В зависимости от назначения нагеля, нагрузка на строительную конструкцию может быть разной. Эти элементы призваны противостоять давлению и обеспечивают связь, которая исключает изгиб. Крепеж предлагается к продаже в нескольких разновидностях. Классифицировать его можно по материалу в основе, форме и назначению.

Что такое нагель

Если вас заинтересовал нагель, что это такое, вы должны узнать. В переводе с немецкого это слово означает «гвоздь», но он не является типичным. Изделие представляет собой штырь, который может обладать круглым или квадратным сечением. У крепежа нет ни шляпки, ни острия. Он гладкий, а резьба в некоторых соединениях и вовсе нежелательна. Длина может составить 150 мм максимум. Но размеры не регламентируются на практике.

Если вы хотите приобрести нагели, что это такое, вы должны знать. В эту информацию входит и материал в основе изделий. Обычно это металл или древесина. Последний вариант встречается чаще, ведь используется для возведения деревянных построек. В качестве основной задачи, которую строители пытаются достичь при установке деревянных нагелей, выступает противостояние сдвигу.

Доски, бревна и брусья изменяют размеры при воздействиях внешних факторов по типу влажности и температуры. Происходит это непропорционально, что зависит от направления волокон. Детали в процессе эксплуатации сдвигаются в разные стороны. Если же использовать штырь, удерживающий их, то будет происходить поворот, объясняемый сминанием материала.

После осуществляется изгибание. Площадь соприкосновения крепежа с древесиной увеличивается, растет и сопротивление сдвига. Соединяемые элементы и нагель не подвергаются разрушающим деформациям.

В строительстве довольно часто используются нагели, что это такое, вы должны знать, если планируете возведение деревянного дома. Вам должно быть известно, что при изменении объема деревянных деталей произойдет обратный сдвиг. При этом давление на крепеж снизится, а штырь вернется в первичное положение.

Нагель подбирается с учетом предполагаемой нагрузки. В противном случае давление может быть критичным и штырь разрушится.

Подобное соединение более практично при сдвиге деталей, который происходит постоянно. Решая вопрос о том, что это такое - нагель, вы должны знать, что данный крепеж предлагается к продаже еще и в виде изделий из пластика. Но они распространены сегодня не столь широко.

Основные разновидности нагелей по материалу: деревянный крепеж

Деревянный нагель обладает множеством плюсов. Во-первых, такой штырь изменяется в объеме и размерах, а происходит это соразмерно деревянному брусу, ведь характеристики у материала и крепежа схожи.

Во-вторых, древесина является более гибким материалом по сравнению с металлом. Поэтому подобное изделие способно лучше противостоять нагрузке на изгиб.

В-третьих, при воздействии на штырь влаги происходит его расширение, что способствует повышению герметичности всей конструкции. Подобный эффект на протяжении многих веков использовался при строительстве лодок.

Но стоит учесть, что деревянный нагель не отличается длительным сроком эксплуатации в отличие от металлического штыря. Он не будет способен претерпевать высоких нагрузок на давление, что объясняет особенности монтажа.

Металлический штырь

Металлический крепеж представляет собой прут, который применяется намного реже. Этот факт остается правдивым, несмотря на долговечность и более высокую прочность таких изделий. Среди основных недостатков следует выделить высокую прочность крепления, которая исключает сдвиг древесины.

Но металлические нагели имеют множество плюсов, а именно:

• неизменность размеров;
• способность противостоять короблению верхнего слоя материала;
• облегченная установка.

Что касается первого фактора, то этого нельзя сказать о деревянных нагелях, которые при высыхании будут выходить из отверстий. Если для вас важным моментом является простота монтажа, то вы выберете металлический крепеж, так как при его установке возможно использование пружинных стяжек, что упрощает строительство. Но металл имеет высокую теплопроводность, что непременно становится причиной возникновения мостиков холода.

Древесину такой крепеж удерживает чрезвычайно жестко, тогда как разница в теплопроводности становится причиной появления конденсата в тех местах, где был осуществлен крепеж. Обычно металлические штыри обладают рифлеными поверхностями, что влечет повреждение материала. Для того чтобы добиться положительных результатов, довольно часто строители комбинируют описываемые выше крепежи.

Применение

Применение нагеля для бруса весьма ограничено. С его помощью выстраиваются деревянные здания. Именно поэтому особенности монтажа связаны с укладкой бруса или бревна. Отверстия для крепления просверливают сверху бревна насквозь, а снизу - лишь наполовину. Гнездо выполняется вертикально.

