сборка сруба на деревянные нагеля что это
Нагель деревянный для бруса и бревна. Сборка и особенности соединения
30 июня 2020 
нагель, нагель деревянный, березовый нагель
Нагель деревянный для бруса и бревна. Сборка и особенности соединения
Немецкое слово «Nagel» переводится как «гвоздь», что есть это любой гвоздь, не зависимо от материала или формы и размера. Если же гвоздь сделан из дерева, то это будет « Holznagel». Как и лафет, нагель настолько плотно вошел в обиход, что даже в нормативные документы вошло отдельное понятие «нагельные соединения»
Нагельное соединение (ГОСТ Р 56711 – 2015) – это соединение элементов конструкции, выполненное с применением цилиндрических или пластинчатых нагелей из разных материалов, которые плотно устанавливаются в предварительно подготовленные отверстия и работают на сдвиг, который сопровождается изгибом нагеля.
Сращивание бревна в чаше с помощью нагеля
Сращивание бревна в чаше с помощью железной скобы
По описанию нагельное соединение очень напоминает соединение дюбелем: также предварительно сверлится отверстие. Но, если дюбель работает в совокупности с другим крепежным элементом: винтом, саморезом, гвоздем, то нагель и есть этот крепежный элемент. Кроме этого нагель работает на сдвиг, поперечное смещение, а дюбель на вырывание.
Нагель может изготавливаться из материалов, обладающих достаточной упругостью: дерево, металл, пластмасса.
Нагель ( в строительстве ) – механическая связь цилиндрической или пластинчатой формы для восприятия сдвигающих усилий. В деревянном домостроении под нагелем понимают деревянное крепежное изделие разной длины, диаметра и формы. Фактически нагель и шкант – это одно и то же, но, если последний чаще применяется для торцевых соединений (это видно даже из названия «кант»
«торец»), то нагель – для плоскостей.
Нагель деревянный
В строительстве домов применялся и рекомендуется применять деревянный нагель, как максимально близкий к материалу стены, а значит и «ведет» себя аналогично. В противовес деревянному нагелю металлические нагеля могут ржаветь, давать конденсат при перепаде температур, что повышает риск распространения гнили в деревянной стене.
Важно понимать. Уважающий себя и, тем более клиента – заказчика, в срубах из бревна и бруса не будет применять металлические нагели. По этой причине в дальнейшем под нагелем в статье будет пониматься только деревянный нагель.
Виды деревянных нагелей
Цилиндрический березовый нагель
Различаются деревянные нагели и по форме сечения. Наиболее распространены варианты с круглым сечением или цилиндрические нагели. Они достаточно просты в изготовлении, так как легко вытачиваются на станках. Кроме этого для них просто сделать посадочное отверстие.
Помимо цилиндрических нагелей существуют нагели с квадратной, прямоугольной, треугольной, шестигранной формами, которые, это очень важно, имеют свое место применения. Изготовление отверстий такой формы большой глубины сложно, а порой не возможно. Как правило, место их применения в столярном деле, а не деревянном строительстве.
Применение нагелей в деревянном домостроении
Необходимо заметить, что в строительстве домов из массива дерева нагель может применяться в нескольких случаях. Перечислим три основных момента, хотя круг значительно шире.
1. Скрепление венцов бревен и брусьев при строительстве домов и бань по срубовой усадочной технологии.
2. Возможно применение нагелей в безусадочных деревянных технологиях. Чаще это соединения торца с пластью, то есть принцип шканта. Например, нагель имеет место в фахтверке для соединения горизонтальных и вертикальных элементов массивного каркаса, но чаще применяется монолитный шип в одном из элементов.
3. Нагель может применяться в крупных отдельных изделиях. Например, в лестницах, где ступени – плахи также могут крепиться нагелем.
Наибольшее количество споров и обсуждений существует вокруг срубов и усадочной технологии.
Сборка сруба на нагеля
Быть или не быть нагелю в срубе? Вопрос интересный и жаркий! С одной стороны, встречаются столетние и более строения из бревна с применением березового или соснового нагеля, в то же время в других домах аналогичного возраста их нет. С другой стороны, в современной действительности кто-то утверждает, что ставить нагеля обязательно, а кто-то наотрез отрицает ее необходимость.
