Соединение брусков по длине без потери прочности. Сращивание стропил по длине. Способы стыковки без остатка: «в лапу» и «ласточкин хвост»

Крыша – сложная, многокомпонентная конструкция, проектирование, сборка и монтаж которой представляет собой серьезное препятствие для неопытного мастера. Важнейшим этапом возведения кровли считают устройство стропильного каркаса, задающего форму, уклон и несущую способность ската. На стропила ложится нагрузка от веса кровельного материала и снега, поэтому они должны быть прочными и долговечными. Но что делать, если длина ската намного превосходит стандартный размер пиломатериалов? В этой статье мы расскажем, как правильно выполняется сращивание стропил между собой для увеличения длины этого элемента.

Стропильными ногами или стропилами называют основные элементы стропильного каркаса крыши, которые располагаются попарно вдоль конькового соединения, образуя наклонные плоскости скатов. Обычно они изготавливаются из здоровой, прочной древесины или металлического профиля. В конструкции кровли стропила выполняют следующие функции:

• Формируют форм и угол наклона скатов. Именно угол между стропильными ногами и основанием крыши задают узнаваемую геометрию крыши, облегчая сход с поверхности ската талой и дождевой воды и снега.
• Равномерно распределяют вес кровельного покрытия. Кровельный пирог с учетом снеговой нагрузки может весить до 300 кг/м2, потому стропила должны выдерживать значительный вес по всей длине, а также распределять его между несущими стенами.
• Служат основой для фиксации кровельного материала. Финишное покрытие крепят на обрешетку, приколоченную поперек стропильных ног каркаса.

Обратите внимание! Существует три параметра стропил, определяемых при расчете и создании проекта кровли: длина стропильной ноги, расстояние между ними и размер сечения этих элементов. В основном они зависят от уклона скатов, климатических условий и веса финишного покрытия.

Материалы

Стропильные ноги, распределяющие вес гидроизоляционного покрытия и термоизоляции кровли между несущими стенами, на которые опираются скаты, должны обладать высокой несущей способностью и отличными прочностными качествами. Кроме того, они должны быть легкими, чтобы при своей значительной длине не прогибаться под собственным весом. Оптимальными материалами для изготовления стропил считают:

1. Дерево. Древесина – легкий, прочный строительный материал, который легко обрабатывать самым примитивным инструментом вручную. Стропильные ноги из этого бруса сечением 100х100 мм или 150х150 мм выдерживают до 500 кг/м2. Из-за того, что стандартный размер пиломатериалов не превышает 6 м, дерево применяют для изготовления стропил частных, ведь при длине ската, превышающей 6 метров, приходится выполнять наращивание досок. Недостатком деревянных стропил считают слабую устойчивость к гниению, поэтому их обрабатывают антисептическими составами.
2. Металл. Металлические стропила применяются в основном в промышленном строительстве, так как хозяйственные, коммерческие и производственные постройки, как правило, обладают большим размером. Высокая несущая способность металлического профиля позволяет использовать элементы меньшего сечения. Кроме того, металл обладает высокой устойчивостью коррозии.

Опытные мастера отмечают, что даже если длина ската превышает 6 метров, стропила для каркаса кровли можно изготовить из дерева. Причем совершенно необязательно приобретать дорогостоящие пиломатериалы нестандартной длины. При большом размере крыши проводят сращивание стропил или надставляют их кобылками.

Методы наращивания

Длина стропильной ноги складывается из длины ската и длины свеса крыши, поэтому она может превышать стандартный размер пиломатериалов, составляющий 6 метров. Чтобы удлинить доски, из которых изготавливаются стропила, нужно соединить две или три доски между собой. Чтобы наборная стропильная нога не теряла прочностные качества, необходимо правильно рассчитать место сращивания и надежно зафиксировать его одним из следующих методов.

В наше время все чаще при строительстве стен домов, дач, бань используется деревянный брус. Это связано с тем, что качество предлагаемого материала больших сечений улучшается, и он становится конкурентоспособным с бревном. При строительстве таких сооружений важно обеспечить надежное соединение бруса.

Строительство из профилированного бруса отличается легкостью сборки, экономией времени и сил.

Технология строительства таких домов мало отличается от изготовления бревенчатого сруба. При этом укладку и обработку производить проще и легче, а во многих районах материал доступней для приобретения. Один из важнейших этапов строительства — это соединение бревен, от чего во многом зависит надежность всей конструкции.

