Как соединить стропила

Главная / Клей, соединения, фурнитура / Столярные соединения

Содержание

Столярные соединения, cоединения встык

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.

Различные виды плоскостного сращивания типа шпунтовых соединений: (А) соединение с единственной канавкой с правильной подгонкой; (Б) соединение с единственной канавкой с чрезмерно натянутой подгонкой; (В) стыковка с двумя пазами; (Г) несколько шпунтов, непропорциональных по своим размерам относительно соединяемых деталей

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.

Способ, с помощью которого можно выстрогать на верстаке две тонкие дощечки вместе

Плоскостное сращивание вполдерева

Плоскостное сращивание с усилением вставной рейкой-шпунтом

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.

Столярные соединения, cоединения встык

Оно используется в конструкции настилов и рамочных опор.

Плоскостное сращивание, выполненное двойным «ласточкиным хвостом»

Плоскостное сращивание с помощью пробки

Сращивание зигзагом, вариант соединения в паз и гребень

Плоскостное сращивание с помощью пробки

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.

Плоскостное сращивание нарезкой бороздок на склеиваемых поверхностях

А. Штифты с различными вариантами нарезки.
Б. Правильное размещение штифтов в брусе для его стыковки без повреждения

А. Поперечное сечение шпунтованной доски
Б. Простое соединение в паз и гребень
В. Двойное соединение в паз и гребень

Плоскостное сращивание нарезкой бороздок

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.

Приступая к строительству крыши, многие интересуются, как удлинить стропила. Для этого между собой обычно соединяют короткие элементы конструкции: стропильные доски, брусья и прочее – это показано на фото. Добиться жесткости на изгиб в местах, где стыкуют стропила, получается редко – обычно там присутствуют пластинчатые шарниры. Для того, чтобы решить данную проблему, стык делают там, где возможности изгиба приближаются к нулю. 

При использовании пластинчатого шарнира, расстояние от него до опоры для стропил считают как 15% от длины пролета (шага установки стропил), где и располагают соединение. Поскольку расстояние пролетов между промежуточной опорой и мауэрлатом, коньковой и промежуточной опорами разная, то при стыковке стропил используют равноправную, а не равнопрогибочную схему, которая используется при стыковке прогонов. Что касается того, как стыковать стропила, то важно обеспечить одинаковую прочность, а не создать равный прогиб. А вот в коньковом прогоне главное – обеспечить равный прогиб, чтобы конек крыши оставался на одной высоте.

При сооружении вальмовых крыш задействуют стропила, направленные к внутренним или внешним углам стен. В этом случае стропильные ноги называют накосными стропилами. Они получаются более длинными, чем обычные, и становятся опорой для коротких стропил скатов.

Способы, как срастить стропила:

  • соединением встык;
  • косым прирубом;
  • соединение внахлест.

При соединении встык для того, чтобы все было надежно закреплено, у обоих стропил обрезают стыкуемые концы под прямым углом. Чтобы место соединения стропил не подвергалось прогибу, срез торца каждого элемента должен производиться под углом точно в девяносто градусов. Соединяют срезанные концы стропил металлическим крепежным элементом или накладкой из доски и закрепляют.

Виды соединений деревянных конструкций

С целью прикрытия стыка стропил с обеих сторон используют накладки из доски, для крепления которых берут металлические гвозди для стропильной системы. Прибивают их в шахматном порядке, через один.

Если используют метод косого прируба, соприкасающиеся концы стропил подрезают под углом в 45 градусов. Затем концы стропил соединяют вместе, и посередине скрепляются болтом, имеющим диаметр 12 или 14 миллиметров.

Что касается того, как нарастить стропила внахлест, то деревянные элементы накладывают друг на друга с нахлестом в метр или больше, точность среза стропил соблюдать не обязательно. Потом, как и в случае соединения стропил встык, гвозди прибивают по всей области соприкосновения сращиваемых элементов в шахматном порядке.

Вместо гвоздей можно использовать также шпильки, закрепляемые с обеих сторон шайбами и гайками. Соединение элементов стропильной системы должно происходить таким образом, чтобы на места стыка приходился минимум нагрузки. Чтобы соединять стропила с мауэрлатом, используют скобы для стропил.

Сопряжение стропил

Сопряжение – это соединение деталей, при котором они полностью или частично входят друг в друга. Стропила соединяют с мауэрлатом или балками путем врезки или с помощью зуба с шипом, создавая узлы.

Верхнюю часть стропильной ноги укладывают на коньковый прогон с частичным или полным соединением с другой стропильной ногой. Простая стропильная система, собранная из досок, оказывается не менее прочной, чем изготовленная с применением деревянного бруса и жердей. Доски наращивают или соединяют в определенном порядке, и в ряде случаев их применение оказывается более выгодным по сравнению с тяжелым брусом, как со стороны универсальности, так и экономии.

