Стропильная система – самый сложный и один из наиболее ответственных элементов дома, от правильности ее строительства во многом зависит комфортность и время эксплуатации строения. Расчет и проектирование стропильной системы должен делаться только опытными строителями или инженерами со специальной подготовкой.

Спроектировать деревянную стропильную систему намного сложнее, чем любые металлические конструкции. Почему? В природе не существует двух досок с абсолютно одинаковыми показателями прочности, на этот параметр влияет очень много факторов.

Металл имеет одинаковые свойства, которые зависят только от марки стали. Расчеты будут точными, ошибка минимальная. С деревом все намного сложнее. Для того чтобы минимизировать риски разрушения системы, нужно давать большой запас по прочности. Большинство решений принимается непосредственно строителями на месте после оценки состояния пиломатериалов и с учетом особенностей конструкции. Очень важен практический опыт.

Цены на различные виды строительных досок

Доски строительные

Почему нужно сращивать стропила

Есть несколько причин, по которым требуется сращивать стропила.

1. Длина крыши превышает стандартную длину пиломатериалов . Стандартная длина досок не превышает шести метров. Если скат имеет большие размеры, то доски придется удлинять.
2. Во время строительства остается много хороших досок длиной 3–4 м . Чтобы понизить сметную стоимость здания и уменьшить количество непродуктивных отходов, для изготовления стропил можно использовать эти куски, предварительно срастив их.

Важно. Нужно помнить, что прочность сращенных стропил всегда ниже, чем целых. Нужно стараться, чтобы место сращивания располагалось как можно ближе к вертикальным упорам.

Способы сращивания

Существует несколько способов сращивания, однозначно лучшего или худшего нет. Мастера принимают решения с учетом своих навыков и конкретного места размещения стыка.

Таблица. Способы сращивания стропил.

Метод сращивания	Краткое описание технологии
	Применяется на досках толщиной не менее 35 мм. Довольно сложный метод, требует практического опыта выполнения плотницких работ. По прочности соединение самое слабое из всех существующих. Преимущество – экономия пиломатериалов. Практически на стройках применяется очень редко.
	Длина стропильных ног увеличивается с помощью накладки. Накладка может быть деревянной или металлической. Если длина двух отрезков досок недостаточна по параметрам стропильной системы, то такой способ позволяет их увеличить. Соединение встык имеет самые высокие показатели прочности на изгиб, широко применяется во время строительства различных сооружений.
	Внахлест. Две доски фиксируются с нахлестом. Самый простой метод, по прочности занимает среднее положение. Недостаток – общая длина двух досок должна быть больше проектной длины стропильной ноги.

В этой статье мы рассмотрим два наиболее простых и надежных метода сращивания: встык и внахлест. Косой прируб трогать нет смысла, его почти не используют из-за большого количества недостатков.

Требования строительных норм и правил к сращиванию стропил

Неумелое сращивание стропил по длине может не только резко понизить их устойчивость к изгибающим нагрузкам, но и стать причиной полного разрушения конструкции. Последствия такой ситуации очень печальные. Строительные правила предусматривают определенные закономерности во время выбора размеров крепежа, мест его установки и длины накладок. Данные взяты с учетом многолетнего практического опыта.

Сращенные стропила будут намного прочнее, если для их соединения использовать не гвозди, а металлические шпильки. Инструкция поможет сделать самостоятельный расчет соединения. Достоинство метода – универсальность, с его помощью можно решать проблемы не только с удлинением стропил, но и с наращиванием иных элементов кровли. Специализированные компании выполнили черновые расчеты и собрали данные в таблицу, но в ней указываются только минимально допустимые параметры.

1. Диаметр и длина шпилек . В любых случаях диаметр шпилек должен быть ≥ 8 мм. Более тонкие не обладают достаточной прочностью, использовать их не рекомендуется. Почему? В металлических соединениях диаметр шпилек рассчитывается на усилия растяжения. Во время стягивания металлические поверхности настолько сильно прижимаются между собой, что удерживаются за счет силы трения. В деревянных конструкциях шпилька работает на изгиб. Отдельные доски нельзя стянуть с большим усилием, шайбы проваливаются в доску. Кроме того, во время изменения показателей относительной влажности доски изменяют толщину, за счет этого уменьшается усилие стягивания. Шпильки, работающие на изгиб, должны иметь большой размер. Конкретный диаметр шпильки нужно определять по формуле d ш = 0,25×S , где S – толщина доски. К примеру, для доски толщиной 40 мм диаметр шпильки должен быть 10 мм. Хотя это все довольно относительно, нужно иметь в виду конкретные нагрузки, а они зависят от многих факторов.