Основные принципы и положения укладки бруса

При стыковке необходимо иметь следующий инструмент:

• электродрель;
• болгарка;
• рубанок;
• ножовка;
• стамеска;
• молоток;
• шкурка наждачная;
• линейка;
• штангенциркуль.

Операция по стыковке при строительстве стены производится в двух случаях: изготовление (связка) углов дома и сплетение (наращивание) бруса по длине. Особо важным процессом является стыковка в углах. Во время ее проведения закладывается надежность сооружения, его габариты и качество всей стены, а также дизайн.
Различают два вида угловых стыковок: с остатком и без остатка. Укладка с остатком основана на том, что торец выступает за место углового соединения на определенную длину. Основным преимуществом такого вида ведения работ является своеобразное деревянное утепление угла дома, что особенно заметно при ветре. Кроме того, такое исполнение создает определенный дизайн, на который есть свои любители.

Сплетение без остатка подразумевает, что их торцы расположены в одной плоскости с поверхностью стены. Основное преимущество — уменьшение габаритов дома и экономия материала при строительстве.

Соединение бруса с остатком и без остатка

Схема угловых соединений бруса «коренной шип - паз».

Самым распространенным способом стыковки с остатком является соединение при помощи прямоугольных пазов, так называемая укладка в обло. Такое сплетение имеет три модификации. Самый простой вариант — одностороннее соединение. В этом варианте на одной боковой грани прорезается прямоугольный паз. Размеры паза на обоих соединяемых брусьях должны быть одинаковыми. Ширина паза равна ширине бревна, а глубина — половине высоты его высоты. При стыковке по системе паз на паз (при перпендикулярном расположении брусьев друг к другу) боковые грани сплетенных брусьев должны быть строго в одной плоскости (стык без выступов). Расстояние от торца балки до начала паза определяет длину остатка (вылета).

Второй вариант — двухстороннее сплетение. В этом случае паз пропиливается на двух противоположных сторонах. Глубина паза должна составлять ¼ высоты бруса. При такой стыковке обеспечивается более плотная укладка материала.

Наконец, четырехстороннее соединение бруса предусматривает изготовление паза на всех гранях. При этом глубина нижнего и верхнего пазов должна быть ¼ высоты бруска, глубина боковых пазов — ¼ ширины, а ширина всех пазов — ½ его ширины. При использовании этого способа достигается максимальная плотность прилегания брусьев.

Наиболее распространенными способами стыковки без остатка являются: соединение бруса встык, сплетение на шпонках и стыковка на коренных шипах. Укладка встык — самое простое, но самое ненадежное. В этом случае торец одного бруска упирается в боковую грань другого (в следующем слое они меняются местами). Стык Закрепляется гвоздями или металлическими скобами. При такой укладке очень сложно контролировать прижатие торца, что зависит от качества его обработки, и обеспечить перпендикулярность элементов в узле. Этот способ лучше применять только при строительстве легких садовых построек (сарай и т.д).

Немного надежней способ «в полдерева», который подразумевает наложение брусьев друг на друга, при этом на их концах делается пропил длиной, равной ширине материала, и высотой, равной половине высоты. Таким образом, концы брусьев утапливаются друг в друге. Место стыковки укрепляется гвоздями.

Соединение на коренных шипах

Схема угловых соединений бруса «ласточкин хвост».

Этот способ основан на формировании шипов и соответствующих им гнезд непосредственно на торцах. На конце одного из соединяемых элементов вырезается шип посередине торца. Длина шипа равна ширине бруска, а ширина составляет 1/3 высоты. Соответственно, на втором бруске изготавливается паз шириной, равной ширине шипа. При стыковке шип плотно загоняется в паз. Для утепления угла дома, как правило, в паз перед группировкой закладывается льноджутовое полотно.

Одной из разновидностей такого соединения является стыковка «ласточкин хвост». В этом случае шип изготавливается трапециевидной формы, расширенной стороной наружу. Паз выполняется аналогичной формы. Такой стык более плотный и надежный.