Можно привести такие примеры стропильных систем из доски, как конструкция крыши с чердаком, которые можно утеплить и переделать в мансарду. Для увеличения длины ног иногда используют стропила, соединенные при помощи двух досок с просветом. Особенность такой конструкции состоит в том, что в нижней части системы достаточно прикрепить одинарные стропила, а в верхней – спаренные элементы. 

     
Таким способом можно сэкономить на строительном материале, а сборка стропил друг с другом и с ригелем происходит проще. Вкладыши, выполненные из обрезков ног, укладывают между стропилами таким образом, чтобы расстояние между ними составляло не больше семи высот соединенных досок. В таком случае гибкость стропила, спаренного между вкладышами, равна нулю, и оно может работать в качестве цельного элемента. При этом длина вкладышей должна составлять две высоты досок и больше (прочтите также: "Какое расстояние между стропилами, методика вычисления").

Стропила из досок бывают двух видов: составные и спаренные.

Спаренные стропила

Спаренные стропила слагают не менее чем из двух досок, которые прикладываются друг к другу широкой стороной вплотную, не оставляя зазоров, и прошиваются по всей длине гвоздями в шахматном порядке, через один.

Удлинение стропил из спаренных досок происходит одновременным соединением частей встык и внахлест ко второй стропильной доске, благодаря чему не только увеличивается длина элемента, но и его прочность. При выборе стропил необходимо обращать внимание на то, чтобы расстояние между стыками объединяемых досок соединения были более одного метра и располагались по изделию в шахматном порядке. Шарнирные соединения не должны находиться друг напротив друга, а каждый стык должен быть защищен цельной доской.

Накосные стропила – это самые длинные элементы стропильных систем, и самым лучшим материалом для их создания является спаренная стропильная доска.

Как срастить брус по длине, смотрите на видео:

Составные стропила

Такие элементы как составные стропила никогда не используют в качестве диагональных элементов. Для их создания две доски одинаковой длины укладывают на ребро и соединяют между собой вкладышем (третьей доской). Потом три доски приколачиваются гвоздями в два ряда. Длина вкладыша должна превышать две высоты доски.

Шаг монтажа стропил между вкладышами должен быть менее величины толщины соединяемых досок, умноженной на цифру семь. Первый вкладыш должен находиться в начале стропил – в этом случае стропильная нога будет равна толщине трех досок.

Верхняя часть стропила делается из одной доски, ее, как вкладыш, прикрепляют между боковыми досками гвоздями и монтируют на коньковый брус.

В том, как зарезать стропила, нет ничего сложного. Существует несколько способов увеличить длину стропил. Главное – сделать все правильно, учитывая малейшие нюансы, чтобы крыша получилась прочной и надежной, и стропильная конструкция долгие годы не нуждалась в ремонте.

1. Соединение стропил со стеновыми конструкциями
2. Соединение стропильных ног при наращивании

Одной из важнейших систем любого здания является несущая конструкция кровли, основой которой служит каркас из стропил. И от того, насколько прочны узлы соединения стропил, зависит надежность, прочность и устойчивость крыши в целом. Необходимость соединения стропил с другими кровельными элементами может возникать в том случае, когда это предусмотрено конструкцией либо когда осуществляется наращивание самих стропильных ног. В целом узлы соединений могут быть разделены на следующие группы: соединение со стеновыми конструкциями, соединение внутренних элементов стропильной системы, удлинение ног стропил.

Соединение стропил со стеновыми конструкциями

Независимо от того, стропильная система какого типа (наслонного или висячего) используется в конкретном случае, она должна передавать нагрузки, создаваемые кровлей, на несущие конструкции, предусмотренные проектом здания, — стены либо колонны. Именно поэтому соединение стропил с несущим контуром дома является столь важным, и ему следует уделять особое внимание. 

Практически любой проект здания предусматривает наличие мауэрлата – подстропильного бруса. Если используются стропила наслонного типа, то он будет работать на срез, а если висячего типа – подстропильные балки работают на сжатие, в направлении, которое совпадает с ориентацией несущих стен. Из-за различных направлений векторов действующих сил для крепления наслонных и висячих стропил используют крепления разных конструкций, поскольку они должны обеспечивать компенсацию нагрузок различного рода.Основная задача, которую должны решать соединения стропильной системы наслонного типа, — предотвращение проскальзывания стропил по мауэрлату. В данном случае нагрузка, создаваемая собственно весом кровли и иными факторами (например, слоем снега), направлена перпендикулярно плоскости перекрытия. В связи с этим соединение стропил с мауэрлатом должно производиться таким образом, чтобы не происходило «расползание» стропильных ног, которое тем вероятнее, чем больше их длина. Для этого, помимо гвоздей, болтов и накладных деталей из металла, применяются различные плотницкие крепления, обеспечивающие надежное соединение деревянных элементов между собой. 