   

2. Длина нахлеста досок . Этот параметр всегда должен быть в четыре раза больше ширины досок. Если ширина стропил 30 см, то длина нахлеста не может быть менее 1,2 м. Мы уже упоминали, что конкретное решение принимается мастером с учетом состояния пиломатериалов, угла наклона стропил, расстояния между ними, веса кровельных материалов и климатической зоны расположения здания. Все эти параметры оказывают большое влияние на устойчивость стропильной системы.

   

3. Расстояние между отверстиями для шпилек . Крепеж рекомендуется фиксировать на удалении не менее семи диаметров шпилек, от края доски расстояние должно быть не менее трех диаметров. Это минимальные показатели, на практике рекомендуется их увеличивать. Но все зависит от ширины доски. Нельзя за счет увеличения расстояния от края слишком уменьшать расстояние между рядами шпилек.

   

   

4. Количество стягивающих шпилек . Есть довольно сложные формулы, но на практике ими не пользуются. Мастера устанавливают два ряда шпилек с учетом расстояния между ними, отверстия располагаются в шахматном порядке.

Необходимость расширить или удлинить деревянную заготовку обуславливается ограниченностью поперечных сечений и длин досок и бруса, имеющихся в распоряжении столяра вследствие распиловки деревьев.

Возникает также необходимость в соединении двух или более деревянных заготовок в поперечном или наклонном направлениях, когда требуется создать рамочное изделие с применением древесины и других материалов. Столярные соединения осуществляются путем склеивания, с помощью гнезд и пазов, которые связываются друг с другом в соединяемых деталях.

Эти соединения называют сращиванием. Они представляют собой соединение двух или более деревянных заготовок их пластинами или кромками соответственно, в результате получается деревянное изделие с такими размерами, которые невозможно получить из целого куска древесины.

Существуют две различные группы стыковочных соединений

• стыковка двух просто обструганных и склеенных деталей торцами или кромками;
• вторая группа стыков предполагает наличие укрепляющих элементов, таких, как шипы или соединение в шип и паз.

Плоскостное сращивание, или соединение встык по длине

Плоскостное сращивание выполняется склеиванием прямых краев досок. Оно считается не очень прочным. Прочность такого соединения в сильной степени зависит от толщины соединяемых деталей, от получившегося в результате контакта между поверхностями соединяемых деталей, а также от типа клея, который может легко изменяться под действием атмосферных и тепловых условий.

Плоскостное сращивание вполдерева

При соединении двух деталей вполдерева у обеих деталей паз делается в половину толщины таким образом, чтобы при сборке паз одной детали точно совмещался с пазом другой. Этот тип соединения позволяет получить большую площадь поверхности стыка, связанную клеем, чем в предыдущем случае, а также допускает возможность усиления стыка с помощью шурупов или вставными шипами. Оно используется в конструкции настилов и рамочных опор.

Широко применяется для соединения заготовок в форме досок. Для выполнения отверстий под пробки используются портативные фрезерные станки.

Сращивание зигзагом

Соединение весьма эффективно, когда необходимо исключить боковое смещение стыка. Чтобы получить такое соединение, необходим калевочно-строгальный станок и резец соответствующей формы. Чем больше наклон разреза, тем больше склеиваемая поверхность, тем выше прочность такого соединения.

Рубанок-цинубель с мелкими зубчиками на режущей кромке создает на поверхностях стыкуемых деталей неглубокие бороздки. Он применяется для склеивания больших поверхностей.

Плоскостное сращивание, или соединение встык, усиленное штифтами

Соединение, усиленное деревянными гвоздиками-штифтами, вставленными до середины толщины соединяемых деревянных деталей. Эти гвоздики могут различаться по исполнению в зависимости от того, какую степень соединения нужно получить.

Рисунок 1. Чередующееся соединение в паз и гребень Рисунок 2. Соединения в паз и гребень с фасонными шпунтами

Сращивание шпунтами

Сборка этого соединения осуществляется с помощью шпунта (или штыря) и паза (или канавки), поэтому его называют соединением в паз и гребень.

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 . 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 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.

1. Продолжить линию на кромку каждой из заготовок, с помощью угольника.
2. 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.

