Способы соединения деревянных деталей в строительстве

Прочность конструкции и ее эстетический вид, напрямую зависят от вида соединения всех ее составляющих. Практически все виды лесоматериала – доски, бруски или брусья – распиливают по стандартным замерам, что не всегда удобно в строительной сфере. Поэтому, для получения необходимых деталей из древесины, строители пользуются различными типами соединений с использованием врубок, которые делаются по разметке, нанесенной специальным оборудованием или вручную.

Первоначальный компонент конструкции – деталь – может быть сделана из цельного фрагмента древесного материала, или брусков, сфугованных между собой. Стыковка компонентов воедино формирует узел – короб, который представляет собой конструктивные составляющие элементы. Все компоненты соединяются друг с другом железными скобами, клеем либо же столярной вязкой. Столярные соединения деталей из древесины – вязки, можно распределить по видам в зависимости от области применения.

Простое остроумное столярное соединение

• по длине – древесные элементы крепятся друг с другом торцами. Стыковка материала осуществляется при помощи наращивания или сращивания элементов конструкции;
• по кромкам — своеобразная стыковка нескольких досок для быстрого роста ширины элемента конструкции;
• соединение угловых концевых деревянных элементов, сводимых под разными углами, для формирования большого количества полезных компонентов строительных элементов и частей каркаса для мебели;
• угловые срединные соединения – это стыковка двух составляющих, из которых одна часть детали прилегает своим концом к середине другой или же, для формирования в нем щитов, пролегает по его ширине;
• ящичные угловые – ящичная вязка широких досок. Деревянные соединения без гвоздей используются в сборке различных видов коробок либо ящиков.

Разъемные и неразъемные соединения

Разъемные соединения древесных элементов позволяют неоднократно разобрать конструкцию и осуществлять последующую ее сборку не нарушая целостность деталей. Для разъемной сборки двух деталей используют вариант с резьбой.

Виды резьбовых соединений:

1. Болтовое – осуществляется посредством гайки, шайбы и болта;
2. Шпилечное – стыковка деталей путем ввинчивания винта в одну из досок;
3. Винтовое – стыковка деталей винтами;
4. Комбинированные – способы соединения элементов конструкции несколькими видами.

К неразъемным видам соединений, использующимся в деревообработке, относятся:

• скрепление деталей посредством клея. Благодаря этим соединениям формируются довольно долговечные строения всевозможных объемов и форм;
• шиповые мебельные соединения. К главным составляющим шиповых соединений относятся – шпунт, гребень, гнездо, проушина, шип;
• неразъемные соединения на ус. Данный вид соединений нашел применение в конструкциях, требующих вуалирования торцов соединяемых компонентов. В сравнении с прямой стыковкой, угловые соединения менее прочные;
• неразъемный вид соединения — фолдинг. Способ востребован в конструировании ящичных либо корпусных строений. Методика состоит в формировании куба из плоского щита с клинообразными пазами, расположенными в диаметральном направлении. С внешней стороны, под пазами, приклеивается целлофан. Перед тем как сложить готовый короб фальцы смазываются клеем. В процессе сборки конструкции целлофан обеспечивает надежность и эластичность поверхности сгиба;
• Быстровыполнимое неразъемное соединение звеньев гвоздями и крепежными скобами. Гвозди относятся к стандартным металлоизделиям. Стойкость подобного соединения обусловлена сопротивлением выдергиванию. Коэффициент непосредственно зависит от размеров, формы сечения гвоздя и материала соединенных элементов. Чем толще гвоздь, тем больше сопротивление к выдергиванию.

Сплачивание досок

Ящики и составные части макетных корпусов производят из раздельных элементов древесины. В данном случае применяются такие виды соединений как сращивание, сплачивание или вязка. Сплачиванием можно назвать стыковку досок по их параметрам: толщина или ширина, у которых волокна древесного материала расположены параллельно. Метод сплачивания в основном применяется для создания громоздких строений.