Соединение на некоренном шипе

Некоренной шип, в отличие от коренного (который формируется по центру), выполняется с краю и располагается вертикально. При стыковке такой шип должен оказаться на внутренней стороне стены. На боковой поверхности второго бруса изготавливается соответствующий поперечный паз. Шип может быть двух видов: шириной, равной 1/3 ширины бруса, или шириной, равной половине ширины. Длина шипа равна половине ширины материала. Стыковка представляет собой соединение встык с шипом.

Соединение со шпонкой

Часто используется способ, представляющий собой сочетание соединений встык и на шипах. В этом случае на торце одного из брусьев делается паз под шпонку. Аналогичный паз изготавливается на боковой стороне второго бруса в поперечном направлении. Балки упирают друг в друга, как при сплетении встык, но в пазы вставляется деревянная шпонка на всю длину пазов. Шпонка в сечении представляет собой квадрат со стороной размером, равным 1/3 ширины основного материала. Шпонка вставляется так, чтобы одна ее половина оказалась в одном брусе, а другая — в другом. Устанавливать шпонку можно как вертикально, так и горизонтально, но чаще всего используется первый вариант как более простой в изготовлении.

Укладка с нагелем

Схема расположения нагелей в брусе.

Для упрочнения соединения в углу дома применяется дополнительное усиление штырями, которые получили название нагель. Они устанавливаются внутри брусьев и не позволяют произойти деформации при высыхании материала, принимают на себя механическую нагрузку. В качестве нагеля может использоваться металлическая труба или арматура. Можно сделать нагель из дерева.

Чаще всего нагельное упрочнение применяется в соединении на коренном шипе. В такой стыковке просверливается отверстие, диаметром на 2-3 мм больше диаметра нагеля, в вертикальном направлении. В отверстие вставляется штырь. Диаметр нагеля выбирается в пределах 25-50 мм. Длина определяется из условия, что нагель должен соединять два ряда.

Продольная стыковка

Схема соединения бруса вполдерева.

При строительстве часто возникает потребность нарастить длину, для чего используются различные способы продольного соединения. В основном используют способ стыковки в «полдерева» и совмещение бруса с продольным коренным шипом, а также соединение косым замком. Первые два способа не отличаются от аналогичных способов при изготовлении углов. Единственная разница — сами балки располагаются последовательно.

Простым и достаточно надежным способом соединения является продольное соединение в «полдерева» с использованием нагеля.

В этом случае проведение процесса очень удобно. Стык двух брусьев располагают горизонтально и дрелью просверливают 2-3 отверстия. В отверстие вставляются деревянные круглые штифты, диаметром 15-20 мм. Место стыковки можно обработать клеем. Применить деревянный нагель с последующей проклейкой можно и при использовании соединения с коренным шипом.

Соединение косым замком достаточно сложно в исполнении. На конце делается скос, причем на поверхности скоса одного бруса формируется шип, а на скосе второго — паз.

Создание теплого угла

При сочленении брусьев стены жилого дома следует позаботиться об утеплении участков стыка. В местах соединения за счет неплотных стыков, неточностей в пазах может снизиться тепловая защита. Для предотвращения этого рекомендуется использовать так называемый теплый угол. Для этого между стыками в балках помещается теплоизолятор типа пакли или льняного волокна. Это необходимо осуществить во время укладки углового узла.

Известно множество способов, как стыковать брус при его наращивании, изготавливать углы стен из бруса. Правильная укладка при таких сочленениях — важный фактор, определяющий качество работ. Какой способ применить, надо решать с учетом реальных условий и вида постройки.

При строительстве дома из бруса некоторые элементы нельзя собрать из цельного материала, т.к. его длины не хватает. Соединять брус приходиться в углах и в длину.

Соединение бруса в длину можно встретить, например, при сборке стены более 6 м в длину. Каким способами выполняется соединения в длину своими руками и их отличия можно узнать из этой статьи.

Виды сращивания бруса в длину

Для сращивания бруса длиной более 6 м (длина стандартного материала) своими руками используют виды соединений:

1. Шип на шпонках (продольный).
2. Замок косой.
3. Коренной шип (продольный).
4. Сращивание в пол дерева.
5. Прикладывание

Соединение в шип на шпонках

Соединений шип на шпонках это один из самых прочных вариантов сращивания бруса под строительство дома из . Механизм соединения в длину этим способом заключается в следующем: в двух брусьях выпиливаются идентичные пазы. После укладки выпиленного материала друг к другу выпиленными элементами в паз вбивается шпонка.