1. 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.

Дерево широко используется в различных областях хозяйственно-бытовой деятельности человека. Особенно широко деревянные конструкции применяются при строительстве. Однако любые деревянные конструкции состоят из отдельных деталей, которые необходимо тем или иным способом соединить воедино.

Существует несколько видов соединений. Но нужно усвоить одно правило: прежде, чем приступать к работе, нужно тщательно разметить будущие запилы и всегда следовать разметке. В конечном изделии детали должны прилегать точно и плотно.

Способы соединения досок и брусков небольшой длины: 1 — «впритык» (встык); 2 — «в паз и гребень»; 3 — «на ус»; 4, 6 — «зубчатое» клеевое; 5 — «вполдерева»; 7 — «на рейку»; 8 — «прямым замком» накладным; 9 — «косым замком» накладным; 10 — «прямым» и «косым» натяжными замками.

Наиболее простым и сравнительно непрочным является соединение «впритык». Для этого соединения концы скрепляемых деталей делают четко прямоугольными, а торцы обрабатывают рубанком.

Соединение «в ус» похоже на соединение «впритык», но здесь концы деталей скашивают под углом в 45о. Для точной разметки применяют приспособление называемое ярунок. Такое соединение укрепляют фанерной накладкой или металлическим угольником. Усиливают соединение «в ус» креплением с внутренней стороны квадратного или треугольного бруса.

К более прочным соединениям относят соединения «в накладку» путем выполнения спилов. Если соединяемые детали одинаковой толщины, то спилы производят на обеих деталях на половину их толщины. В случае, когда одна деталь толще другой, то спил производят только в более толстой детали. Для усиления прочности детали склеивают и дополнительно скрепляют деревянными нагелями либо шурупами.

При необходимости получить Т-образное соединение применяют накладку «вполдерева». В этом случае обрезают обе детали, если они одинаковой толщины, или спиливают более толстую деталь при различной толщине скрепляемых элементов.

Самым прочными соединениями дошедшими до нынешнего времени из глубокой древности остаются соединения сквозными шипами, на двух вставных круглых шипах и способом срединной вязки одинарным шипом. Детали, соединенные прямым сквозным шипом дополнительно крепят нагелями и склеивают. Чтобы выполнить соединение на двух круглых вставных шипах, применяют шаблонную накладку из фанеры или плотного картона для точного сверления отверстий под шипы. Срединная вязка одинарным шипом бывает глухой, если нужно скрыть конец шипа на лицевой стороне, и сквозной, которая гораздо прочнее глухой.

Для ящичных соединений применяют шиповые соединения с прямыми и косыми («ласточкин хвост») шипами. Несмотря на более высокую трудоемкость, соединение косыми шипами более прочное и надежное.

Для надежности все соединения могут быть укреплены нагелями, склеиванием, гвоздями, шурупами, болтами и комбинацией этих приемов упрочнения стыковок.

Нагеля изготавливают в виде деревянного стержня со слегка заостренными концами из твердых пород древесины. Если изделие впоследствии будет покрываться красками или лакироваться, то наружный конец нагеля утапливают и зашпаклевывают либо сверлят глухое отверстие под нагель.

Перед склеиванием детали тщательно высушивают, поверхность очищают от грязи, жировых и масляных пятен, пыли и рашпилем придают шероховатость для лучшего сцепления. Причем детали из твердых пород дерева клеят более жидким составом, а мягкое дерево – более густым потому, что оно гораздо лучше впитывает влагу. Склеиваемые поверхности необходимо тщательно промазать клеем, что значительно повысить прочность соединения. Слой клея не должен быть слишком толстым или слишком тонким. Это значительно ухудшит качество соединения. Клей наносится равномерным, плотным, без разрывов слоем. Для надежного склеивания изделие нужно выдержать не менее суток, прежде чем подвергать дальнейшей обработке.

Для склеивания применяют столярный либо казеиновый клей. Столярный клей не водостойкий и при повышенной влажности готовые изделия могут расклеиться. Поэтому рекомендуется применять казеиновый клей, лишенный этого недостатка. К тому же казеиновый клей несколько дешевле, а по прочности склеивания немного превосходит столярный.

Для достижения особой прочности стыки деревянных конструкций укрепляют гвоздями, шурупами и болтами. Длину гвоздя или шурупа подбирают на 3 – 5 мм короче общей толщины соединяемых деталей, а при соединении деталей различной толщины длина крепежных метизов должна быть в 2 – 4 раза больше толщины самой тонкой детали.

