Эта статья — о том, как срастить брус по длине. Понятно, что для изделий, эксплуатируемых без нагрузки, с нагрузкой на растяжение, изгиб и сжатие применяются разные способы сращивания. Мы постараемся познакомиться с ними и сформулировать правила, которые позволят сделать соединение не только прочным, но и красивым.
Без нагрузки
Самый простой сценарий — сращивание детали, не испытывающей эксплуатационных нагрузок. Наиболее характерный пример — венец стены из бруса.
Единственное требование к соединению — оно не должно продуваться.
Уточним: точки сращивания должны обязательно смещаться от венца к венцу. В противном случае механическая прочность стены все-таки может пострадать.
- Простейшее решение — соединение в полдерева . Каждая из деталей вырезается на половину толщины; длина сращивания не должна быть меньше поперечного размера бруса. Уплотнение соединения обеспечивается прокладкой утеплителя (как правило, джутовой ленты). Нередко соединение делается вертикальным; тем самым вероятность продувания сводится к нулю;
- Соединение с коренным шипом ненамного сложнее . На одной из соединяемых деталей вырезается шип размером в 1/3 — 1/4 толщины бруса, на второй — соответствующий паз;
- Еще один вариант сращивания венца — соединение шпонкой . Пазы выбираются на обоих брусьях; в них после укладки венца вбивается деревянная шпонка.
Этот тип нагрузки характерен для разнообразных стоек и колон.
Здесь перед строителем стоит две задачи:
- Избежать увеличения сечения детали;
- Исключить малейшую вероятность взаимного смещения элементов конструкции.
Для достижения этих целей на торцах бруса формируется замок.
Первый вариант замка (слева) сильно напоминает соединение в полдерева; однако скосы на торцах заметно меняют его свойства. Благодаря им увеличенная нагрузка на сжатие лишь усиливает конструкцию.
Второе решение — косой натяжной замок, интересен тем, что исключает рассоединение деталей при растягивающей нагрузке. Это полезно, к примеру, для опоры навеса с большой парусностью.
Кроме того, элементы, образующие колонну, могут сращиваться шипованным соединением. В этом случае наращивание бруса по длине начинается с нарезки на нем косых шипов; затем детали садятся на клей.
Прочность склеивания обеспечивается большой площадью поверхности шипов и прессованием соединения (рекомендованные значения — 80 кгс/см2 для и 100 кгс/см2 для твердых).
Нагрузки на растяжение в чистом виде для деревянных конструкций являются скорее исключением, чем правилом. А вот изгибающие нагрузки они испытывают часто. Специфика условий эксплуатации заставляет разделить способы сращивания бруса по длине в зависимости от того, что за элемент изготавливается.
Открытые балки
Они довольно типичны для деревянного строительства. Специфика здесь та же, что и в случае колонн: соединение не должно увеличивать сечение балки.
Прямой накладной замок исключает рассоединение брусьев при нагрузке на растяжение, косой же перекладывает эту функцию на дополнительные крепежные элементы — шпильки и болты. Они стягивают половины замка как минимум в одной точке, посередине. Для дополнительной фиксации используется клей.
Стропила, прогоны
Здесь картина в корне иная: при эксплуатации стропильная система полностью скрыта от глаз обитателей дома.
Поэтому допустимы способы сращивания, увеличивающие .
- Простое соединение внахлест подразумевает, что сращиваемый брус имеет незначительную толщину (что вполне типично для стропил). Длина нахлеста должна быть как минимум втрое больше ширины бруса или доски. Для фиксации используются болты или шпильки;
- Сращивание встык тоже практикуется, но с обязательным усилением соединения боковыми накладками. Они могут быть выполнены из доски или толстой фанеры; могут использоваться и перфорированные пластины из оцинкованной стали.
Мебель, перила
Инструкция по сращиванию брусков при самостоятельном изготовлении мебели или ограждений внутри дома заметно отличается от рекомендаций, актуальных для стропил или балок. В этом случае на первое место выходит эстетика.
Как своими руками выполнить соединение, которое будет не только прочным, но и красивым?Сама методика нами уже изучена: на торцах деталей фрезерованием формируются шипы, после чего они склеиваются встык.
Напомним: прессование обязательно и должно занимать не менее 5-6 секунд. Затем деталь фиксируется в неподвижном положении на время просушки клея.
Фреза для выборки шипов. Цена изделия — от 200 до 800 рублей в зависимости от размера.
Однако результат сильно зависит от ряда тонкостей.