Шпонка это вставка - клин, который изготавливают из твердой древесины или металла. Для бруса подходит шпонка из дерева, например осины. Попадая выпиленный паз, шпонка плотно соединяет два элемента.

Форма шпонки может быть различна: призматические, прямоугольный, «ласточкин хвост» прямые и с зазубринами.

Соединение в косой замок

По сложности соединение бруса в «косой замок» одно из самых сложных. Выполнить такое самостоятельно без знаний не получится. Но крепость такой связки превышает многие. В компаниях выполняющих подобные работы не афишируют такой вид, так как производительность работ упадет в разы.

Выполняется соединение путем выпила с двух торцов бруса косых, с определенными изгибами под углом с полным соответствием размеров. Получается как бы шип и паз, которые образуют замок. Затем эти две выпиленные части накладываются одна на другую соединяя брус. Дополнительно соединение крепиться двумя деревянными нагелями.

Соединение в коренной шип

Это тоже замочное соединение, которое выполняю профессионалы. Для такого сращивания выпиливаются на одном торце бруса шип, на другом паз. Их выпиливают под углом в 450. От предыдущего отличается формой узлового соединения. Подобное соединение используют для углов сруба. Шип и паз напоминают трапецию («ласточкин хвост»). Укрепляется дополнительно нагелями. При таком соединение брус не будет смещаться горизонтально один от другого.

Сращивание «пол дерева»

При сращивании в «полдерева» в брусе выпиливается угол на половину сечения. В одном выпил с углом вниз в другом вверх. Их соединяют путем накладывания одного бруса на другой. Минус такого соединения в том, что материал теряет часть соей толщины в месте соединения, а значит, качественные характеристики бруса падают.
Для придания прочности соединение укрепляют нагелями из дерева. Такое соединение простое по конструкции и сделать его можно своими руками.

Сращивание путем прикладывания

Это самый простой способ соединения двух звеньев бруса между собой. Для этого брус прикладывают торцами к друг другу и сращивают железной строительной скобок. Дополнительная прочность достигается нагелями, на которые вколочены в предыдущий ряд из бруса и на месте соединения у стыка их 2.

Как правильно выбрать соединение

Срастить брус в полдерева или встык можно своими руками, но у такого соединения нет достаточной надежности и устойчивости. Для укрепления применяют различный строительный

Такие способы сращивания между собой нельзя применять для строительства несущих стен из бруса. Опытные специалисты не станут использовать на несущих стенах не цельный материал. Допустимо продольное соединение только в крайних случаях, когда приобрести материал нужной длины не получается. Но стены в таком случае теряют ряд своих качественных характеристик, в том числе прочность.

Соединять между собой при помощи шипа на шпонках под строительство дома из клееного бруса можно, так как эта прочная конструкция имеющая жесткость. Но качество шпонки должно быть высоким.

Если говорить о замковых соединениях (косой замок), то это жесткая конструкция которую допускаю в использование на несущих стенах. Но выполнить соединение своими руками не получится. При выполнении этого сращивания нужно соблюдать полную точность пропорций для всех частей выпила. А мастера возьмут за такую работу от 1100 руб./за соединение. Конечно, расходы оправдаются, так как прочность стен не будет уступать цельному материалу.

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 обработкой древесины 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 бревна или бруса. 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 строительстве дома из бруса соединение необходимо усиль нагелями.

На чертеже замки для соединения под воздействие силы растяжения, которые противостоят продольному смещению. Их также необходимо усиливать нагелями.

В этом материале Вы узнаете, как сращивать брус по длине. Ни для кого не секрет, что для изделий, используемых без нагрузки, с нагрузкой на растяжение, сжатие и изгиб используются различные способы сращивания. Мы познакомим Вас более детально с каждым из них, в результате чего Вы узнаете, как сделать прочное и красивое соединение.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

	Технология сращивания бруса без нагрузки (самая простая схема).
	Технология сращивания при нагрузке на сжатие.
	Технология сращивания при нагрузке на растяжение и изгиб.
	Сращивание открытых балок, прогонов, стропил.
	Особенности сращивания мебели, перил.

Сращивание бруса по длине без нагрузки

Как уже было сказано, это самый простой вариант. Ярким примером является венец стены из бруса. Единственное требование к фиксации – оно ни в коем случае не должно продуваться. Уточним: точки сращивания обязательно должны смещаться от венца к венцу, иначе механическая прочность будет недостаточной.