Следует учитывать, что шурупы и гвозди, ввинченные или забитые поперек волокон, лучше держат детали.

Часть болта, которая выходит за пределы соединяемых деталей, должна быть чуть больше толщины гайки. Под головки болтов подкладывают шайбы, чтобы предохранить древесину от смятия. Шлицы головок шурупов располагают параллельно древесным волокнам. Шлицы всех шурупов желательно расположить на одной прямой или параллельно друг другу. Перед ввинчиванием тонких шурупов или вбиванием тонких гвоздей рекомендуется сделать сигнальные отверстия с меньшим диаметром.

Наиболее прочными считаются соединения шурупами. Нужно быть внимательным, чтобы не допустить раскола дерева. С этой целью не следует вбивать и ввинчивать шурупы и гвозди близко к кромке и друг к другу.

Изготовление мебели своими руками приобретает все большую популярность и в силу дороговизны готовых изделий, и благодаря большому количеству исходных материалов, появившихся в свободном доступе. В домашних условиях с минимальным набором соответствующих инструментов реально собрать жизнеспособную мебель, которая будет исправно служить и радовать своим видом. Одним из максимально востребованных способов соединения является склейка, позволяющая получить прочные, монолитные детали. Склеивание может использоваться как самостоятельный крепеж или как дублирующий, при применении внешних элементов, таких, как нагели, шпонки или саморезы.

Клееная древесина своими руками

Перед склейкой детали обрабатываются, это делается не только для очистки поверхности, но и позволяет раскрыть древесные поры. При нанесении клеевой состав проникает через поры в структуру древесины, в межклеточное пространство, и при застывании образует множество тончайших нитей (паутинок), надежно «сшивающих» заготовки между собой. Прочность правильно выполненного шва превышает прочность самой древесины, при тестировании на излом деталь ломается не в месте склейки, а по цельному дереву.

Клейка дерева позволяет получать изделия с лучшими, чем у массивных, параметрами. В процессе склейки подбирают подходящие по фактуре и оттенкам элементы, отбраковывают поврежденные, треснутые и сучковатые участки. В результате у склеенных деталей прочность больше, чем у обычного , а посредством наклеивания на лицевые поверхности тончайшего шпона изделиям придают вид ценнейших пород. Склеенная по всем правилам древесина гораздо меньше коробится, трескается и рассыхается, чем массив.

Чем склеивать древесину. Технология

Существует несколько способов соединения деталей при склеивании.

• Склейка дерева на гладкую фугу – соединение гладких деталей, без увеличения площади проникновения.

• Склейка на микрошип – увеличение площади проникновения на 2,5 – 5 мм за счет создания на детали зубчатого рельефа (с помощью фрезера).

• Склейка на зубчатый шип – увеличение площади проникновения на 10 мм за счет создания зубчатого шипа.

• Склейка на шпунт-гребень (шип-паз, ласточкин хвост, косой шип) – дополнительное сцепление за счет пазового соединения.

Хотя в определенных ситуациях, когда предполагаются особые условия применения, актуальны пазовые и шиповые соединения, в большинстве случаев детали склеиваются на гладкую фугу. Современные клеевые составы проникают глубоко в структуру и создают прочный шов без дополнительной выборки древесины.

Как склеить доски между собой. Параметры

Склеиваемая древесина должна иметь показатель влажности в пределах 8 – 12%, максимум – 18%. Если есть необходимость склеить влажные детали, используют специальный состав, в процессе затвердевания он вытягивает влагу из дерева. При склеивании болванок с различной влажностью не допускается перепад больше 2%, чтобы избежать внутреннего напряжения в клеевом шве из-за деформации более влажной детали. Температура склеиваемых заготовок колеблется в пределах 15 – 20⁰С, поэтому работы проводятся в теплых помещениях (18 - 22⁰С). На холоде большинство составов кристаллизуется, что приводит к ухудшению качества склейки и затрудняет процесс.

Заключительная подготовка древесины (строгание, фугование, обработка наждачкой) проводится непосредственно перед склеиванием, чтобы повысить проницаемость клея и избежать коробления. Важно не только подобрать детали по габаритам, структуре и внешним данным, но и правильно их расположить.