Часто при строительстве нового дома, особенно деревянного, используют скользящие крепления, благодаря чему не будет происходить разрушения или критической деформации кровельной системы вследствие усадки коробки здания (подробнее: "Как используются скользящие стропила"). В таком случае планку следует прикрепить к ноге стропила, а уголок – к мауэрлату. Благодаря загнутому уголку создается постоянное сцепление элементов конструкции между собой, но при этом не возникает препятствий для движения стропильной ноги в тех пределах, которые допускает свободный ход планки. После того, как усадка здания прекратится, все стропила займут определенную окончательную позицию, и смещений больше не будет. При желании положение уголка может быть зафиксировано, например, за счет клина. Следует отметить, что соединение скользящего типа используется только при обустройстве наслонных стропил, поскольку система висячих стропил имеет конструкцию, которая практически не зависит от деформации стен здания. 

Чтобы знать, как правильно соединять стропила висячего типа, рассмотрим несколько различных способов крепления, зависящих от конкретной конструкции. На тип крепления влияет как сами узлы, так и характер воздействующих на них нагрузок. Узлы крепления стропил, работающие на сжатие, чаще всего скрепляют способом «зуба» (а при значительных нагрузках – двойного «зуба») либо «шипа». Для более надежного крепления дополнительно применяют болты, скобы и различные металлические накладные детали. При использовании пластин и уголков, их крепят шурупами и саморезами, а для болтовых соединений подготавливают отверстия, диаметр которых меньше сечения болтов на 1 миллиметр.

Как склеить доски в мебельный щит своими руками

Скобы забивают в боковые поверхности деревянных элементов стропильной конструкции. Что касается размеров крепежа, то он определяется толщиной стропил. 

Если детали узлов работают на растяжение либо разрыв, то в таких случаях целесообразно применение хомутов. Особенно это актуально, когда производится соединение стропил в коньке. В таком случае хомуты охватывают коньковый брус и прикрепляются к балке или подкосу посредством болтов. Это обеспечит надёжное крепление стропил к балкам.

Верхнее соединение стропил между собой производится одним из следующих способов:

  • стропила обрезаются под одинаковым углом и соединяются торцовыми плоскостями, при этом в боковину каждого стропила забивается под определенным углом по крайней мере по одному 150-миллиметровому гвоздю;
  • посредством крепления стропил к коньковому брусу;
  • боковыми гранями. В этом случае стропила сдвигаются по длине крыши на необходимое расстояние. 

Помимо прочих факторов, на то, как соединить стропила между собой, влияет и длина свисающих частей их ног. Эта длина не должна превышать четыре с половиной метра, иначе вдоль ската должны быть пущены дополнительные опорные балки, уложенные параллельно мауэрлату и коньковому брусу. Соединение стропил с балкой можно дополнительно укрепить посредством металлических или деревянных накладок.

В процессе устройства стропильной системы чрезвычайно важно, чтобы все стропила были симметричными. Добиться этого достаточно просто – достаточно заблаговременно изготовить стропило-шаблон с необходимыми размерами, вырезами и углами. После этого, вооружившись строительным карандашом и нужным количеством заготовок, можно легко изготовить все детали, при этом не опасаясь за то, что они будут неподходящего размера. 

Соединение стропильных ног при наращивании

В тех случаях, когда в процессе строительства по той или иной причине вносятся изменения в первоначальный архитектурный проект, может потребоваться удлинение стропильных балок. При этом важно знать, как правильно соединить стропила, чтобы они сохранили свои показатели прочности, и надежность системы в целом не пострадала. 

Способов наращивания стропил существует несколько:

  • посредством спиленных наискось торцов;
  • при помощи соединения шип-паз;
  • используя соединение стропил по длине боковыми гранями досок или брусьев;
  • путем опирания на промежуточный прогон. Данный способ рекомендуется применять в том случае, когда все стропила наращиваются на одинаковом удалении от свеса крыши (подробнее: "Наращивание стропил по длине: спаренные и составные стропила"). 

Как сделать сращивание стропил, пример на видео:

Это связано с тем, что нагрузка на каждом участке кровли будет концентрироваться в одном месте, где происходит соединение стропил, вследствие чего может возникнуть деформация. Если же промежуточного прогона нет, то стыки должны быть укреплены при помощи металлических накладных деталей. 

Благодаря использованию традиционных плотницких узлов в сочетании с современными способами крепежа можно добиться высокого уровня надежности соединения стропил и длительного сохранения его работоспособности. 

