В переводе с немецкого, нагель - это гвоздь. Нагель деревянный представляет собой крепежный элемент цилиндрической или квадратной формы. Он часто используется в строительной отрасли в процессе сборки домов и бань из дерева, бруса, бревна.

Под влиянием различных негативных факторов портиться эстетическая привлекательность деревянных зданий, а тепло плохо сохраняется в доме. Для снижения влияния таких факторов применяют деревянные нагели из твердых сортов древесины.

Нагель для бруса

Нагели могут иметь диаметр 24-25 мм или сечение 25х25 мм, а также длину от 1,2 м. такой крепежный элемент предотвращает смещения венцов деревянного дома относительно друг друга. Самой важной характеристикой нагеля можно назвать его гладкость. Поверхность нагеля должна быть идеально гладкой, чтобы отдельные брусья не зависали на нем или не поднимались, с образованием зазоров между венцами.

Главная задача нагеля заключается в снижении искривления бруса во время усадки, вследствие того, что он хорошо работает на изгиб. Высокой прочности соединения специалисты достигают использованием нагелей с одинаковым уровнем влажности с брусом или чуть суше. Таким образом получается, что во время усыхания бруса нагель надежно заклинивается между венцами.

Для срубов из мягких сортов лесоматериалов, к примеру, сосна или ель, применяют нагель из березы. У березы твердая древесина, а само дерево очень широко распространенно на территории России, по этой причине создавать из нее крепежные элементы не затратное дело. Помимо этого, береза имеет невысокую естественную влажность и плотную структуру. Естественно, и стоить нагель березовый будет на порядок ниже, чем дубовый, грабовый или буковый.

Применение деревянных нагелей можно назвать универсальным вариантом при сборке срубов из дерева, потому что главным отличием от металлических крепежных элементов они не подвержены коррозии и не оказывают влияния на структуру дерева. На заключительном этапе производства нагели обязательно пропитывают или обрабатывают антисептическими растворами против гниения.

Соединение в нагель

Монтаж нагелей происходит в шахматном порядке на расстоянии от края бруса от 200-600 мм и между деревянными стержнями 1,5-2 м. Отверстие под нагель необходимо выполнить одного с ним диаметра или немного меньше. Чтобы усадка происходила правильно, на нагелях ось отверстий должна находиться в вертикальной плоскости. При этом отверстия должны иметь глубину при соединении двух венцов как минимум две трети от толщины бруса, если отверстия под нагель сделаны на предприятии, то нагель можно монтировать на три-четыре ряда. Протяженность деревянного стержня, чаще всего, не более 1,25 м. Отметим также, что на предприятии, не всегда удается создать точную ось отверстий, потому что в процессе сверления прямо при сборке сруба, бревна, уложенные друг на друга дают нагрузку и лежат ровно по отношению друг к другу. Тогда как в станок бревна попадают по одному и часто имеют искривление, влияющее на ось отверстия.

При помощи деревянной киянки рабочие забивают нагель в брус. Внизу отверстия необходимо оставить небольшой зазор 8-10 мм, чтобы в процессе усадки нагель не уперся в венец и не образовались трещины на брусе. Деревянный стержень необходимо утопить на 4-5 см в брус, или оставить выступающим на это расстояние, чтобы можно было на него крепить следующий брус.

Последовательность сборки на нагели:

• три венца кладутся друг на друга
• далее создаются отверстия и монтируются нагеля
• потом кладутся следующие два ряда
• делаются отверстия на глубину трех венцов и снова забиваются нагеля
• эти действия повторяются до места установки крыши.

Расчет нагелей

Деревянные нагели рассчитываются на место изгиба, а края соединенных им частей - на смятие. Такой вариант предполагает установку нагелей прямыми рядами или в шахматном порядке. Если конструкция предполагает наличие растянутых элементов, то нужно установить, по меньшей мере, три стяжных болта с каждой стороны стыка.