Брус должен скользить по стержню в процессе усадки. Отверстия должны быть расположены по центру. Нагель для бруса обычно устанавливается с отступом от угла в 50 см. Остальные отверстия проделываются в шахматном порядке. Минимальное расстояние между ними должно составить 150 см.

Особенности монтажа

В глубину отверстия должны быть больше длины самого нагеля на 2 см. Это требование обусловлено тем, что при усадке бревно не должно повиснуть на крепежах. Соединение нагелями сопровождается плотным вхождением стержня в гнездо. Однако особых усилий при этом прилагать вы не должны. Но киянка все же должна использоваться. Важно учесть, что крепеж не должен болтаться в отверстии.

В заключение

Нагель и шкант - это одно и то же название крепежа, который используется в строительстве. Его стоимость зависит не только от длины изделия, но и сорта древесины. Если крепеж относится к первому сорту, а его длина достигает 30 см, то за одну единицу товара придется заплатить от 4 руб. и выше. При увеличении длины до 60 см минимальная цена становится равна 8 руб.

Цена за одну штуку возрастет до 11 руб. минимум, если длина шканта 1-го сорта составит 120 см. Ценится более высоко крепеж из лиственницы. Это обусловлено устойчивостью материала к воздействию влаги. Один нагель может потянуть на 30 руб., если относится к первому сорту, а его длина составляет 25 мм.

Самым надежным и проверенным строительным материалом для возведения домов является дерево. Чаще всего из всех деревянных строительных материалов используют брус. Из натуральной, прочной и в тоже время мягкой древесины можно возвести здание любой сложности. Но если во время строительства не правильно скреплять брус между собой, то такой деревянный дом долго не простоит и может даже представлять большую угрозу для жильцов, т.к. он может развалиться в любой момент от даже незначительного механического воздействия на стены. Поэтому к креплению деревянного дома из бруса и выбора крепежных элементов для этого процесса нужно подходить ответственно и серьезно.

Особенности деревянного материала – бруса

Перед началом строительства многие стоят перед выбором основного строительного материала бревна либо бруса. Чтобы сделать правильный выбор нужно знать их некоторые особенности.
Характеристиками бревна и брусья обладают равными: они являются теплыми, морозоустойчивыми, могут противостоять ветрам, обеспечить хороший воздухообмен в помещении. Но для укладки стен из бревен нужно обладать определенными навыками работы с данным материалом или же необходимо, чтобы на строительной площадке находился профессионал. Если таковых не будет, то строительство дома потерпит фиаско.

Брус - это деревянный материал, прошедший через специальный станок, который придал ему определенную форму с равными и идеально ровными поверхностями. Благодаря чему внешний вид брусового дома является прекрасным и без дополнительных отделочных работ. С брусом работать легче, справиться со строительством сруба из него могут новички и непрофессиональные строители. Усадка дома из бруса происходит быстрее, чем из бревна. Отличительной особенностью такого деревянного сруба являются более продуваемые межвенцовые швы. Но справиться с ними можно при помощи использования качественных утеплительных материалов.

Материалы для скрепления бруса между собой

Крепежных элементов для использования в деревянном домостроении имеется на строительных рынках в достаточно большом ассортименте. Приобретают для крепежей венцов сруба чаще всего следующие элементы:

1. Обычные гвозди.

Но не все данные материалы удачно подходят именно для деревянных домов. Многие выбирают крепежный элемент наобум, даже не зная, чем лучше скреплять брус между собой.

Для изготовления металлических нагелей используется прочная арматура. Предназначаются они для обеспечения хорошего скрепления венцов сруба из бруса либо бревен между собой. Они прочные, способны предотвратить деформацию деревянного материала. Но все же использовать металлические нагеля в строительстве деревянного дома не рекомендуется.
Металлические нагеля обладают рифленой поверхностью, что может привести к повреждениям структуры деревянного материала во время его движения. Металл и дерево не совместимы, они абсолютно разные. Металлический нагель, находясь внутри бруса, вскоре подвергнется коррозии из-за перепадов температур, влажности и образовавшегося на нем конденсата. Ржавчина нагеля может стать причиной преждевременной порчи деревянного материала.