• Соединение в полдерева (самое элементарное решение). Каждая из составляющих деталей вырезается на половину толщины, причем длина сращивания ни в коем случае не должна быть меньше от поперечного размера бруса. Плотные соединения обеспечиваются прокладкой утеплителя (обычно, джутовой ленты). Часто соединение делается вертикальным, что исключает вероятность продувания.

• Соединение с коренным шипом (несколько сложнее). На одной из деталей вырезается шип, имеющий размер в 1/3 толщины бруса, на второй делается соответствующий паз.

• Соединение шпонкой. Еще один эффективный способ сращивания венца. Пазы выбираются на двух брусьях; после укладки венца вбивается деревянная шпонка.

Такой тип нагрузки характерен для разных колон и строек. Здесь перед строителем возникает сразу две задачи:

• Исключить увеличение сечения детали.
• Избежать взаимного смещения разных элементов конструкции.

Чтобы достигнуть вышеперечисленных целей на торцах бруса делается замок.

Первый вариант замка сильно напоминает соединение в половину дерева. Но скосы на торцах существенно меняют его свойства. В результате, увеличенная нагрузка на сжатие только усиливает конструкцию.

Еще одно решение – косой натяжной замок, заинтересует тех, что исключает вероятность рассоединения деталей во время растягивающей нагрузки. К примеру, это полезно для опоры навеса, имеющего высокую парусность.

Более того, элементы, которые образуют колонну, могут фиксироваться шипованным соединением. В таком случае наращивание бруса всегда начинается с нарезки на нем косых шипов. После чего детали садятся на клей. Высокая прочность склеивания достигается прессованием соединения и большой площадью поверхности шипов.

Стоит отметить, что нагрузки на растяжение для деревянных конструкций – это скорей исключение, чем правило. Специфика эксплуатации заставляет разделить технологии сращивания бруса по длине в зависимости от того, что именно за элемент изготавливается.

Открытые балки

Для деревянного строительства они довольно типичны. Специфика здесь точно такая же, что и в случае колонн: фиксация ни в коем случае не должна увеличивать сечение балки.

Исключить рассоединение брусьев во время нагрузки на растяжение позволяет прямой накладкой замок. Косой накладкой замок перекладывает эту функцию на другие крепежные элементы – болты и шпильки. Они стягивают половины замка в одной точке, по центру. Для дополнительной фиксации применяется клей.

Прогоны, стропила

Здесь картина совершенно отличается: во время эксплуатации стропильная система скрыта от глаз обитателей дома. По этой причине здесь допустимы разные способы сращивания, которые увеличивают сечение бруса.

• Обычное соединение внахлест подразумевает, что брус имеет небольшую толщину (что типично для стропил). Длина нахлеста должна быть втрое больше ширины доски или бруса. Для фиксации применяются шпильки или болты.

• Сращивание встык также практикуется, но с усилением соединения боковыми накладками, которые могут быть сделаны из толстой фанеры или доски; могут применяться и перфорированные пластины, состоящие из оцинкованной стали.

Сращивание брусков при изготовлении мебели своими руками или ограждений внутри дома существенно отличается от рекомендаций, которые актуальны для балок или стропил. В таком случае на первое место всегда выходит эстетика.

Как выполнить соединение своими руками, которое будет красивым и прочным? Сама методика нами была досконально изучена: на торцах деталей формируются шипы фрезерованием, затем они склеиваются встык.

Внимание! Прессование обязательно, и на него должно отводиться не меньше 5-6 секунд. После этого детали надежно фиксируются в неподвижном положении на весь период высыхания клея.

Но результат во многом зависит от многих нюансов:

• Брусок подбирается по текстуре и цвету.
• Порода древесины обязательно должна быть одинаковой. Показатель влажности может отличаться в пределах 3%.
• Дефекты на сращиваемых элементах размещаются только с тыльной стороны.
• Между склеиванием и нарезкой шипов должно пройти не больше суток. Иначе неравномерная сушка скажется на качестве клеевого шва и точности подгонки шипов.
• Выдавившиеся во время прессования излишки клея немедленно удаляются. После его высыхания выполнить очистку детали будет гораздо сложнее.

Выводы