• Интерьер
• Окна
• Стены
• Проекты
• Постройки

Металлические шканты для бруса. Нагели для бруса: применение в строительстве. Изготовление и применение нагелей в строительстве домов из бруса

Хотя «нагель» и означает в переводе с немецкого «гвоздь», это несколько иной вид крепежа. В отличие от шурупов, и винтов в соединениях он слабо противостоит внешнему давлению, больше работая на сдвиг и препятствуя изгибам конструкций. Применяется обычно при постройке деревянных сооружений из бревен, бруса или досок.

Что собой представляет

Нагели отличаются от большинства видов крепежа: у них отсутствуют шляпки, нет резьбы . Внешне это прямые деревянные или металлические штыри длиной в 12–15 см и диаметром от 10 до 30 мм. Предназначены они для работы с древесиной, хотя существуют нагели и для бетонных конструкций. Помещенные в просверленные отверстия прутья предотвращают горизонтальные сдвиги фрагментов.

Древесина имеет свойство изменяться в объемах при колебаниях температуры или влажности . Особенно это характерно для свежих материалов. В зависимости от структуры, брус или бревна могут увеличиваться и уменьшаться в размерах. Как только фрагменты дерева начинают расходиться, поверхность их соприкосновения с нагелями увеличивается: штыри под давлением незначительно изгибаются, возрастает сопротивление дальнейшим подвижкам. Когда происходит усыхание дерева, штырь перестает испытывать высокое давление и вновь возвращается в начальное положение.

Для того чтобы крепеж не был разрушен в ходе эксплуатации, требуется грамотно подбирать нагели, совмещая по диаметру с отверстиями в древесине. В результате стены сохраняются ровными, деформирование не происходит. Нагельные соединения более гибкие, в отличие от тех, что обеспечивают гвозди . Крепления препятствуют расшатыванию и смещению построек.

Виды

Так как нагели используются преимущественно для работы с древесиной, изготавливают их чаще из дерева. Применяются и металлические прутья. Допускается один или несколько видов крепежа из различных материалов.

Нагели из дерева

Деревянные нагели или шканты – это хлысты с гладкой цилиндрической поверхностью. Диаметр их сечения от 10 до 35 мм. Длина может быть любой: до 1,5 м и больше. При забивании в бревна применяют обычно отрезки 10–15 см. Реже используют крепеж из тонких обрезных брусков квадратного или прямоугольного сечения. Лучшим сырьем для производства нагелей являются твердые породы : или . Из-за относительной дороговизны этих материалов чаще используется или . Хвойные виды для этих целей не подходят из-за своей податливости. Вытачивают нагели только из сухого материала с влажностью не выше 12%. Применяют для работ как с мягкими, так и с твердыми породами древесины.

Преимущества деревянных нагелей:

Деревянные шканты подходят для постройки лодок, плотов, надворных сооружений, бань, одноэтажных домов из сруба, уличной мебели и других конструкций из древесины.

Недостатки деревянных штырей:

• невысокая биостойкость;
• подверженность разрушениям;
• неспособность противостоять высокому давлению.

Этот вид крепежа не столько стягивает фрагменты конструкций, сколько служит закладным элементом, обеспечивая устойчивость относительно друг друга. Работа с деревянными нагелями занимает много времени, требует определенных навыков, довольно сложна в исполнении.

Шканты округлой формы создают лучшее сцепление с поверхностью, его рекомендуется использовать при постройке несущих стен . Квадратный крепеж менее прочен, так как упирается в материал только углами. Его применяют при сборке легких деталей или стен, не испытывающих массивных нагрузок.

Нагели из металла

Для обеспечения более жесткого соединения, способного противостоять высоким нагрузкам, требуется материал прочнее, чем деревянные штыри. При постройке стен крупных сооружений для скрепления бревен используют металлические прутья. Производство аналогического шканта из стали почти невозможно по причине дороговизны – нагельный крепеж диаметром в 25–30 мм для возведения дома обошелся бы в несколько сотен тысяч рублей. Железные прутья такого объема служат, как бы мощными мостиками холода при снижении температуры.