Отверстия для нагелей из древесины мастера просверливают через все деревянные части, нуждающиеся в соединении. Прежде чем начать сверление, необходимо такие элементы стянуть болтами или прочими крепежными элементами. В другом случае, у мастеров не получится монтировать нагели плотно. Сечение отверстий для стяжных (нерабочих) болтов необходимо сделать на 1-2 мм больше, чем диаметр болтов.

Цель использования нагелей - не допустить смещения брусьев (или бревен) в поперечном направлении. При этом нагели, ни в коем случае, не должны создавать помех для перемещения их в вертикальном направлении. Иначе, возможно образование щелей между бревнами (или брусьями). Специалисты сверлят отверстия для деревянных нагелей строго вертикально.

Расстояние между дном отверстия и краем нагеля не должно быть менее 10 мм. Длину нагелей подбирают таким образом, чтобы можно было легко соединить два (а лучше - три) венца.

Нагели бывают двух видов:

• с круглым сечением
• с квадратным сечением.

Выбираются нагели в каждом конкретном случае согласно особенностям коттеджа или другого сооружения.

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.

Нагель – что это такое? В переводе с немецкого просто «гвоздь». Изначально так назывались деревянные гвозди, используемые для крепления брусьев и бревен при строительстве домов.

Ещё в старину деревянные нагели использовали для постройки парусных лодок, которые хорошо себя зарекомендовали, поскольку, в отличие от металлических нагелей, которые ржавели от морской воды, деревянные разбухали, не давая протечки, соединение уплотнялось и становилось герметичным. Это полезное свойство деревянного нагеля стали впоследствии использовать и в деревянном домостроении.

Но некоторые строительные фирмы, в погоне за удешевлением строительства, желая сэкономить, вместо деревянных нагелей используют металлические, чего делать категорически не рекомендуется! Главный недостаток металлического нагеля в древесине заключается в том, что он чересчур прочен и не дает сдвигаться брусу при усадке, прочно удерживая его в первоначальном положении, препятствуя усадке. Металл также обладает свойством высокой теплопроводности, а дерево, наоборот – низкой. Таким образом, разница в теплопроводности приводит к образованию т.н. «мостиков холода» в брусе, отчего образуется конденсат, который, в конце концов, приводит к коррозии металла, образуются ржавые подтеки на деревянных стенах сруба.

Работа с металлическими нагелями намного удешевляет и упрощает строительство, что на руку недобросовестным застройщикам. Но строительные компании, которые заботятся о своей репутации и строят качественные и , никогда не будут использовать эти дешевые методы в возведении деревянных домов и используют хоть и трудоемкие в работе, но качественные детали – деревянные нагели.

Плотность деревянных нагелей должна быть из твердолиственных пород, т.е. выше, чем у древесины, которая используется при возведении дома, поэтому плотники из компании «Дома и бани от Вани» используют березовые нагели. Кроме того, влажность деревянных нагелей должна быть ниже, чем у бруса, чтобы после выравнивания влажности в соединениях посадка не ослабла.

Нагели в срубе крепятся в шахматном порядке на расстоянии около 2м, но с отступлением от углов не менее 20см. Отверстия в брусе сверлятся вертикально, строго по центру деревянного бруса, на 2-3 см глубже, чем длина деревянного нагеля. Затем при помощи киянки, ударами небольшой силы, нагель вколачивают в отверстие. Гладкие цилиндрические деревянные нагели по диаметру должны совпадать с диаметром отверстия. Таким образом, получается хорошее сцепление в срубе при усадке.

При соблюдении технологии нагельной сборки, конструкция деревянного дома будет прочной и долговечной.

Крепёж, противостоящий изгибающим нагрузкам в соединениях, которые работают на сдвиг, именуется нагелем.

1. Типы нагелей и решаемые ими задачи

Дословный перевод слова «нагель» (Nörgeln), с немецкого языка на русский, означает гвоздь. Но это не привычные каждому из нас гвозди, а штыри квадратного, круглого или многогранного сечения, не имеющие шляпки и острия. Обязательное требование гладкая поверхность (резьба не наносится). Подобные изделия имеют еще одно распространённое наименование, шкант.