Для производства цельных лесозаготовок из индивидуальных компонентов используют гвозди, шурупы, клей, нагели, а при сплачивании разъемных заготовок применяют шины и клинья. Часто встречающимся приемом сплачивания считается слияние элементов схлестыванием встык кромками либо пластями. Чем тоньше доска в процессе сплачивания, тем меньше вероятность деформации материала.

В процессе сплачивания важно принимать во внимание размещение годичных слоев на древесине. В сравнении с лесозаготовками, которые соединены кромками, заготовки сплаченные встык пластями значительно устойчивее и буквально не поддаются деформации. Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке. Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности.

1. Сплачивание на гладкую фугу. Доски предварительно фугуют, стыкуют, смазывают клеем, закрепляют фиксаторами до высыхания;
2. Сплачивание с внедрением добавочных связей. Доски предварительно выравнивают, во фронтонах высверливаются проколы для шпилек. Вбивают скобы для увеличения долговечности;
3. Сплачивание несущих составляющих. Стыковка досок в половину дерева с накладной частью на площадь стыковки усиливающих планок.

Угловые соединения

Длительный срок эксплуатации конструкции или строения зависит от правильно уложенных и соединенных досок и бревен.

Виды угловой конгломерации:

• сборка компонентов без остатка (в лапу);
• сборка компонентов с остатком (в чашу).

Сборка без остатка предполагает уложенные доски с ровным, невыступающим углом. Существует обособленная модификация – теплый угол. Сборка с остатком подразумевает под собой переплетения досок из выпирающих торцов. Второй метод считается финансово затратным, так как требуется рассчитывать лесоматериал на выступы, но сооружение достаточно надежно и значительно дольше сохраняет тепло.

Угловое стыкование на ус

Для скоса торцов угол делится напополам. В стандартной стыковке угол равен 90°, вследствие чего, каждый торец следует обрезать под 45°. Но есть вариации угла: тупой или острый. В неровном угловом стыковании можно соединять детали с различной шириной.

Сращивание компонентов на ус и стыковка бруса с прирезкой

Сращивание компонентов на ус – методика находит применение при ровных торцах компонентов, лежащих на одной прямой. Древесные элементы стыкуются без изменения толщины. Соединение досок с прирезкой применяется при стыковке двух компонентов под углом друг к другу. Практикуют при состыковке в углу двух составных частей с профилем. Если, в момент сращивания, сдвинутся доски, то образовавшийся промежуток станет менее приметен, чем при угловом стыковании на ус.

Угловое соединение в проушину

Стыковка практикуется при сборке пересекающихся деталей, находящихся на ребре, или же в угловом варианте. Наиболее популярными видами конгломерации можно назвать тавровое и угловое. Для долговечности конструкции соединение следует укреплять нагелем либо же склеить.

Соединение шипом в гнездо

Шиповая сборка выполняется при стыковке звеньев, соединяющихся углом или при пересечении. Во всем столярно-плотницком деле данную стыковку можно назвать наиболее прочной. На практике стыковку используют при производстве оконных переплетов, дверей, для рамок корпусной мебели.

Существует два вида сращивания шипом в гнездо:

• обычная стыковка шипом в гнездо;
• соединения ступенчатым шипом в гнездо (полупотемок). Большую часть ширины заготовленного материала занимают шип и гнездо. Со стороны паза готовится расширение, и в него заходит ступенька шипа с другого звена. Полупотемок предотвращает выпадание шипа из паза.

Иная шиповая сборка древесного материала

• Боковой шип – производство дверей;
• потайной скошенный шип вполупотемок – практикуется при сокрытии шипа;
• шип впотемок – для широких составных частей, таких как нижняя обвязка деревянной двери.