- Брусок подбирается по цвету и текстуре;
- Порода древесины должна быть одинаковой. Влажность может различаться в пределах трех процентов;
- Дефекты на сращиваемых элементах должны размещаться с одной стороны — тыльной;
- Между нарезкой шипов и склеиванием должно пройти не более суток. В противном случае неравномерная сушка древесины скажется на точности подгонки шипов и на качестве клеевого шва;
- Выдавившиеся при прессовании излишки клея удаляются немедленно. После его высыхания очистить деталь будет намного труднее.
Заключение
При сооружении крыши для большого знания может возникнуть вопрос как нарастить стропильную ногу. Брус или доска обычно имеют длину 6 м, что недостаточно для изготовления конструкций больших размеров. Часто проблема соединения элементов возникает при установке накосных (диагональных) ног четырехскатной крыши, поскольку их длина в среднем составляет от 5 до 10 метров.
При сращивании контролируют жесткость узлов и несущую способность. В этом случае особенно важно подобрать сечение конструкции так, чтобы она могла выдерживать постоянные нагрузки и массу снега. Чтобы выполнить расчет сечения стропильной ноги, пользуются достаточно простыми формулами.
Подбор сечения
Перед началом расчета собирают нагрузки на стропила. Они бывают двух видов: постоянные и временные. Постоянные включают в себя массу всех слоев крыши:
- подшивка;
- стропила;
- утеплитель;
- обрешетка;
- кровельное покрытие.
Массу пароизоляции и гидроизоляции можно не учитывать. Можно использовать примерные значения. Для крыши с покрытием из металлической черепицы постоянная нагрузка принимается равной 60 кг/м2, из битумной — 70 кг/м2, из керамической — 120 кг/м2.
Снеговая нагрузка зависит от климатического региона. Она указана в СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы не запутаться, пользуются специальными картами. При угле наклона кровли более 45 градусов снеговую нагрузку считают равной нулю.
После нахождения массы кровли выполняют расчет. Его делают по двум предельным состояниям: на прочность и на прогиб.
Первая формула расчета на прочность — для поиска расчетной нагрузки:
q1= (1,1*gn*cosα + 1,4*pn*cosα2)*a,
Дальше находят расчетный изгибающий момент M = 0,125*q1*l2*100. Здесь l2 — величина пролета стропильной ноги в квадрате. Следующий шаг — нахождение расчетного момента сопротивления W. Для этого M делят на расчетное сопротивление древесины изгибу, равное 130 кг/см2.
W = b*h2/6. W уже известно, b — это ширина сечения стропила, которую принимают 5 или 10 см. В уравнении остается только одно неизвестное h — высота стропильной ноги.
Следующий расчет на изгиб. В первую очередь находят нагрузку:
q1н = (gн* cosα + pn*cosα2)*a.
Очень похоже на первый вариант, но без коэффициентов. После этого вычисляют момент инерции I = (5* q1н*l3*200)/(384*1000). l3 — пролет ноги в кубической степени. I = b*h3/12. I известно, b берут такое же, как и в первой части расчета. В уравнении остается одно неизвестное h. После двух вычислений из h для стропильной ноги назначают то, которое больше. Это будет минимальным размером.
Также при выборе высоты стропильной балки стоит учесть толщину утеплителя. Его укладывают при использовании подкровельного пространства в качестве мансарды или теплого чердака. Толщину теплоизоляционного материала выбирают в зависимости от климатического региона. Рекомендуют высоту стропил назначать на 2—3 см больше. Это нужно для обеспечения вентиляционного зазора.
Выбор места для стыка
Сращивание стропил по длине выполняют там, где изгибающий момент практически равен нулю. Не разрешается делать стыковку в середине пролета. В этом месте изгиб сильнее всего, а любое (даже самое качественное соединение) ослабляет сечение и создает шарнир. При воздействии нагрузок нога в этом месте прогнется. Скорее всего, это произойдет в первую же снежную зиму.
Расстояние от места соединения до ближайшей опоры должно составлять 0,15*l, где l — длина пролета. При этом точками опоры считаются места опирания стропильной ноги на:
- мауэрлат;
- коньковый ригель;
- промежуточные стойки;
- подкосы.
Величина пролета принимается равной расстоянию между двумя соседними опорами, между которыми планируется сращивание элемента. Такое же правило действует при монтаже накосных балок.
Методы выполнения работ
Сращивание стропильных ног по длине выполняют тремя методами:
- встык;
- косым прирубом;
- внахлест.
Для того чтобы обрезать концы доски или бруса под заданным углом, используют стусло. Этот инструмент позволяет строго соблюдать геометрию и обеспечивать максимальную плотность стыков.
Соединение встык
Этот вариант считают самым быстрым. Но при выполнении работ не стоит торопиться. Важная задача в этом случае — отрезать концы досок в месте стыка под идеальным прямым углом. В противном случае велика вероятность смещений и подвижек в процессе эксплуатации.