Деревянные нагеля изготавливаются из древесины твердых пород, в основном из березы. Поэтому они по своей прочности не уступают металлическим крепежным элементам, но в тоже время они лучше подходят деревянному дому. Березовые нагеля обеспечивают равномерность стенам дома, предотвращают деформацию бруса. Они не боятся перепадов температур, влажности и других неблагоприятных факторов.
Березовые нагеля являются очень прочными и доступными в финансовом плане. Данные крепежные элементы могут быть как круглые, так и квадратные. Под первый вид шкантов отверстия в брусе легче подготавливать.

Этот крепежный элемент изготавливается из высокопрочного металла, и главное он не подвергается коррозии. Он состоит из болта, пружины и резьбы по дереву. Размер пружинного узла в среднем достигает 25 см. Пружинный узел «Сила» обеспечивает прочность и устойчивость всей деревянной конструкции, предотвращая кручение и деформацию бруса. Также данный крепежный элемент предоставляет и дополнительную нагрузку венцам сруба, тем самым предотвращая образование трещин и зазоров во время его усадки. Нагрузка от одного пружинного узла составляет около 130 кгс, а на весь брус необходимо устанавливать около 4 данных элементов.

При помощи гвоздей можно прочно скреплять между собой множество различных деталей и конструкций. Некоторые строители используют эти крепежи и для строительства деревянных домов из бруса, но это является большой ошибкой. Гвозди быстро ржавеют, находясь внутри бруса. Из-за коррозии происходит порча деревянного материала. Да и сама конструкция дома может неожиданно рассыпаться. Ведь ржавый гвоздь не сможет выдержать нагрузки, которую ему будут постоянно обеспечивать стены дома из бруса. По этой же причине стоит отказаться и от приобретения металлических скоб. Если же, несмотря на это решено использовать гвозди, то лучше приобретать специальные проволоки без шляпки, диаметр которых составляет около 6 мм.

Для возведения деревянного дома и скрепления бруса между собой лучше использовать нагеля из березы или пружинные узлы Сила. Эти крепежные элементы способны предоставить прочное и долговечное крепление венцов сруба. В целях экономии можно верхние венцы сруба закрепить пружинными узлами «Сила». Этот способ обеспечить еще и дополнительную необходимую нагрузку венцам. Нижние же брусья можно закрепить и нагелями, на них и так распределяется вес верхних венцов и кровли. Гвозди и металлические нагеля для скрепления бруса между собой применять не рекомендуется, особенно если имеется желание возвести прочный, безопасный и долговечный деревянный дом.

Тематическое видео:

Заключение

Надеемся, что в этой статье мы смогли ответить на вопрос - чем лучше скреплять брус между собой? К ответу на данный вопрос мы привлекли профессиональных сборщиков деревянных брусовых срубов с многолетним опытом в сфере массивного деревянного домостроения.

Где купить все эти изделия?

Склад – магазин нашей компании расположен . Тут вы сможете подобрать множество материалов необходимых для качественной постройки деревянного сруба дома, либо бани.

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

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

Виды нагелей

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

Материал изготовления

Активно используются два вида:

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

Форма

Также выделяют несколько основных форм:

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

Изготавливаем нагель своими руками

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

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

Но необходимо принимать во внимание следующее:

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

Проводим расчеты

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

Определяемся с размерами

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

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

Длина определяется еще проще – наиболее распространенный и рекомендованный способ – крепление двух бревен нагелем длиной в полтора бруса.

Считаем количество

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

Существуют правила крепления:

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

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

Технология крепления

Сверление

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

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

В первом и втором случае незыблемым остается правило – отверстие должно быть строго вертикальным.

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

Забивание

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

Правильное расположение

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

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

Преимущества и недостатки

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

Преимущества:

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

Но есть и недостатки:

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

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

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

Нагелями называются вкладыши, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб. По форме нагели бывают цилиндрическими и пластинчатыми. К цилиндрическим нагелям относятся: болты, штыри, гвозди и винты. К пластинчатым нагелям относятся дубовые пластинки (закладываемые в гнездо) и стальные пластинки (закладные и забивные).

Область применения нагелей: болты и штыри - в стыках элементов для сплачивания составных сжатых элементов, в узловых соединениях; гвозди - для сплачивания составных сжатых элементов из досок, реже - в узловых соединениях; пластинчатые нагели - для сплачивания брусьев в составных балках; глухари и шурупы - в соединениях со стальными накладками.