Торцевое соединение

Этот вид стыковки древесного материала имеет еще одну профессиональную формулировку – наращивание. Характерным отличием этого соединения является увеличение длины компонента строения за счет сбивания между собой древесных элементов во фронтонной части. Учитывая способ крепления деталей, изделия такого вида производства переносят значительные нагрузки при деформации древесины: сжатие, искривление или растяжение. Доска, полученная в результате наращивания, может быть прочнее цельного древесного массива.

Наращивание деревянных элементов, сопротивляющихся сжатию, может иметь несколько вариаций строения. Отличительной чертой данного наращивания являются брусья, обладающие и пазом и накладкой, зачастую имеющие одинаковые размеры по толщине и длине. Экспериментируя, появляется возможность выполнения стыкования материала с прямой накладной частью в половину дерева, или же выполнить стыкование с косой накладной частью. Для максимальной прочности элемента можно усложнить его шипами или несколькими видами стыка. Для оформления такого вида стыка понадобится вспомогательная клеевая фиксация либо же крепление шурупами или гвоздями.

По существу, торцевое наращивание сопротивляющееся растяжению, имеет накладную часть в замок. Для выполнения данного вида стыкования следует расчертить накладку и, следовательно, на одной из деталей необходимо вырезать паз, а на другой зубец. Подобный замок даст возможность избежать расстыковки деталей и сохранит надежность строения. Этот вид стыкования может иметь как прямую, так и косую накладную часть. В виде страховочного крепления можно применить клей, шурупы и гвозди.

Сопротивляющееся искривлению торцевое наращивание в основе фиксации практикует накладную часть с косым или ступенчатым стыком. Характерной чертой первого способа является срез торцевых сторон элемента под острым углом. Стоит отметить, что при выпиливании торцов не следует нарушать угол среза. Отличием второго типа от первого является наличие на фронтонных сторонах маленьких пазов и зубцов. Оба вида стыковок элементов обязаны быть с ровной поверхностью для накладок.

Для постройки больших домов из деревянных брусьев при их фиксации применяется железное либо древесное крепление. Древесными креплениями служат вставные или выдолбленные шипы, а железными служат хомуты и крепления железной проволокой. Чаще всего встречаются крепления бруса железными болтами.

Источник: lesoteka.com

Соединения деревянных деталей (70 фото): обзор основных способов и методов крепления столярных или плотничьих деталей

Правильное соединение деревянных деталей существенно увеличивает срок службы конструкции, ее безаварийность.

Сейчас используются как технологии, прошедшие проверку веками, так и новые, сформировавшиеся применением новой техники, клеевых веществ, современных дизайнов металлических крепежных изделий.

Содержание

Виды соединений деревянных изделий

Стыковка деревянных деталей в зависимости от используемых средств соединения делится на:

• Неклееные соединения с возможностью последующей разборки. Используются гвозди, скобы, шурупы, болты, соединительная арматура);
• Клеевые соединения — создаются либо простым клеем, либо с помощью других вставленных элементов (шпильки, ручки, ламели и т. д.). Такие соединения неразделимы;
• Стыковые – когда идет подгонка пазов и вставляемых деталей с высокой точностью и хорошей деформационной устойчивостью с последующей самоблокировкой.

Неклеевые соединения

Соединение гвоздями — в столярном производстве гвозди крепят спинки шкафов, донья ящиков, укрепляют некоторые структурные швы и т. д. Скобы используются для крепления тонких строительных панелей (например, спинки шкафов), для усиления угловых соединений рам (например, соединенных под углом, рам сплошных гладких дверей).

Винты используются для крепления деревянных компонентов (например, фасадов ящиков, спинок шкафов, направляющих полок), но в основном для крепления различных типов фурнитуры (петли, замки, ручки).

Винты с цилиндрической гайкой используются, например, для соединения днища с боковыми стенками шкафа и ножек стола с проушинами.

• Шурупы востребованы в столярном производстве для разъемных соединений.
• Именно шурупы все чаще используются в соединении мебельной фурнитуры.
• Цельные соединительные винты конфирматы — это специальные винты для соединения корпусных частей и шкафов.