Большая, чем у букового или березового шканта, прочность позволяет использовать металлические прутья при работе не только с деревом, но и с бетонными конструкциями.

Нагели из металла имеют больше вариантов по размерам и конфигурациям, в зависимости от назначения:

• полые внутри прутья круглого сечения напоминают по форме деревянные шканты, но имеют меньший диаметр;
• пластинчатые предназначены для крепления сразу нескольких бревен;
• прутья шестиугольного или звездчатого сечения – крепеж специального назначения, используется редко;
• подпружиненные глухари: вид оцинкованных саморезов диаметром 10 мм, длиной от 20 до 28 см, конструкция крепежей предусматривает использование зажатых шайбами пружин, что позволяет элементам выдерживать нагрузку в местах соединений более 150 кг на 1 см²;
• П-образные каленые скобы и шпильки используются для стягивания и фиксации бревен с торцевых сторон;
• нагели для работы по бетону имеют вид шурупов с переменной резьбой, диаметром в 7,5 мм, длиной от 70 до 200 мм. В полотно вкручиваются ударными шуруповертами, предварительного сверления материала при работе с ними не требуется.

Нередко в ходе строительства в качестве нагелей применяют обычные отрезки арматуры или труб диаметром в 10–12 мм.

Металлический крепеж более прочен и долговечен, стабилен, препятствует короблению древесины, не выпадает из просверленных отверстий . Многообразие форм выпускаемых нагелей позволяет подобрать их под любой вид стяжки. Недостаток металлических изделий – слишком жесткое крепление. Из-за этого в течение некоторого времени брусья и бревна могут подвисать, между ними появляются щели. Железные рифленые штыри нередко расщепляют и портят поверхность дерева, разница в теплопроводности приводит к накоплению конденсата.

Изготовление

Промышленный деревянный шкант выпускается из сухого материала высшего или первого сортов, не содержащего свилеватостей или сучков. Структура готового крепежа должна быть полностью однородной. Параметры промышленных штырей регламентируются условно .

Распространенные размеры:

• диаметр 20, 25, 30 мм;
• длина 120, 150 мм.

По ГОСТу в ходе работ диаметр шкантов должен составлять ⅙ от диаметра бревна. Штыри стандартной длины используются для соединения двух бревен, для скрепления нескольких требуются более длинные нагели.

По окончании изготовления нагели обрабатывают антисептиками.

При наличии подходящей древесины шканты можно выточить самостоятельно в домашних условиях на деревообрабатывающем станке. Изготовленный таким образом крепеж может иметь любые параметры. Рекомендуется делать длинный, а позже нарезать по необходимости. Лучше использовать хорошо высушенный негигроскопичный материал .

Нагели квадратного сечения делаются просто: доску распиливают вдоль волокон на длинные бруски по 20–30 мм в диаметре, грани отрезков шлифуют.

Для получения округлых штырей квадратные бруски чуть больше необходимого размера закрепляют в токарном станке и обтачивают резцом. В процессе заданный диаметр несколько раз выверяют штангенциркулем, иначе есть риск чрезмерно истончить материал. Заточенные бруски нарезают и делают фаски на концах штырей.

Особенности монтажа

Необходимо помнить, что нагели должны быть обязательно прочнее соединяемого материала. Например, для скрепления сосновых бревен подойдут штыри из лиственницы, а березовую древесину необходимо скреплять не менее тяжелым материалом: березой или дубом. Бревна и крепеж должны быть одинаковой степени сухости, иначе механизм изменения давления и изгиба будет нарушен, крепеж растрескается.

Выстроить баню или сруб под дом в одиночку проблематично. Для работы с нагелями нужно привлекать нескольких работников.