Интересно, но факт. Статей об установке нагеля в срубе из бревна практически нет. Вся информация «крутится» вокруг бруса. Почему? Для этого необходимо вспомнить особенности соединений, которые применяются с этими материалами, а также специфику самих материалов.
Рубленное бревно
Межвенцовый паз и чаша, особенно в канадской рубке, препятствуют изгибанию и кручению бревна. Слабыми местами оказываются только места стыковки бревен и выпилы под дверные и оконные проемы, где есть только межвенцовый паз, а обсада еще не установлена. Именно по этой причине проемы раньше или не выпиливали заранее, или сразу ставили обсадную коробку с учетом усушки и усадки сруба. Смещение, при условии, что стена установлена вертикально, практически исключено.
Калиброванное или оцилиндрованное бревно
Бревно производится на станках по двум принципиально разным технологиям. На станках проходного типа бревно движется через роторную головку, в результате чего получается оцилиндрованное бревно с повторением кривизны исходника. На станках позиционного типа вращается само бревно исходник, а на выходе получается ровный цилиндр, у которого заболонь снята неравномерно.
В результате в первом случае уже имеется кривизна, которая при усушке будет только увеличиваться, а во втором будет высокая склонность к деформации из-за разных сил напряжения. В ряде случаев кручение одного единственного бревна способно приподнимать угол и образовывать щель до 1 – 2 см.
Чаша и межвенцовый паз также противодействуют кручению и смещению, но противодействие деформации бревна им существенно больше.
Строганый и нестроганый брус
Самым дешевым вариантом дома из массива дерева является дом нестроганного бруса – это брус сразу после пилорамы. Так как у него спилены округлости бревна, которые, по сути, работают как ребра жесткости, то склонность к деформации на изгибание и кручение у него, как и у любого бруса вообще, значительно выше. Строганый брус отличается только дополнительной обработкой лицевых сторон.
Если дом или баня из такого бруса собираются в чашу, то она частично противодействует кручению, но при большой длине бруса все решает только общий вес, а он меньше, чем в случае с бревном.
Но в подавляющем большинстве случаев дома из такого материала собираются не в чашу, а встык, «в шпонку» или в «коренной шип» (теплый угол). При этих способах кручению бревна противодействуют только верхние ряды, а изгибанию по горизонтали и смещению не препятствует ничто.
Профилированный брус
Описанная выше ситуация характерна и для профилированного бруса, за исключением ситуации с изгибанием. Этот вид деформации находится «под контролем» у профилированных пазов. Но если кручение выведет брус из пазов, то и изгибание будет возможно.
Деформация бруса при кручении
Деформация профилированного бруса при кручении
Клееный брус
Сама технология изготовления клееного бруса направлена на то, чтобы исключить процессы деформации бревна, которые характерны для других видов бруса. Ламели предварительно просушиваются в камерах, строгаются, затем склеиваются. Но именно это может оказаться «проблемой» клееного бруса в срубе, так как при влажности меньше 12% он будет стремиться набрать влагу из воздуха. В результате клееный брус может деформироваться еще до укладывания в сруб.
Применение нагеля позволяет компенсировать недостатки строительных материалов, оказывая сопротивление их деформации.
Соединения на нагелях по ГОСТ
ГОСТ 300974-2002 «Соединения угловые деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий. Классификация, конструкция, размеры» обязывает установку деревянных шкантов (нагелей) в угловых и Т-образных соединениях брусьев с коренным шипом и на шпонках. Это соединения, где нет чаши. Нагель при этом ставится в центр углового соединения.
Диаметр нагеля зависит от ширины бруса:
Диаметр отверстия должен быть равен диаметру нагеля, но с учетом допустимых отклонений:
отверстие может быть на 1 мм больше диаметра нагеля. Длина нагеля не оговаривается.
Влажность нагелей не должна сильно отличаться от влажности древесины стен. Влажность нагеля может быть ниже не более чем на 2-3%, так как при большей влажности отбудет забирать ее из стенового материала, увеличиваться в размерах и заклинивать брус, препятствуя его свободной усадке.
Перечисленные в ГОСТ 300974-2002 требования касаются только угловых соединений, но это не решает проблемы линейных искривлений. Они лишь оговаривают требования, влияющие на целостность конструкции.