Соединительные винты, состоящие из двух частей, используются для соединения корпусов шкафа с конструктивным узлом доводчиков, подъемных механизмов дверок.

Комбинированные винты и болты используются при соединении ножек столов со столешницей, ножек с каркасом, составляющим основу мебели для кроватей.

Клеевые соединения

Под структурным склеиванием понимают склеивание массивной древесины, склеивание шпона и монтажное склеивание.

Технология склейки состоит из следующих этапов:

• Подготовка материала к склеиванию;
• Приготовление клеев и клеевых смесей;
• Нанесение клеев и клеевых смесей;
• Склейка (прессование) пластин дерева в прессах;
• Высыхание после склейки.

• Структурная склейка мягкой древесины, твердых и тропических пород дерева;
• Поверхностная склейка «бутербродов» из ДСП, ДВП и МДФ;
• Поверхностное приклеивание пленок HPL / CPL к ДСП, МДФ;
• Формирование рисунков шпоном типа маркетри путем наклеивания отдельных слоев друг на друга;
• Приклеивание пенополистирола.

Прессование деталей

Процесс отверждения должен происходить под давлением, что гарантирует достаточный контакт склеиваемой поверхности. Требуемое давление зависит от типа и размера детали.

При ламинировании дерева или клеевые соединения выдерживают минимальное давление прессования 0,6 МПа. Чем интенсивнее отверждение под давлением, тем выше последующая несущая способность.

Если мы хотим получить широкие участки из массива дерева, мы соединяем более узкие по ширине заготовки бок о бок. Конструкционные швы, используемые для увеличения площади, могут быть приклеенными или не приклеенными.

Неклееные компенсаторы используются, например, при обшивке стен и потолков, а также при производстве неоклеенных узлов деревянных конструкций. Расшивка — это строительная доска, изготавливаемая путем приклеивания по ширине более узких заготовок из хвойного или лиственного бруса.

Заготовки можно клеить:

• Стыковым соединением: соединение используется для стыков, предназначенных для панелей каркаса, дверных коробок, порогов, заполнения каркаса;
• Профильным стыком: используется для столешниц, лестниц и т. д., т.е. там, где стык более напряженный и требуется его высокая прочность;
• При помощи гребня и паза, для вставного шпунта: конструкция такая же, как и для неклеевых соединений. Применяется аналогично профильному стыку;
• На штифтах: штифты укрепляют стык. Их используют для более широких заготовок.

Соединительные штифты

Соединение шпильками — один из самых распространенных способов соединения конструкций в мебельном производстве. Штифты изготавливаются из твердых пород дерева, в основном из бука.

На просверленное отверстие наносится клей. Чтобы поверхности плотно прилегали, отверстия для штифтов с каждой стороны должны быть на 1 мм глубже, чем длина штифта. Диаметр штифта выбирается в зависимости от толщины стыкуемых материалов.

Заготовки соединяют и в шпунт и паз, их также можно соединить с полуканавкой. В глубине паза также оставляется технологический стык. Пазогребневое соединение менее плотное, чем зубчатое. Его используют при производстве ящиков, полок или дверных коробок.

Каркасные стыки

Соединения каркаса разделяем по их расположению в каркасе на угловые и центральные.

Угловые соединения создаются соединением концов фризов по периметру. Концы фризов можно соединить вместе:

• Под прямым углом;
• На штифте;
• На штифте и пазе;
• Путем перекрытия.

Центральные стыки используются при соединении перегородок с периферийными фризами каркаса или при соединении перегородок между собой.

Наиболее распространены утопленные штифты, булавки, центральное перекрытие (для больших частей деревянных конструкций).

Соединение зубьями

Самый распространенный способ соединения плоских деталей — соединение с зубьями, также используется соединение обжимом и, в меньшей степени, соединение с гребнем и пазом.