В зависимости от вида деформации нагелей (относительно середины их длины) различают: симметричные соединения (рис. 59) и несимметричные (рис. 60). По числу плоскостей сдвига между соединяемыми элементами соединения делятся на односрезные, двухсрезные и многосрезные. Здесь понятие «срез» не относится к характеру работы и разрушения нагеля, а означает только место пересечения им плоскости сдвига.

Работа нагельного соединения

В правильно запроектированном нагельном соединении происходит смятие древесины гнезда (вязкость соединения) и изгиб нагеля (рис. 61, а), при жестком нагеле может произойти раскалывание древесины между гнездами (хрупкое разрушение) (рис. 61, б). Поэтому применять жесткие нагели не рекомендуется. Нагельные соединения отличаются плотностью. На рис. 62 показана работа различных видов односрезных нагельных соединений и схемы действия на них сдвигающих сил в виде распределенных напряжений смятия σ см, эпюр изгибающих моментов М и поперечных сил Q. Нагельные соединения (безраспорные) - Т 1 е 1 = Т 2 е 2 .

Соединения на цилиндрических нагелях. Стальные цилиндрические нагели изготовляются диаметром 12...24 мм с градацией через 2 мм, дубовые - диаметром 12...30 мм с градацией через 4 мм (вытачиваются из брусков). Нагели вставляются в отверстия равного с ними диаметра.

Нагели и болты могут выполняться также из других материалов. Металлические нагели неприемлемы при работе конструкций в химически агрессивной среде и для этих условий нагели изготовляются полностью деревянными или деревопластмассовыми, например, из ориентированного прессматериала АГ-4С и из ДСП-Б. Из этих материалов прессованием изготовляются болты, нагели, гайки и шайбы.

Винты и шурупы диаметром до 10 мм и глухари диаметром до 20 мм завинчиваются в предварительно рассверленные сверлом меньшего диаметра отверстия.

Гвозди диаметром до 6 мм забиваются в цельную древесину; при большем диаметре гвоздей предварительно просверливаются гнезда сверлом меньшего диаметра (нерекомендуемое соединение).

Расчет соединения . Ввиду плотности нагельного соединения, деформации нагеля и древесины тесно связаны между собой. Поэтому несущая способность нагельного соединения определяется тем видом сопротивления (т. е. изгибом нагеля или смятием древесины стенок гнезда), который раньше достигает предельного состояния и находится для одного среза нагеля по формулам:

По смятию гнезда

по изгибу нагеля
В этих формулах с и а - толщины соединяемых элементов, k - коэффициенты, принимаемые по табл. 11. За расчетную несущую способность на один срез принимается минимальная из полученных величин.

По формулам (65) и (66) рассчитываются соединения, работающие вдоль волокон. В тех случаях, когда передаваемое нагелем усилие направлено под углом а к волокнам элементов, расчетная несущая способность находится по указанным формулам с умножением на коэффициент k α (табл. 12) при расчете по смятию древесины гнезда и на √k α при расчете по изгибу нагеля. Угол принимается равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.

В соединении на нагелях из пластмасс кроме смятия древесины гнезда и изгиба нагеля может произойти срез нагеля. Несущая способность нагеля на один срез при этом виде сопротивления находится по формуле
где R cp - расчетное сопротивление материала нагеля срезу.

За расчетную несущую способность нагеля на один срез в этом случае принимается минимальное значение, получаемое по формулам (65), (66) и (67).

При проектировании соединений элементов, работающих при повышенной влажности или температуре, при проверке соединений на воздействие только постоянной и временной длительной нагрузок или рассчитываемых на воздействие кратковременных нагрузок, несущую способность на один срез следует определять по формулам (65)...(67) с умножением на соответствующие поправочные коэффициенты по табл. 1, 2, 3, 4 при расчете из условия смятия древесины и на корень квадратный из их коэффициентов при расчете из условия изгиба нагеля.

Число нагелей в соединении определяется по формуле

где N - расчетное усилие в соединении;
Т мин - расчетная несущая способность одного среза;
n ср - число срезов нагеля.

Конструирование соединения . Нагели в соединении размещаются с учетом предотвращения разрушения древесины от раскалывания в результате недопустимого ослабления соединяемых элементов. Нормативные расстояния между рядами нагелей s 2 , между нагелями в ряду s 1 зависят от типа нагеля, от толщины соединяемого пакета и от способа расстановки (рис. 63 и табл. 13). Чем толще пакет, тем больше опасность искажения правильной разбивки нагелей на обратной стороне пакета (из-за увода сверла при сверлении). Поэтому в толстых пакетах при b>10d, принимаются увеличенные расстояния между нагелями.

Нагели следует размещать, как правило, по двум, реже - четырем продольным рядам. Размещение нагелей по одному или трем продольным рядам не допускается, чтобы избежать совпадений среднего ряда с сердцевинной плоскостью элемента, где появляется усушечная трещина.

Размещение нагелей в шахматном порядке не рекомендуется. Трудоемкий процесс разметки облегчает применение шаблонов. Рассверливание отверстий электросверлами с направляющей рамой также облегчает работу и повышает качество отверстий. Рассверливание ведется через весь пакет досок, временно соединяемых струбцинами или гвоздями.

Забивают нагели в отверстия равного диаметра легкими ударами молотка. Забивка нагелей в отверстия меньшего диаметра может вызвать раскалывание древесины по рядам отверстий.

В нагельных соединениях должны быть поставлены стяжные болты: в растянутых стыках с деревянными накладками в размере 25...40% от общего числа нагелей; в растянутых стыках со стальными накладками в размере 50% от общего числа нагелей; в узловых соединениях ставят не менее одного стяжного болта в центре узла.

Соединяемые элементы проверяются на прочность с учетом ослабления отверстиями.

Применение нагельных соединений с тонкими прокладками, стальными или пластмассовыми накладками (рис. 59, б, г и рис. 60, г) допустимо, если нагели в отверстия поставлены плотно. Это достигается сквозным просверливанием пакета. Прокладки и накладки проверяются на растяжение по ослабленному сечению, на продольный изгиб, на смятие стенок отверстий по формулам:

здесь N - расчетное усилие в прокладке или одной накладке;
F нт - расчетная площадь ослабленного отверстиями сечения;
F бр - площадь брутто сечения накладки;
φ - коэффициент продольного изгиба при гибкости накладки, определенной на расчетной длине между точками закрепления;
d - диаметр отверстия;
δ н - толщина накладки (прокладки);
n н - число отверстий;
R p , R c , R см - расчетные сопротивления материала накладок (прокладки) растяжению, сжатию, смятию.

Гвоздевые соединения

Нормальной толщиной пробиваемого элемента следует считать с = 10 гв, при которой s 1 ≥15d гв, минимальной толщиной является с = 4d гв, при которой s 1 = 25d гв. Для промежуточных значений с наименьшее расстояние s 1 определяется по интерполяции. Для элементов, не пробиваемых гвоздем насквозь, независимо от их толщины, принимается s 1 ≥15d гв. Расстояние вдоль волокон от гвоздя до торца элемента во всех случаях должно быть не менее 15d гв. При расстановке гвоздей косыми рядами в шахматном порядке расстояние s 2 может быть уменьшено до 3d гв.

Встречная забивка гвоздей с противоположных сторон пакета допускается лишь в том случае, когда их концы заглубляются в средний элемент пакета не более чем на 2/3 его толщины.

Забивка гвоздей в древесину твердых лиственных пород и в лиственницу не допускается из-за опасности появления трещин.

Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах, выполненных из осины, ольхи и тополя, следует увеличивать до 50% по сравнению с указанными выше.

Нагели из круглой стали в соединениях с листовыми шарнирами

Соединения с листовыми шарнирами применяются в основном для крепления массивных растянутых элементов в узлах и стыках (рис. 64).

Стальная полоса к элементу крепится болтами и штырями. Число болтов должно составлять 25...50% от общего числа нагелей. Для обеспечения необходимой плотности соединения сверление отверстий для нагелей производится сверлом для металла через древесину и стальную полосу, заранее вставленную в прорезь деревянного элемента.

В соединениях с листовыми шарнирами применяются двухсрезные симметричные нагели. Несущая способность одного среза нагеля, кН, определяется по формуле

где d - диаметр нагеля, см;
α = h/2d - коэффициент, равный отношению половины толщины соединяемого элемента к диаметру нагеля d.

Несущая способность одного двухсрезного нагеля Т н = 2T 1 .

Для обеспечения равнопрочности нагеля по смятию и изгибу значения коэффициента α рекомендуется принимать в пределах 4...5. Размеры поперечного сечения полосы определяются из условия прочности ее на разрыв по ослабленному нагелями сечению.