В тоже время существует ГОСТ Р 56711-2015 «Соединения нагельного типа для деревянных конструкций. Технические условия» сказано, что для гладких цилиндрических нагелей сверлят отверстия такого же диаметра, как и у нагелей, а в отдельных случаях, для увеличения плотности их посадки, диаметр отверстия выбирают на 0,2-0,5 мм меньше диаметра нагеля. Влажность соединяемых элементов и используемых деревянных нагелей должна соответствовать ожидаемой эксплуатационной с целью исключения высыхания древесины и ослабления соединений.
Ситуация обязательной установки нагеля согласно ГОСТ 300974-2002
Исправление кривизны бруса за счет установки нагелей
На первый взгляд возникает противоречие во влажности и диаметре отверстий. На самом деле ГОСТ Р 56711-2015 и СП 64.13330.2017 говорит о жестко соединенных деревянных конструкциях, а ГОСТ 300974-2002 о конструкциях подвижных, в которых происходит усадка.
Установка нагелей
Для срубовых конструкций нет жестких требований по необходимости установки нагелей, однако такая потребность может возникать при применении, в первую очередь, материалов естественной влажности.
Сначала разберем, как правильно установить деревянный нагель-шкант, а затем, где его лучше ставить.
Правила установки нагеля
Установка нагелей в срубе
Для установки может применяться нагель длиной две толщины венца для установки на 2 среза (в трех венцах), но просверлить строго вертикально такое отверстие очень сложно. Такой вариант установки допустим только для опытных плотников и применяется чаще в брусе с высотой 140-150 мм.
Места и шаг установки нагеля
Место и шаг установки нагеля зависит от материала сруба и способа соединения угла.
Установка нагелей на стыке бревен: с перекрытием следующим венцом и до перекрытия
Установка нагелей на свободном конце бревна
Установка нагелей на простенке между проемами
Процесс установки нагелей в срубе не сложный, но требующий большой ответственности и аккуратности. С целью экономии эту процедуру можно избежать и нагеля не ставить. Но если Вы берете на себя такую ответственность, то будьте готовы и к возможным последствиям.
Строительные компании, несущие ответственность за свою работу и гарантирующие высокий результат, как правило, установку нагелей включают обязательно в стоимость сруба. По этой причине, при прочих равных, сруб может получаться дороже. Но такие затраты обоснованы.
Вопрос установки нагелей – это ситуация из пословицы « Скупой платит дважды ».
Сборка стен сруба своими руками
Раскладка стен сруба довольно проста, если соблюдать базовые требования к технологии сруба. Стандартный венец сруба раскладывается из 4 (четырех) бревен. Зачастую, каждая сторона венца складывается из 1 одного бревна, но ранее ставили срубы и со стенами из двух бревен, которые связывались между собой специальным образом. В настоящее время такие конструкции не встречаются.
Правила раскладки бревен в срубе
Нельзя допускать сборку сруба без уплотнителя, для последующей конопатки. Таким образом не забить все пустоты между бревнами, которые будут продуваться и в которых будут образоваться грибок и могут заводится насекомые.
Бревна с разнящимся диаметром от комеля к вершине могут раскладываться двумя способами:
Первый способ – это когда в углу венца пересекаются комель одного бревна с вершиной перпендикулярного бревна.
Второй способ – это когда в двух противоположных углах пересекаются две вершины и два комеля бревна. При этом, в каждом последующем венце пересечения вершин и комеля чередуются. То есть, если в углу нижнего венца пересекались две вершины, то в этом же углу верхнего венца должны пересекаться две комельные части.
Перечисленные способы подходят для любого способа рубки чаши.
Кладку верхнего бревна удобнее и практичней будет выполнять вдвоем, чтобы не сдвинуть разложенный уплотнитель. В одиночку также возможно, но сложнее уложить бревно в чашу с сохранением уплотнителя на бревне. После укладки, что бы бревно плотнее село, его поверхность простукивается деревянной кувалдой, в народе такой инструмента называют «баба».
Крепление бревен сруба нагелями
Каждые два-три венца скрепляют между собой деревянными нагелями.
Нагель представляет собой ровную деревянную палку цилиндрической формы, длиной примерно 40-43 см, с диаметром 2-2,5 см. В качестве нагеля может использоваться и четырех угольный брусок, с подходящей диагональю. Для нагеля может использоваться любая сухая порода дерева.