Соединение зубьями — это один из старейших столярных узлов. Точно сделанные зубы служат декоративным элементом. Зубья представляют собой самоблокирующиеся соединения, их не нужно затягивать в зажимном приспособлении во время соединения. По форме зубов мы различаем ласточкин хвост и прямые вставки.

Источник: lesorubexpert.ru

Методы и способы соединения деревянных деталей

Начинающим домашним мастерам будет полезно узнать о методах соединения деревянных деталей. Этой теме мы посвящаем краткий ликбез, в котором будут описаны основные виды столярных соединений и сплачиваний с использованием клея, гвоздей, саморезов или шкантов, либо вовсе без них.

Правила выбора соединения в зависимости от типа нагрузки

Наиболее просты торцевые соединения, их применяют при необходимости нарастить деталь. Лучше всего такие соединения переносят нагрузку сжатия, однако при вырубке замков специальной формы можно достичь хорошего сопротивления скручиванию, растяжению и изгибу. Стандартный вариант торцевого соединения — с подрезкой на половину толщины обеих деталей. Срез может быть прямым или косым, при необходимости препятствовать изгибу, растяжению или скручиванию на конце каждого среза нарезают шип или тупой угол, либо делают срез ступенчатым, образуя своего рода «замок».

1 — прямая накладка вполдерева; 2 — косая накладка; 3 — прямая накладка со ступенчатым стыком; 4 — накладка вполдерева с косым стыком; 5 — косой накладной замок; 6 — соединение вполдерева с косым шипом

Угловые и боковые соединения применяются для соединения прямых деталей в ферму или каркас. Обычно эта часть конструкции опорная, поэтому основные нагрузки приходятся на смещение и сжатие. Если конструкция испытывает статичную предусмотренную нагрузку, на одной из деталей нарезают прямоугольный шип, а на другой — паз или проушину соответствующих размеров. Если возможно действие на разрыв конструкции, шип и паз нарезают в форме трапеции.

Угловые соединения: 1 — с открытым сквозным шипом; 2 — с глухим закрытым шипом; 3 — со сквозным косым шипом

Накладные крестовые и Т-образные соединения используют, как правило, для дополнительных связей между ответственными деталями конструкции. Основная нагрузка в них — на сжатие, смещение и разрыв. Первые два типа нагрузки устраняются подрубкой в полдерева или меньше с последующим совмещением деталей. Плечи зарубок принимают основную нагрузку на себя, остается лишь закрепить соединение шурупами или накладными скобами. В ряде случаев для укрепления связи используют шкант или вырубают шип с клином.

1 — крестовое соединение накладкой вполдерева; 2 — крестовое соединение с посадкой в одно гнездо; 3 — Т-образное соединение с потайным косым шипом; 4 — Т-образное соединение с прямой ступенчатой накладкой

Отдельный тип соединений — ящичные. Предназначены они для соединения досок под прямым углом. Обычно для ящичного соединения на каждой доске нарезают зубья, ширина которых равна расстоянию между ними. На разных досках зубья нарезаны со смещением, поэтому при соединении угол из досок выглядит как одно целое. Зубья также могут иметь клиновидную форму, препятствующую разрыву угла в одном направлении, либо скрепляются дополнительно клеем или гвоздями.

Ящичные угловые соединения: 1 — с прямыми сквозными шипами; 2 — с косыми сквозными шипами

Как сделать шиповое соединение

Для изготовления шипового соединения нужно обвести обе детали линией разметки по всем граням на расстоянии от торца, равном ширине соединения. На двух противоположных сторонах и торце линиями отмечается тело шипа, разметка на обеих деталях полностью идентична.

Шип подрезают с боков ножовкой для поперечного реза и скалывают древесину с помощью стамески. Ширину шипа делают на 2–3 мм больше для последующей точной обработки ножом или долотом. Паз вырезают ножовкой для продольного реза и скалывают стамеской, также оставляя небольшой припуск на обработку. Далее следует подгонка, в процессе которой детали совмещают и добиваются максимально плотного прилегания.