Основные требования, которые нужно соблюдать при монтаже:

1. Отверстия в центральных частях венцов просверливают строго вертикально – по оси стен. Верхнее бревно обычно прошивают насквозь, подлежащее – по ½ его толщины. В случаях применения длинных нагельных соединений просверливают сразу 3 бревна. Диаметр отверстий должен быть таким, чтобы штыри не входили свободно, но и не застревали, проникали с небольшим сопротивлением.
2. Для первого отверстия от углов постройки отступают приблизительно на 40–50 см, дальнейшие отверстия делают через каждые 1,5–2 метра. На следующем уровне они должны располагаться в шахматном порядке.
3. В глубину отверстия должны превышать длину штырей на 2–3 см. Такая особенность предохранит брусья от подвисания при сезонных разбуханиях, а нагели – от деформации и разрушения.
4. При забивании крепежа желательно использовать не молоток, а деревянную киянку, аккуратно вгоняя ею штыри.

Наибольшая трудность при сборке конструкций из древесины заключается в правильном направлении или размере производимых отверстий. У неопытных строителей они нередко получаются искривленными или не соответствующими диаметру нагелей. Выполнить правильные соединения в таких случаях бывает проблематично.

Строительство деревянных домов было и продолжает оставаться популярным. Дело в том, что такие сооружения не только красивы, но и энергоэффективны. А еще дерево является экологически чистым натуральным материалом. Для возведения представленных конструкций чаще всего применяются нагели для бруса. Что это такое и как они используются, вы узнаете далее.

Что представляет собой изделие?

Нагели для бруса - это специальные гвозди, изготовленные из дерева. Нужно отметить, что их необязательно покупать, так как можно сделать самостоятельно. Кроме того, такой крепеж предотвращает горизонтальное смещение брусьев, ведь может захватывать несколько элементов сразу.

Нагели для бруса особенно важно использовать в том случае, если дом строился из сырой древесины, которая до усадки может деформироваться. Естественно, количество таких элементов нужно рассчитать заранее. Тут все зависит от типа бруса и проекта сооружения. В любом случае крепление является надежным.

Преимущества изделия

Нагели для бруса обладают такими достоинствами:

Простота установки, ведь под элемент обязательно должно быть просверлено отверстие.

Брус крепится надежно и плотно.

Усадка здания происходит равномерно (если древесина сухая).

Изготовить крепежные элементы можно самостоятельно из подручных материалов.

Шканты для бруса не поддаются коррозии и ржавлению.

Устойчивость к перепаду температур.

Как видите, представленные элементы значительно лучше обычных гвоздей или других крепежных элементов.

Разновидности нагелей

Шканты для бруса - это те же деревянные гвозди, которые имеют особую форму. Они обладают небольшими ребрами.

Существуют такие виды нагелей:

1. По материалу изготовления:

Металлические. Они более прочные, однако могут ржаветь и поддаваться коррозии. Кроме того, усадка происходит труднее.

Деревянные. Они очень просты в изготовлении и использовании, надежно скрепляют брусья, способствуют «безболезненной» усадке, являются экологически чистым натуральным материалом.

Стеклопластиковые.

2. По форме:

Квадратные. Такие элементы используются реже, так как их форма предусматривает проделывание сложных отверстий.

Круглые. Они самые распространенные. Для изготовления таких деталей требуется только сухая древесина.

Деревянные нагели чаще всего производятся из березы, дуба, бука или других Они имеют разную длину и диаметр. Подбор материала зависит от того, какие бревна используются для строительства, а также от того, какое отверстие было сделано. Естественно, лучше выбирать длинные элементы, однако монтировать их будет сложнее.

Особенности монтажа бруса при помощи нагелей

Крепление бруса нагелями требует соблюдения определенной последовательности работ:

1. Определение места установки. Учтите, что нагели нужно монтировать по всему периметру бруса, на замковых соединениях. Расстояние между нагелями составляет около 50 см.

2. Сверление бруса под можно сделать при помощи перфоратора.

3. Установка нагеля. Делать это следует максимально аккуратно. Если киянка соскользнет с элемента, то вы можете пораниться. Он же, в свою очередь, может быть поврежден. Чем короче штырь, тем легче его забивать, но тогда он менее эффективен.

Учтите, что во время монтажа конструкции ее нужно будет утеплить джутовыми лентами или паклей.