• При склеивании по длине используются планки только одного типа распиловки – тангентальной или радиальной;
• При склеивании и по длине, и по ширине не допускается чередование разных частей древесины – ядро укладывается с ядром, заболонь (молодая, крайняя часть) с заболонью;
• Годовые кольца соседних заготовок из досок или брусков должны быть направлены в разные стороны или под углом друг к другу от 15⁰.

Стандартная толщина мебельных щитов – 2 см, но, чтобы склеить деревянные щиты в домашних условиях, при выборе досок для щита учитывается предположительный отход при обработке, поэтому заготовку подбирают толщиной до 2,5 см. Лишок снимется в процессе первичной обработки, при устранении дефектов, и после склейки, при шлифовании щита. Если распускать для мебельного щита доску в 5 см толщиной, получаются две заготовки с одинаковой текстурой и оттенком, что увеличивает декоративность изделия. Для щитов подбираются доски древесины одной породы, шириной до 120 мм, чтобы была возможность качественно обработать кромки щита, длина болванок должна иметь запас (2 – 5 см).

Клеящие составы

Клеи, используемые для изготовления клееной древесины, подразделяются на две основных группы.

Синтетические – получаемые на базе смол или поливинилацетатных дисперсий (ПВА). Они характеризуются повышенной прочностью получаемого соединения, влагостойкостью, биостойкостью. К недостаткам относится наличие вредных веществ, которые могут выделяться в окружающую среду в процессе работы и дальнейшей эксплуатации. Этим «славятся» составы на базе фенолформальдегидных смол. Современные ПВА дисперсии и их производные нетоксичны и обычно используются в бытовой сфере и считаются универсальными для дерева. Основная масса синтетических смесей готова к употреблению. Нуждается в доводке эпоксидный клей, для работы с ним входящий в комплект отвердитель смешивается с эпоксидной смолой.

Натуральные смеси – животные, растительные, минеральные. Безопасны, дают прочное соединение, но выпускаются в виде полуфабрикатов, которые приготавливаются перед использованием. Как клеить дерево ими: при приготовлении необходимо четко следовать инструкции и соблюдать дозировки, в противном случае качество клея не позволит получить прочное соединение. Для приготовления клея обычно требуется развести концентрат-порошок водой до нужной консистенции (может потребоваться определенный период для набухания) или расплавить твердые частицы. Не допускается прямое воздействие огня, применяется «водяная баня», на которой масса с добавлением воды после набухания расплавляется до однородной консистенции.

Как склеить дерево

При склеивании деревянных поверхностей клей наносится на обе детали равномерным слоем. Толщина слоя зависит от разновидности клея, его консистенции и типа склеиваемых поверхностей – чем тоньше древесина, тем тоньше слой. Клей должен смочить деталь, но не избыточно, при соединении элементов наружу должен выделиться ровный валик. Клеевые потеки удаляются с поверхности, как только немного схватятся, скребком или шпателем. Застывший лишний клей сильно портит внешний вид деталей и усложняет их дальнейшую обработку.

Чем склеить деревянную заготовку.

После нанесения клея детали выдерживают определенный промежуток времени, это позволяет составу проникнуть глубже, одновременно испаряется лишня влага, концентрация клеящих веществ повышается. Во время выдержки не допускается заветривание шва на сквозняке или его запыление. Некоторые разновидности натурального клея (костный, мездровый) нужно наносить в горячем виде, мгновенно скрепляя детали без выдерживания, так как по мере остывания состав теряет свои свойства.

Инструмент для склеивания древесины

Для получения максимально прочного соединения, при склеивании древесина запрессовывается – подвергается сжатию посредством специальных прессов. В домашних условиях для этих целей используют подручные инструменты и средства – тиски, струбцины, кулачковые приспособления, рамки из металлического уголка с зажимными механизмами. Давление при прессовании древесины выдерживается в диапазоне от 0,2 до 1,2 МПа. На производстве возможны большие величины, в домашних условиях таких показателей, чтобы детали конструкции склеились, достаточно.

Клееная древесина своими руками.

При соблюдении технологии склейки клеевой шов получается прочным и надежным, и, в отличие от способа соединения деталей металлическим крепежом, не портит внешний вид.

Для любителей создания предметов обихода своими силами на FORUMHOUSE открыта тема . Как организовать удобный уголок для работы с деревом, можно узнать в статье . В видео о деревянных элементах в загородном доме показаны интересные изделия, сделанные пользователями портала.