Эти элементы имеют значительный разброс по длине, которая действующими нормативами не регламентируется. Диаметры, согласно действующему нормативу 30974-2002, должны быть следующими. Для стыковки бруса, толщина которого ≤ 140 мм, (20-25) мм. Более 140 мм, ≥ 30 мм. Материалом для изготовления нагеля может быть дерево (используется чаще всего) или металл.

Основная задача, которую решает использование шкантов, противостояние сдвигу элементов конструкции деревянных сооружений под влиянием изменения влажности и внешних температур, который происходит непропорционально. Его величина зависит от расположения древесных волокон.

1.1. Принцип работы нагеля.

Под действием сдвигающих нагрузок элемент первоначально проворачивается на определённый угол вдоль продольной оси, что обусловлено его обмятием материалом бруса, после чего изгибается.

При этом пропорционально возрастает площадь соприкосновения шканта с древесиной бруса. Это приводит к росту сопротивления его дальнейшему смещению. В процессе происходящего взаимодействия нагель и элементы (соседние брусья), им соединённые, не подвергаются разрушающим деформациям. Изменение объёма бруса в процессе усадки приводит к обратному сдвигу, что снижает давление на шкант, и он принимает исходное положение.

Чтобы не допустить разрушения данного элемента крепления, его выбирают с учётом ожидаемых нагрузок.

1.2. Деревянные нагели

Практика показывает, что в подобных ситуациях нагели из дерева являются более предпочтительным решением по целому ряду причин:

• Дерево, в сравнении с металлом, обладает существенно большей степенью гибкости, поэтому способно лучше противостоять изгибающим нагрузкам;
• Изменение геометрических размеров и объёма деревянного шканта соразмерно аналогичным изменениям, происходящим в брусе, так как эти характеристики у них сопоставимы;
• При повышении влажности нагель из дерева набухает. Это повышает прочность фиксации и герметичность сборки. Подобный эффект используется при строительстве лодок из дерева.

1.3. Нагели из металла

Несмотря на то, что эти изделия превосходят деревянные аналоги по прочности и долговечности, применяются они реже. Главным недостатком, определяющим это, является излишне прочное крепление, не позволяющее брусу сдвигаться в процессе усушки, что может приводить к зависанию бруса и образованию щелей в стенах.

Достоинствами металлических нагелей является:

• Предупреждение коробления наружных слоёв древесины;
• Стабильность размеров, в отличие от деревянных изделий. Последние, при неверно подобранной длине или диаметре, могут, в процессе усадки сруба, выходить из отверстий, в которые они установлены;
• С ними проще устанавливать теплоизоляцию, допустимо использование пружинных стяжек. Это существенно упрощает сборку и сокращает сроки выполнения работ.

К недостаткам относятся:

• Высокая теплопроводность металла, что может стать причиной возникновения мостиков холода;
• Излишняя жёсткость фиксации;
• Появление в местах крепления конденсата.

2. Монтаж нагелей

2.1. Деревянных

• высверливается отверстие под его установку (верхний брус сверлится насквозь, нижний примерно вполовину);
• гнездо под установку должно выполняться строго вертикально и по центру бруса. Это обеспечивает ему свободное перемещение по высоте в процессе усадки;
• для выполнения первого отверстия от углового крепления требуется отступить не менее 300-500 мм. Остальные выполняются в шахматном порядке с шагом 1500-2000 мм;
• глубина отверстия на 20-30 мм должна превышать длину нагеля. Это исключает вероятность провисания бревна в процессе усадки;
• шкант забивается в гнездо киянкой. Плотно, но без натяга.

Наиболее часто используемые нагели выполняются из берёзы. Реже, из дуба или лиственницы.

2.2. Металлических

Работы выполняются аналогично.