Каркас из досок своими руками. Сборка и крепление нижней обвязки

Задача в том, чтобы из низкокачественного пиломатериала сделать высококачественное сырье, из которого удаляются дефекты, к тому же доска получается необходимой длины.

Технология продольного сращивания заключается в том, что соединяют в длину черновые заготовки, (но с удаленными дефектами) с помощью микро — шипа.

При помощи специальных фрез на шипорезном агрегате по линии сращивания нарезается микро – шип. В результате получается шиповое соединение, которое обладает самозакаливанием при давлении кратковременного прессования. Это давление сохраняется вне пресса. Производится сращивание на микро – шип по Госту № 64-49-182  *Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки*. С учетом следующих моментов производится продольное сращивание на полуавтоматических или автоматических линия

  • Сращиваемый материал обязательно должен быть подобран по породе одного дерева, детали подбираются одинокого размера, одного качества, по одной текстуре и по одному цвету.
  • Необходимо соблюдать при сращивании следующие условия:

при сращивании нужно смотреть, чтобы все заготовки были- изнаночная сторона к изнаночной, а чистая сторона ( т. е. без сучков и смоляных кармашков) к чистой.

— только одного сорта и одной породы допускается сращивание в одну заготовку.

— заготовка с обзелом. Обзел может быть только с одной стороны, причем выход должен быть только с ребра сращенной ламели.

— заготовки одной детали нужно выбирать одинаковой ширины и толщины.

— не забывать о цвете твердолиственных пород его нужно подбирать.

— из — за разного способа распила нужно подбирать заготовки радиальную или тангетальную, чтобы текстура была одна.

  • После того, как нарезали шипы нужно сразу сращивать заготовки (более чем на 24 ч. формирования шипов сращивание проводиться не должно).
  • Продольное сращивание не допускает следующие дефекты:

Недожим – на строганой доске заметны не большие отверстия, это следствие того, что шипорезный станок тупой, при прессовании малая сила давления, не отрегулированный шипорезный инструмент (кромки инструмента не перпендикулярны кромкам заготовок). После запрессовки должен оставаться зазор *s* в зубчатых клеевых соединениях (не более 0.2 мм), для намазки клея. В готовой детали  после сращивания не должно оставаться зазоров и щелей.

Ступенчатость – в результате сращивания детали может произойти сдвиг соседней детали в сторону, или из — за разной ширины заготовок могут получится разные сечения (не более 1 мм должна получится величина уступов смежных деталей.)

Винтоватость – заготовки одной детали расположены под углом друг к другу. Это получается, когда заготовки сильно отличаются по толщине, имеется конусность по длине или по ширине. Или результат неправильной настройки шипорезного инструмента (3 мм на один метр длины и 2 мм по ширине – допустимое отклонение от плоскости.)

Вырывы волокон древесины – в области шипового соединения, которое образуется в результате работы тупым станком или очень быстрого перемещения каретки шипорезного инструмента при его выходе из  древесного массива.

Щели – в соединении заготовок детали, что является результатом неравномерного распределения клея на разрез.

  • По влажности склеиваемые доски не должны отличаться больше чем на 1.5 – 3%.
  • В помещении, где проводится сращивание, температура должна быть не ниже 16 градусов.
  • Сращивание детали (при торцовом давлении) должно быть произведено по Госту 19-41-14-90«Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям»: хвойные и мягколиственные породы- 8.0 МПа, твердолиственные породы- 10.0 МПа.
  • В зависимости от того, какая должна быть по влажности готовая продукция, влажность сращиваемой детали не должна превышать 14%.
  • Клеенаносящее устройство должно наносить клей, толщина клея превышает 0.1мм, нанесен, он должен быть не меньше 4\ 5 глубины зубца.
  • Клей должен использоваться поливинилацетатный D3, который соответствует международному стандарту dinen 204 «Клеи не конструкционные термопластичные для дерева».
  • Не более двух минут должно проходить между нанесением клея и прессованием изделия.
  • По Госту 24-70-09-9 «Конструкции зданий и сооружений.

    70 Простых способов соединения деревянных деталей

    Блоки оконные деревянные со стеклопакетами. Технические условия» прочность соединения не менее 26 МПС.

  • Лишний клей, который выступает из швов нужно удалять.
  • Длительность торцового давления  на шов соединения не должно быть менее 4-6 сек. Иначе изделие в шве будет не прочным.
  • Время после прессования и последующей обработки древесины не должно быть менее суток при 15 градусов по Цельсию (допустимый промежуток 48 ч. при 15 градусов).

Когда шиповое соединение сделано качественно, оно почти не заметно и в тоже время не уступает самой древесине по прочности.

 

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *