушарка — Т-образная полусфора — поперечная полусварка
Соединение ласточкин хвост — наконечники

Создание швов Super Wood — Extreme How To

Сделайте его прочным, используя проверенные временем методы соединения древесины.

В мебельном и мебельном строительстве используются различные соединения древесины.Они могут различаться по прочности в зависимости от соединения и конструкции изделия. В прошлом для создания сверхпрочных деревянных швов использовались некоторые традиционные методы. Сегодня также разработаны новые продукты и технологии. Ниже приведены некоторые базовые сверхпрочные деревянные швы, как традиционные, так и современные, а также инструкции по их выполнению.

На рисунке показано стандартное соединение внахлест.

Склеенное стыковое соединение является самым слабым, соединение внахлест прочнее, а добавление винтов создает еще более прочное соединение.Но традиционно самым прочным деревянным соединением было шип-шип, включая как слепой, так и «сквозной» шип. Эти соединения могут использоваться для создания рам для дверных рамок и панелей, пылезащитных полотен или опор для ящиков и даже в базовых мебельных каркасах, таких как ножки и поручни для столов и стульев. Эти соединения могут быть созданы несколькими способами. Шипы можно вырезать с помощью настольной пилы, ленточной пилы или вручную. Шипорезное приспособление делает работу проще и точнее. Врезы можно прорезать с помощью пазовального станка, насадки для пазов на сверлильном станке или путем просверливания ряда отверстий с помощью сверлильного станка и зачистки разрезов долотом.Добавление колышка в паз и шип создает еще более прочное соединение — такое, которое используется для соединения бревен при строительстве деревянных каркасов.

Сверху и снизу: Врезка и шип

Дадо

Соединение «дадо» прочнее, чем склеивание и склеивание поперечин вместе, например, для стеллажей в книжном шкафу или шкафу. Скользящее соединение типа «ласточкин хвост» прочнее, чем соединение типа «дадо».Соединение дадо можно разрезать головкой дадо на настольной или радиальной пиле. Скользящие соединения типа «ласточкин хвост» вырезаются с помощью фрезы и прямой направляющей доски.

Скользящий ласточкин хвост

Торцовка шлицевая

Концы, передняя и задняя части ящиков, используемых при строительстве краснодеревщиков, соединяются различными способами. Иногда используются клееные митры; шлицевое соединение под углом более прочное. Митры разрезаются, а затем головкой дадо прорезаются щели в стыках. Шлицы нарезаются так, чтобы они соответствовали друг другу и скрепляли детали.

Пальцевый сустав

Еще одним распространенным соединением для ящиков и некоторых шкафов, включая ящики, является соединение пальцами. Он состоит из соединенных между собой деревянных пальцев и создает довольно прочное соединение, намного лучше, чем прибивание и склеивание. Пальцевые суставы можно разрезать с помощью лобзика и настольной пилы или с помощью фрезерного станка и приспособления для пальцевых суставов.

Фрезерный станок с зажимным приспособлением «ласточкин хвост» позволяет легко создавать традиционные соединения «ласточкин хвост».

Соединение ласточкин хвост

Более прочное соединение для этих применений, а также очень традиционное соединение — «ласточкин хвост».Они могут быть вырезаны вручную или с помощью приспособления «ласточкин хвост» и фрезерного станка с фрезой «ласточкин хвост». «Ласточкин хвост» также может быть «сквозным», что означает, что вы можете видеть оба конца ложи или останавливаться. Последний часто используется в ящиках, где более экономичная древесина используется по бокам, а более тонкая древесина — для передней части.

Дюбель

Еще одно традиционное соединение — дюбель. Это можно использовать для соединения досок встык для создания более широкой заготовки, а также для обрамления. Шаблон для установки дюбелей, сверло и насадки используются для просверливания точно расположенных отверстий для выравнивания ложи.Для придания прочности дюбелям используется клей.

Доски с кромочным швом можно соединять также шпунтовым соединением. Этот метод часто используется для создания спинок шкафов, не склеивая доски вместе, а удерживая их в раме. Это учитывает естественное расширение и сжатие древесины.

Нож для печенья и деревянное печенье также могут укрепить суставы.

Более современный подход к склеиванию кромок — это использование небольших деревянных бисквитов и резака для печенья.Однако техника не ограничивается приклеиванием кромок. С помощью этой тактики можно соединить вставные панели между ножками, например, на тумбочках, столах и т. Д. Кроме того, печенье можно использовать как шлицы для стыков под углом 45 градусов.

Шарниры с отверстиями для карманов очень прочные, их легко и быстро сделать с помощью инструментов Kreg Pocket Hole.

Одно из новейших соединений — шарнирное соединение. При этом используются винты, вставленные в угловые отверстия в прикладе для создания чрезвычайно прочных соединений.Клей можно использовать или не использовать, в зависимости от стыка и дизайна проекта. Шарниры с отверстиями можно использовать практически для любой обработки дерева. Kreg Jig K3 Master System — идеальный комплект для изготовления столярных изделий с прорезями. Он оснащен сменным направляющим блоком для сверла с регулировкой на 1/8 дюйма для материала толщиной от 1/2 до 1-1 / 2 дюйма. Фронтальный зажим ускоряет процесс сверления, а пылесборник сохраняет порядок.