При Т-образном шиповом соединении на одной из деталей нарезают центральный шип или паз, а на другой выдалбливают проушину или делают две боковые подрезки в зависимости от типа первой детали. Для изготовления проушины используют стамеску, обращая наклонную часть лезвия внутрь отверстия. Если проушина не сплошная, шип делаю на 8–10 мм больше глубины и обрезают его конец в форме развернутого клина. Так при забивании шип сам себя разопрет, и деталь будет прочно посажена.

Для соединения широких деталей можно использовать ящичное соединение, нарезая несколько шипов и пазов. Самый простой способ скрепить шиповое соединение — просверлить его насквозь поперек шипов и забить в отверстие деревянный шкант (оконное угловое соединение).

Как срастить доски на клею

Очень популярный метод соединения досок и брусков — продольное и поперечное склеивание. При соединении досок широкой стороной торец может быть ровным, хотя в большинстве случаев используют пазогребневый профиль. Очень важна плотная подгонка деталей, чтобы слой клея был как можно более тонким, только так можно достичь максимальной прочности. Иногда на торец, смазанный клеем, наносят небольшое количество хлопкового волокна, это повышает качество сцепки.

Доски можно соединять и в профиль, но для этого потребуется выполнить клиновидную зубчатую нарезку обоих торцов со смещением в пол зуба для разных деталей. В домашних условиях такую операцию можно выполнить с применением ручного фрезера.

Для склеивания деталей используют казеиновый клей или ПВА высокой концентрации, для придания прочности в клеящее вещество добавляют просеянную древесную муку. Поверхности покрывают клеем и выдерживают на воздухе 3–5 минут, после чего помещают под гнет или сдавливают струбцинами. Такое соединение получается прочнее самого дерева и никогда не ломается по стыку.

Как сплачивать элементы несущих конструкций

Для несущих конструкций используют два вида соединений — наращивание и сочленение. Самый простой способ срастить две детали — выполнить надрез ножовкой на половину толщины на одинаковом расстоянии от торцов, а затем сколоть топором лишнюю древесину. После сопоставления двух деталей соединение обычно скрепляют двумя накладными планками, прибитыми сбоку от разреза. Склеивание тоже возможно, но только при плотной подгонке деталей.

Надрезанные в полдерева торцы можно свести практически под любым углом, это основной метод соединения кровельных ферм. Для скрепления деталей необходима дополнительная стягивающая связь: брус прикладывают к соединенным деталям сбоку на расстоянии в 30–50 см от угла и подрубают в половину толщины по местам соприкасания, а затем скрепляют конструкцию гвоздями.

Часто вертикальные и наклонные конструкции нуждаются в опоре, например при соединении стропильной системы с балками перекрытия. В этом случае выполняется зарубка посадочных гнезд на горизонтальной балке, в которые будут вставлены стойки. Очень важно соблюдать угол наклона и делать подрубку не более чем на треть толщины бруса.

Соединения со специальными связями

Практически все столярные соединения выполняются с дополнительными укрепляющими связями. В самом простом примере роль таких выполняют гвозди или саморезы.

При наращивании деталей узел может укрепляться сквозным болтовым соединением, хомутами, скобами и глухарями, либо его просто обматывают холоднокатаной проволокой. Сращенные вертикальные опоры достаточно скрепить двумя накладными планками — деревянными или металлическими.

Угловые соединения чаще всего скрепляют скобами, накладными пластинами или уголками. В случаях, когда надо сохранить небольшую подвижность соединения, используют один сквозной болт, который либо прошивает поперек место накладки деталей, либо стягивает их в продольном направлении с минимальным отступом от накладки.

Место крепления специальной связи должно быть удалено от края не менее чем на 10 диаметров крепежного элемента и не иметь пороков. Важно помнить, что часто связи не обеспечивают общую прочность соединения, а только компенсируют неучтенную нагрузку.

Источник: www.rmnt.ru