Размещают нагели в соединениях с листовым шарниром по общим правилам размещения нагелей из круглой стали, причем расстояния между нагелями вдоль волокон и от крайнего нагеля до торца элемента принимаются s 1 ≥7,5d.

Для строительства дома из бруса используются специальные направляющие элементы из древесины или металла – нагели.

Нагель – это небольшой крепежный элемент, который может быть как круглым, так и квадратным по сечению. Используются при постройке сруба дома или бани при материале естественной влажности.

Так как сруб сохнет и дает усадку течение 12 месяцев и более, то с нагелями он не деформируется, и его не поведет.

Описание

Несмотря на то, что варианты крепежа бывают разными, нагели чаще выбирают из древесины. Для этого используют лес твердых пород, чаще березу.

Иногда в строительстве используются арматура или трубы, но дело в том, что металл слишком жесткий материал, и он не дает той естественной усадки, какое может дать нагель из дерева. Он позволяет больше гибкости для стен.

Кроме этого дерево не подвержено ржавчине, и даже при намокании не портится, а наоборот обеспечивает лучшее сцепление с соседним материалом.

Ни в коем случае нельзя использовать саморезы или гвозди. Они только ухудшат всю конструкцию

Нагель выполняют чуть короче отверстия, высверленного в брусьях, и несколько меньшего диаметра, чтобы усадка произошла ровнее.

Данная конструкция захватывает сразу два бруса и устанавливается по периметру в шахматном порядке.

Для чего они нужны

Крепеж позволяет закрепить венцы между собой точно по заданной траектории. Некоторые думают, что нагели стягивают между собой каркас дома, но это не так. Они дают возможность при сушке и усадке бруса удержать его в исходном состоянии, чтобы строение не повело.

Данный метод монтажа используют не только при строительстве домов, но и в том числе при изготовлении мебели.

С какими отрицательными последствиями позволяет бороться нагель:

• Усыхание и деформация.
• Расшатывание и смещение.

При установке крепежа строение остается стабильным и устойчивым даже через несколько десятков лет. Главное, сделать это правильно.

Виды и размеры нагелей

Нагели бывают круглого, квадратного и прямоугольного сечения. Естественно, что больше всего пользуются спросом круглые формы, ибо под квадрат очень сложно высверлить отверстие.

Виды:

• Из древесины.
• Металлические.

Металл – прочно, но затратно

Если предпочтение отдается металлу, то он может быть как полый внутри, так и из арматуры, но работать с таким материалом новичку сложно, можно повредить дорогостоящий брус. Поэтому все чаще предпочитают крепеж из дерева.

Кроме этого есть специальный пружинный узел «Сила», который также используется в качестве нагеля. Однако стоимость его довольно велика, и дом может обойтись в приличную сумму. (В среднем это 46 тысяч для дома размером 6х6)

Почему все-таки дерево

Готовый материал должен быть выполнен не из сырой древесины и лучше, если он будет пропитан специальным составом от гниения. В противном случае его придется досушивать. Работать с сырым материалом нельзя, он должен быть тверже и суше, чем брус.

Цены

Цены на данную продукцию зависят от диаметра крепежа. Много зависит от объема закупки, но в среднем:

• Нагель диаметром 25 мм до 500 штук обойдется по 16 рублей, а до 1000 штук по 11 рублей.
• Если диаметр выбран 30 мм, то цены соответственно будут 25 рублей за 500 штук и 18 рублей за 1000 штук.

При оптовой закупке цены снижаются до 30%, но это больше подходит для строительных компаний. В одной упаковке готовой продукции бывает от 30 до 50 штук нагелей.

Изготовление нагелей

• При необходимости их можно выточить самостоятельно на токарном станке из древесины высшего или первого сорта.
• Обратите внимание, чтобы она была без большого количества сучков и повреждений.
• Нельзя выполнять нагель из гигроскопичного материала.
• Диаметр данного стержня должен быть больше 2, 5 см.
• Длина может быть произвольной, от 1, 5 до 2 метров, в любом случае используется лишь часть продукта.

Пошаговое руководство по изготовлению из древесины

Для изготовления нагелей необходим токарный станок и резцы нужной конфигурации. После чего выбирается подходящий материал.