3. Сборка профилированного бруса на нагели

• В отверстие, выполненное в нижнем брусе, вставляется шкант, и осаживается киянкой;
• Верхний брус, с просверленными сквозными отверстиями, надевается на установленные нагели, и осаживается киянкой до упора.

Выполнять сборку следует вдвоём. Для минимизации трения можно использовать мыльный раствор.

4. Сборка на гвоздях

Данный вид сборки часто используется при возведении срубов бань и дачных домиков. Главное преимущество их применения, скорость выполнения сборки и её дешевизна (в сравнении с использованием нагелей).

Стандартная длина гвоздей, (200-250) мм. При сборке требуется топить их шляпки в верхний брус на глубину не менее 30 мм. В противном случае, возможно зависание бруса при усадке, либо выдавливание верхнего бруса шляпкой. И в том, и в другом случае в стене образуются щели.

К недостаткам использования гвоздей относится их подверженность коррозии, худшие показатели при работе на изгиб (по сравнению с нагелями из дерева).

Итак, что же такое нагель? Проще говоря, нагель - это штырь (крепёж), выполненный из дерева или метала. Нагеля бывают круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Основная задача нагеля - предотвращение смещения друг от друга строительных конструкций, в частности брусов (брёвен) в срубе. Для изготовления деревянного нагеля, как правило, используется более плотная древесина (например берёза) без сучков и внешних изъянов с желательно меньшей влажностью на 4-5%. Поверхность нагеля должна быть гладкой, чтобы он позволял беспрепятственно усаживаться венцам сруба.

Сама технология сборки домов без единого гвоздя с использованием деревянных нагелей известна с древних времён. Немало таких построек хранит исторический комплекс Кижи, демонстрируя профессионализм древних зодчих. На Руси нагеля назывались куксами, и выполняли абсолютно ту же роль. Название нагель (nagel) пришло к нам в 17 веке из Германии вместе с деревянным кораблестроением. Деревянные нагеля помогали плотно состыковать корабельные элементы. При набухании от морской воды нагеля плотно заполняли монтажные отверстия, препятствуя протечкам. Попытки использовать металлические нагеля не увенчались успехом, т.к. морская соль пагубно сказывалась на металле, разъедая его в первые годы эксплуатации судна. Так в наш обиход плотно вжился именно деревянный нагель, вытеснив металлического собрата. В прочем, зря, ведь прочностные характеристики железа в разы выше.

Монтаж нагелей круглого сечения

Как писалось ранее, основная задача нагеля - предотвращение поперечного смещения венцов относительно друг друга. Отверстия для нагеля выполняется строго вертикально, дабы исключить зависание венцов сруба и не препятствовать плотной усадке. Диаметр отверстия и нагеля подбирается так, чтоб нагель не болтался и не входил туго. Загнанный в тугую нагель может препятствовать усадке сруба. Длина нагеля рассчитывается из толщины двух венцов, при том, она должна быть на пару сантиметров меньше длины отверстия. Первый нагель устанавливается на расстоянии 50 см от угла сруба. Все последующие нагеля монтируются с шагом 1,5-2 метра. На всех последующих рядах нагеля монтируются в разбежку, исключая совпадения с предыдущими венцами.

Сборка сруба на нагеля квадратного сечения - достаточно редкий случай, ввиду сложного подбора комфортного сочетания толщины нагеля и диаметра отверстия. Сама же технология монтажа квадратных нагелей полностью идентична технологии монтажа круглых нагелей.

Монтаж плоских (прямоугольного сечения) нагелей

Отличительной особенностью данной технологии является более частое расположение нагелей с шагом в 50-60 см в разбежку, чередуя отверстия по уличной и внутренней сторонам. Отверстия выполняются бензопилой и выпиливаются на всю ширину цепной шины. В качестве нагелей используются деревянные полоски из доски или фанеры. Данная технология является более бюджетной и простой в монтаже, так как стоимость комплекта нагелей значительно ниже стоимость круглых берёзовых нагелей заводского изготовления.