Естественно, во время работы нужно соблюдать определенные правила, которые обеспечат вам правильную установку крепежей и надежную фиксацию строительного материала. Например, можете воспользоваться такими советами:

Учтите, что каждый ряд нужно фиксировать отдельно. В противном случае можно спровоцировать поломку нагелей.

Один элемент способен соединить 2 венца.

Для заколачивания нагеля применяется киянка. Молоток использовать не следует, так как он может разрушить целостность кольев.

Все отверстия в срубе должны быть сделаны строго под углом в 90 градусов.

Штыри устанавливаются в шахматном порядке.

В месте установки оконных и дверных коробок брус нужно закреплять на расстоянии 15-20 см до области выреза.

Нагель может соединить 2 строительных элемента. При этом он должен заходить в третий на глубину до 7 см.

Во время работы учтите, что забивать нагели нужно на некотором расстоянии от угла: 30-50 см.

Длина шканта должна быть немного меньше, чем глубина просверленного отверстия. Это будет способствовать полной и равномерной усадке. А диаметр элемента обязан быть тоже на 3 мм меньше.

Если вам не хватило приобретенных нагелей, вы можете сделать их самостоятельно. Самым простым способом считается производство нагелей из Их нужно просто разрезать в соответствии с установленными параметрами. Естественно, перед началом строительства необходимо собрать весь необходимый материал. Вот и все особенности использования нагелей для сооружения деревянного дома из бруса.

Нагели - важный элемент для сруба из бруса и бревна

Для начала, давайте с вами лучше рассмотрим материалы, которые предлагает современный рынок деревянного домостроения для сруба. Существует две важные и особенные категории древесины: обычная и пропитанная хорошими антисептиками. Последняя категория (антисептированная) все больше, шире и больше используется в строительстве срубных строений. Пропитанная специальным антисептиком - химическим составом древесина это стройматериал, который будет тотально сопротивляться грибкам и гниению. Древесина обрабатывается химическими веществами для того, чтобы улучшить механические свойства и устойчивость проникновению влаги в древесину. По физико-механическим свойствам, такая древесная конструкция может сравниться с древесиной хвойных - сильно смоляных пород дерева. К этому классу древесины можно отнести клееный брус и клееное бревно. Пропитываются антисептиками в строительстве, также оцилиндрованное бревно и строганые брусья.

Клееный брус

Клееному брусу в строительстве домов из дерева отводится первостепенное место (международное обозначение — BSH). Клееный брус - это склеенные пакеты из заблаговременно отсортированных и подготовленных ламелей. Изготавливаются они из хвойных пород дерева. Заранее материалы пропитываются антисептическими и противопожарными растворами.

Детали для бруса сращиваются благодаря специальным деревянным нагелям для бруса, с учетом текстуры. Вне зависимости от того, что этот материал (брус) имеет преимущества и недостатки, он входит в тройку наиболее популярных стройматериалов из дерева. Именно благодаря клееному брусу строительство деревянных домов вызволилось от некоторых проблем, свойственных для домов для строительства которых используется древесина:

1. усадка;
2. уменьшились трещины в брусе;
3. благодаря применению круглый березовых нагелей, уменьшилось изменение геометрии бруса.

Клееный брус (внешний вид) бывает двух типов:

1. Обычный брус;
2. Профилированный.

По типу склейки различают горизонтально склеенный брус, вертикально склеенный и салонный клеееный брус.

Оцилиндрованное бревно

Срубы из оцилиндрованного бревна благодаря своему уникальному округлому внешнему виду так же широко распространены в загородном строительстве. Качество сборки конструкций срубов из данных бревен, так же как и в случае с брусом, сильно зависят от правильной крепежной конструкции сруба надежно укрепленного нагелями из твердых сортов древесины. Крепление нагелями бревен должно выполняться в шахматном порядке по всем венцам бревенчатой конструкции деревянного сруба.

Как выглядят нагели для бруса и бревна, изготовленные в соответствии с ТУ? Как рассчитать нужное количество при постройке деревянного дома? Посмотрите видео от известного строительного эксперта:

Таблица технических параметров применяемых нагелей для бруса и бревна срубов по соотношению прочности сборки срубов

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.