Торцы соединяют друг с другом. После этого делают накладку с двух сторон из древесины или металла. Пластина из металла должна иметь специальные отверстия для крепежа (гвозди или саморезы). Деревянный элемент фиксируют четырьмя способами:
- на гвозди;
- на саморезы;
- на болты;
- на шпильки.
Элементы крепежа располагают в шахматном порядке. Саморезы и гвозди использовать не рекомендуют. Их нужно больше, чем болтов или шпилек, что существенно ослабляет сечение.
Профессиональные строители при выполнении работ обычно предпочитают шпильки, поскольку этот вариант удобнее. Шпилькой скрепляют стропило и две накладки насквозь. При закручивании гаек предусматривают шайбу. Она предотвращает втапливание крепежа в дерево.
Соединение косым прирубом
Вариант позволяет добиться надежной фиксации. Это особенно актуально при наращивании накосных ног. Сложность заключается в том, что концы балок подпиливают под углом.
Крепление делают на один болт или шпильку. В середине стыка просверливают сквозное отверстие для болта. Его диаметр должен точно совпадать с диаметром крепежа или быть на 1 мм меньше. Чаще всего используются детали с размером сечения 12 или 14 мм. Если отверстие будет слишком большим, возникает вероятность прогиба.
Как и в предыдущем случае при закручивании гаек используют шайбы. Ширина стыка принимается 2h, где h — высота сечения балки. При спиливании угла на доске или брусе, нужно предусмотреть вертикальные участки сверху и снизу, высота которых равна 0,15h.
Сращивание стропил внахлест
Метод позволяет получить жесткое соединение. Длину нахлеста назначают не менее 1 м. Вариант отлично подойдет для новичков, поскольку в этом случае нет необходимости строго контролировать угол среза.
Доски соединяют между собой на гвозди, саморезы, болты или шпильки. Крепеж располагают в шахматном порядке. Важно не забыть про шайбы при закручивании гаек.
Спаренные стропила
Если длина стропильной ноги больше 6 метров (размеры пиломатериала), потребуется сращивание. Вместо этого можно использовать спаренные стропила. Их изготавливают из двух или более досок. Ширина каждой обычно назначается 10 см.
Доски крепят между собой на гвозди в шахматном порядке. Расстояние между крепежами в каждом ряду назначается 50 см. Также для стягивания используют болты или шпильки. Наращивание по длине делают встык. Каждая доска в сечении смещается относительно соседних на 1 метр. Так удается добиться того, что даже в месте стыка есть цельная часть. По всей длине прочность сечения примерно одинаковая, нет ослабленных участков.
При сращивании нескольких досок между ними укладывают 1 см минеральной ваты или джута. Это нужно на того, чтобы скомпенсировать усадку древесины.
Составные стропила
Составная балка представляет собой систему из спаренного участка и одинарного. В нижней части пролета используется спаренная доска. При этом соединение делается на деревянные вкладыши (бобышки). Толщина бобышек принимается равной толщине одинарной ноги в верхней части. Расстояние между соседними вкладышами не превышает 7h.
Нижние элементы соединяются между собой в местах установки бобышек. Для фиксации используют гвозди, саморезы, болты или шпильки.
Крепление нижней и верхней части конструкции осуществляют внахлест. Одинарная нога входит между спаренных. Величина нахлеста должна быть не меньше 1 метра. Чтобы закрепить узел используют те же приспособления, что и при соединении нижней части балки.
Составные ноги не отличаются такой надежностью и жесткостью, как спаренные. Но их преимущество — экономия материала. Такой способ можно использовать для стропил, но не рекомендуется при изготовлении накосных диагональных элементов.
Чтобы избежать соединения стропил по длине, можно использовать клееную древесину. На заводе изготавливают балки для больших пролетов до 12 м. Но такой материал стоит ощутимо дороже, поэтому сращивание балок используют в целях экономии.
По длине
Если вы решили возвести деревянный дом из бруса то вам, бесспорно, понадобится помощь специалистов или хотя бы ознакомится для начала с таким понятием как соединение бруса на длине. От того насколько хорошо вы владеете информацией о возведении деревянного дома так же зависит дальнейшее его обслуживание или в крайнем случае эти знания пригодятся при демонтаже здания. Часто приходится с сталкиваться не только с но и с соединением деталей конструкции.
Обычно стандартная длина чернового, профилированного или клеенного бруса составляет 6 метром, поэтому при возведение сруба деревянного дома, который больше по длине чем стандарт, приходиться применять технологии по соединению по длине.