Процесс изготовления:

1. Подбирается заготовка нужного диаметра и размера.
2. Закрепляется в станок.
3. При помощи резца придается нужная округлая форма.
4. Необходимо постоянно проводить замеры штангенциркулем диаметра обтачиваемой заготовки, чтобы не снять лишнего материала.
5. Заготовка обрезается по длине и делается фаска.
6. Повторяем то же самое действие с другой деталью.

Можно сделать еще проще – распилить доску на пилораме на тонкие брусочки размером 25х25 мм. После чего для строительства применять квадратные нагели.

Как использовать нагеля при строительстве дома из бруса

• Нагель необходимо забивать не до конца, чтобы он не допустил трещины в брусе.
• Отверстия в верхнем венце под крепеж должно быть чуть шире, это не даст брусу провиснуть.
• Сам штырь должен входить в отверстие свободно, это необходимо для усадки дерева.
• Отверстия под них сверлятся перпендикулярно поверхности и расположены по оси бруса.
• Расстояние между креплениями штырей рассчитывается согласно документации по строительству.

Преимущества крепежа:

• Надежное сцепление и целостность конструкции.
• Возможность противостоять усадке, природным явлениям.
• Долгий срок службы дома.
• Минимизация щелей между брусом.

Как правильно устанавливать (сверление и крепеж)

Расчет количества крепежа осуществляется из принципа 2 метра между каждым последующим креплением.

Чтобы закрепить брус нагелями необходимо:

• Просверлить отверстие по диаметру крепежа на глубину в 1, 5 размера бруса.
• Нагель должен быть короче глубины на 30 или 40 мм, его забивают в данное отверстие на 10 мм. Расстояние в 30 мм в нижнем из двух брусе понадобится для возможной усадки, чтобы брус не завис.
• Забиваем в шахматном порядке, расстояние от 1 тысячи до 1, 5 мм.
• Отступ от проемов или чаш необходимо делать не менее 300 мм.
• Влажность крепежей лучше всего должна быть такой же, как и материал стен.

Преимущества и недостатки крепления бруса нагелями

У нагелей, как и у другого крепежа, есть свои преимущества и недостатки.

Из преимуществ можно отметить:

• Нагель не дает провисать венцам.
• Он не подвергается коррозии, как метал.
• Подходят больше для строительства жилого дома, чем для сруба на дачу.
• Лучше работают на изгиб, чем гвозди или арматура.

Однако есть и свои недостатки:

• Сборка сруба будет более медленной.
• Неправильная подборка сечения не обеспечит крепости конструкции, а большая может привести к разрушению бруса.
• Без должных навыков с нагелями работать трудно, сложно добиться совмещения крепежа с отверстием, необходима помощь 2-3-х людей.
• Очень много зависит от качества самой продукции, которая должна быть без сучков, иметь пропитку и быть не гигроскопичной.

С данным крепежом лучше всего работают профессионалы, мастерам одиночкам лучше использовать металл.

• Гвозди, саморезы и другой металл будет портить древесину изнутри, поэтому если есть возможность лучше использовать дерево. Иначе из-за различной теплопроводности материалов накапливается конденсат, и это ведет к появлению ржавчины на арматуре и гниению древесины. Не зря старинные корабли строились полностью из дерева, да и примеры зодчества говорят о том же. Храм в Кижах, построенный без единого гвоздя стоит уже много веков, и, тем не менее, все так же крепок.
• Не забывайте про шахматный порядок установки нагелей , для этого и нужен проект дома, чтобы рассчитать не только количество крепежа, но и места его монтажа.
• Чтобы не было зависаний бревен и всей конструкции дома, лучше не использовать металлические и квадратные деревянные нагели. Опытные мастера советуют использовать круглую крепежную конструкцию стандартного типа из березы. Это позволит добиться не только крепости, но и красоты постройки в целом.
• Кроме нагелей для равномерной усадки сруба можно использовать и такие конструкции как: винтовые домкраты и скользящее крепление стропил из металла.
• Влажность крепежей должна совпадать с влажностью бруса.
• Для снижения трения при забивании стержней профессионалы используют мыльный раствор.

Строительство дома самостоятельно довольно сложный и ответственный этап. Однако если не торопиться и выполнять все согласно рекомендациям, то можно вполне с этим справиться.

Если такая работа кажется слишком трудоемкой, тогда есть смысл обратиться к профессиональным строительным компаниям, специализирующихся на возведении . Они помогут возвести дом быстро и грамотно, а также смогут гарантировать, что он будет выполнен по всем необходимым нормам.