Такое сплачивание необходимо для того что бы:
нагеля для сруба заводского производства
Отверстия для сплачивания нагелем высверливаются каждые 3 бревна в высоту, сверлом с диаметром от 20 мм и длиной от 45 мм. Расстояния между отверстиями на поверхности одного бревна должно составлять от 1 до 1,5 метра и 20 см от чаши, окна или дверного проема. Строительным карандашом или маркером, на бревне отмечается расположение нагеля. Для того, чтобы отверстия не совпали с находящимися ниже.
примерная схема расположения нагелей в венцах
Если в качестве уплотнителя использовался джут или пакля то в местах сверления их нужно убрать, а после сверления вернуть на место. Эта мера предосторожности необходима для того, чтобы сверло не заклинило в бревне из-за намотанного на него уплотнителя.
Если сверло заклинит, то при работе на высоте, это может быть травмоопасно и создаст большие трудности по его извлечению из бревна. При использовании в качестве уплотнителя мха, таких проблем не возникает.
Диаметр нагеля должен быть таким, чтобы при вбивании в бревно, он с трудом заходил в отверстие. Длина нагеля должна быть на 5 см меньше длины самого отверстия. После вбивания, нагель должен быть немного углублен в бревне.
Большой ошибкой и полным нарушением технологии является использование в качестве нагелей изделий из металла (арматура, пруты и прочие).
В холодное время года, точка росы находится внутри бревна и на металле, будет концентрироваться влага, что неизбежно приведет к возникновению процессов гниения дерева. Кроме того, при усушки сруба, жесткость металла не дает бревнам равномерно усаживаться в своей плоскости, что приводит к образованию больших щелей между венцами.
Долговечность сруба на металлических нагелях в несколько раз меньше чем сруба скрепленного деревянными нагелями, с соблюдением технологии.
Когда выпиливать окна и двери сруба
Обустраивать проемы в срубе можно на трех этапах работ:
Выпил проемов в глухом срубе после усадки.
При данном варианте сохраняется максимально ровная геометрия усадки и появляется возможность точно, под размеры конкретной двери ил окна вырезать проем.
Однако вырезка в глухом срубе проемов сопровождается большим расходом строительного материала. Во время усадки внутри колодца сруба из-за плохой вентиляции возникает риск образования плесени и грибка, а так же увеличивается срок усадки строения. Потому дополнительно необходимо обустроить вентиляцию. Искусственная вентиляция создается или же путем частичного выреза небольших проемов в местах предполагаемых дверей и окон, или же сруб должен стоять на вентилируемом основании, например на сваях без полового настила и с открыто для продува обрешеткой кровли.
впил двери в глухом срубе
Обустройство проемов во время сборки сруба
Такой способ экономит строительный материал и средства, поскольку не нужно оплачивать кубы древесины, которые будут выпилены в проемах. Вентиляция такого сруба лучше и усадка происходит быстрее. В проемах устанавливается временная обсада на период усадки, которая представляет собой направляющий брусок, срощеный с обсадной доской. Конструкция обсады бруском вставляется в выпиленный в торцах проемов паз и закрепляется. Таким образом, обеспечивается сохранение геометрия проемов во время усушки. При этом, не создается препятствие для усадки по вертикали ( вверх и вниз) и практически сводит к нулю движение бревен в горизонте.
Если двери и окна установить в проемы сразу после сборки сруба, до его усадки, то однозначно во время усушки они будут повреждены, и дополнительно придётся нести расходы на новые материалы.
Обрезка торцов сруба
По сборки колодца сруба, выходящие наружу торцы бревен обычно обрезают пилой, для придания эстетичного внешнего вида. Следует учитывать что выступ бревна должен оставаться не менее 20 см от угла. При помощи отвеса размечаем прямую вертикальную линию по всем выступам бревен и обрезаем их в размер. Сразу после обрезки, торцы бревен необходимо пропитать и промазать акриловой краской и составами на основе ПВА иди же клеем ПВА в чистом виде. Такая мера нужна для того, что бы торцы бревен сохли равномерно со всем телом бревна и меньше растрескивались.
Конопатка сруба
Конопачение сруба – это процесс набивания межвенцовых проемов уплотнителем, на который укладывались бревна при рубке. Представляет собой длительный и трудоемкий процесс, являющийся обязательным, поскольку от качества конопатки сруба зависит его теплоемкость и продуваемость сквознякам. Конопачение сруба выполняется в два этапа: сразу после монтажа колодца сруба и после его усадки. Во время дальнейшей эксплуатации, так же могут возникать не сквозные щели которые рекомендуется проконопачивать.