Брус стыкуют по длине в тех случаях, когда одна сторона дома больше по длине. Брусья стыкуют с одной стороны с перевязкой, а следующий ряд с другой стороны. Такой порядок исключает неправильное нахождение двух стыков расположенных один под одним. Профилированные брусья обычно соединяют несколькими способами согласно с ГОСТ 30974-2002 наименование, которого: «соединения угловых деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных сооружений. Классификация, конструкции, размеры». Обычно этот стандарт распространяется на Т-образные соединения, а так же на угловые соединения малоэтажных зданий которые возводятся из . Указанные стандарты не обязуют к обязательному исполнению, но есть одно, но эти требования обязательно учитываются при сертификации продукции, такой как профилированный брус или производство целиком.
Вид применяемого сращивания зависит от нагрузки на брус — нагрузки могут быть на сжатие, растяжение и изгиб.
Для способа соединение бруса по длине (сращивание) нужно так же применять различные типы соединения, например такие как:
- Соединение в полдерева
- Соединение со шпонкой
- Соединение с коренным шипом
- Соединение на косой замок
- Соединение на накладной замок
Соединение бруса под силой сжатия необходимо применять врубки показанные на рисунке выше. Длина крепления равна ширине бруса + 10 см. Также при соединение необходимо усиль нагелями.
На чертеже замки для соединения под воздействие силы растяжения, которые противостоят продольному смещению. Их также необходимо усиливать нагелями.
В зависимости от типа соединения торцы соединяемого бруса зарезают определённым способом. В момент соединения в замок кладётся утеплительный межвенцовый джут.
Более подробно о соединениях брусьев и бревен можете почитать в тут
Видео стандартное соединение в полдерева:
При строительстве стропил нужно соблюдать правильность просчёта, а также нюансы проверенные временем, чтобы вес кровли в целом и природные атаки не взяли верх над конструкцией стропил.
Стропила видео.
Не редко при строительстве стропил в стропильных системах не хватает длинны или толщины доски или бруса на на элементы стропиловки.
Для решения подобных задач можно прибегнуть к наращиванию стропил.
Жесткость стропилин на изгиб в местах, где происходит стыковка стропил достигается крайне редко, обычно там получаются пластичные шарниры. Для решения этой проблемы стык делают в том месте, где изгибающий момент практически равен нулю.
Для сращивания стропиловки из бруса применяется метод косого прируба. В сращиваемых элементах делают наклонные врубки (запилы) длиной, равной удвоенной высоте сечения, с торцами высотой, равной 0,15 высоты сечения. Косой прируб закрепляют болтом.
При таком способе две доски накладываются друг на друга на расстоянии не менее одного метра. Далее пробиваются гвоздями или болтами по всей длине соединения в шахматном по рядке.
Для предотвращения прогиба, стыкуемые торцы досок должны быть девяносто градусов.
Усиление стропил.
При недостаточном сечении материала для изготовлении стропил, его можно усилить.
Спаренные стропила изготавливают минимум из двух досок без просвета между ними. Если для изготовления стропил используются доски, то они сшиваются гвоздями, которые располагаются через 50 см. в шахматном порядке.
Составные стропила изготавливают из двух досок, которые раздвинуты относительно друг друга на толщину вкладыша. Длина вкладышей может быть произвольной, но не менее 2 высот досок. Вкладыши между досками вставляют так, чтобы расстояние между ними было не более 7 высот сплачиваемых досок. В верхнюю часть составных стропил можно установить одинарную доску.
Крепление мауэрлат и стропила.
Вид крепежа для соединения стропил к мауэрлату определяется конструкцией всей стропильной системы относительно самого дома.
Жёсткое соединение.
Главным принципом жесткого метода соединения стропил с мауэрлатом является полное исключение возможности каких-либо воздействий (сдвиги, повороты, изгиб, кручение) между обоими конструктивными элементами.
Первый способ — стальным уголком и опорным подшивным брусом.
К нижней части стропильной ноги монтируется брусок, посредством которого стропильная нога упирается в мауэрлат. С боковой стороны устанавливается металлический уголок и крепится гвоздями или саморезами.
Второй способ — вбивание гвоздей с боков, под углом в направлении друг к другу (происходит скрещивание внутри мауэрлата), а после в вертикальном положении в стропило забивают третий гвоздь.
Скользящее соединение.
Скользящее соединение стропил применяется в тех случаях когда коньковый брус опирается на фронтон здания для того, что бы дать стропиловке возможность подстраиваться под усадку здания.
В мауэрлате выпиливается выемка под стропильную ногу. И соединяются скользящей опорой (скользячка), в комплект которой входят уголок с петлёй и кронштейн.
Скользячка монтируется строго параллельно стропильной ноге.