Для конопачения используется металлическая конопатка, инструмент похожий на зубило, но с большей длиной заостренной части. Рекомендуется иметь сразу несколько конопаток в ассортименте. Простукивается конопатка деревянной киянкой, использование для этих целей молотка может быть опасно для кистей и будет более трудоемким процессом. Для конопачения используется высушенный, а затем увлажнённый мох.
Конопачение одного венца осуществляется сразу с двух сторон: со внешней и со внутренней. Нельзя переходить от одного венца к другому, не проконопатив его полностью, поскольку это может привести к перекосам в горизонте венцов. Конопатка начинается с раскладывания сухого уплотнителя вдоль выбранного участка между бревнами. Далее уплотнитель подбивается конопаткой для фиксации, подворачивается снизу и снова подбивается во внутрь. Последние волокна уплотнителя рекомендуется немного смачивать распыляющим способом для придания прочности мху или пакле. Когда Вы начинаете чувствовать, что уплотнитель пружинит, то это является признаком того что щель полностью забита и больше усердствовать не нужно.
Таким же образом выполняется второе конопачение после садки, но времени этот процесс занимает уже меньше и проходит с меньшими усилиями.
Обработка и покрытие стен сруба
Обработку стен сруба защитными и красящими составами необходимо выполнять только в двух случая: если с бревна при его первичной обработке полностью сняли защитный плотный слой, в результате чего оголились рыхлые волокна, целостность которых также повреждена способом обработки. В данном случае, бревно нужно чем-то защищать от влажности и насекомых. Такие бревна можно определить по слишком светлому цвету. Подобная обработка выполняется производственным способом как маркетинговый ход, для того чтобы порадовать глаз заказчика, но в ущерб эксплуатационным свойствам и долговечности бревна. И второй случай, когда поверхность сруба покрывается лакокрасящими составами для более эстетичного внешнего вида.
сруб с не покрашенной поверхностью
В старину никогда и ничем не покрывали поверхность рубленных домов, дерево свободно дышало и такие дома стояли не одно столетие и служили домашним очагом для многих поколений. Современные срубы таким долголетием похвастаться не могут. Причина в том, что окрашенная поверхность бревна препятствует циркуляции воздуха и влаги естественным способом, в результате накапливается излишняя влага и возникает грибок.
Если же все таки покрывать сруб каким –либо составом, то желательно использовать дышащие, дорогостояще составы европейского производства, реальный срок действия которых до 5 лет. После чего, покрытие необходимо обновлять.
сруб с обработанной поверхностью
Рядовые же покрытия для дерева любого назначения не могут быть безопасными для здоровья, через дышащее дерево и межвенцовый уплотнитель, они однозначно проникают в дом, в воздух и тело. Особенно не рекомендуется такое покрытия для бани, поскольку действие таких химикатов усиливается в несколько раз и вместо банного оздоровления Вы будете получать прямо противоположный эффект.
Сухое дерево можно покрывать сразу после сборки, мокрое только после полной усадки, иначе сруб придется перекрашивать, так как после изменения объемов поверхности бревна будут видны неприкрашенные места. Кроме того лакокрасочный слой будет препятствовать воздухообмену, а значит и замедлять процесс усушки.
Срок усадки сруба, в зависимости от влажности материала составляет от 1 до 2 лет
Если бревно потемнело, то используя болгарку и шлифовочный диск верхние 1-2 мм необходимо снять. Не рекомендуют покрывать бревна красками с двух сторон, поскольку оно полностью перестает дышать, одну из сторон можно отделать вагонкой или же просто оставить в первоначальном виде.
Самым лучшим вариантом для долговечности и экологичности сруба является использование скобленного бревна, высушенного естественным способом с сохранением поверхностного слоя.
После полной усадки сруба и конопатки можно приступать к монтаж полового настила, кровли, дверных и оконных проемов, полной внутренней отделке дома.
сруб с не окрашенной поверхностью
Сборка сруба интересный и понятный процесс, если приложить небольшие усилия к тому, чтобы в нем разобраться. Процесс, занимающий продолжительное время, иногда требующий выполнения трудоемкой и монотонной работы, однако долговечность, необыкновенная природная атмосфера внутри такого дома и постоянное наблюдение результата собственного труда стоит приложенных стараний.