Крепления для деревянных конструкций

Назначение деталей крепежа

К крепежам относятся изделия разной конфигурации, предназначенные для придания большей жесткости деревянным деталям. Для изготовления подобных элементов используют прочные и долговечные материалы, к примеру, сталь оцинкованную (ГОСТ 14918-80) или современные композитные сплавы. Различают детали, предназначенные для усиления стыков деревянных заготовок и для создания соединений дерева с рядом других материалов (кирпич, камень, бетон, металлические балки).

Крепежные элементы обеспечивают:

  • простоту работы;
  • быстрое и надежное соединение нескольких заготовок разной геометрии;
  • равномерное распределение нагрузки, как следствие, долговечность каркаса;
  • снижение цены готового изделия, поскольку работа выполняется простым инструментом;
  • обилие вариантов для сопряжения под разными углами;
  • значительную экономию времени.

Крепежные детали отличаются, они подбираются в зависимости от проекта. Можно выделить три основные разновидности металлического крепежа:

  • перфорированные элементы;
  • детали для скрытой фиксации;
  • декоративные накладки.

Выбор напрямую зависит от конкретной задачи. Если для изготовления каркасного сарая можно ограничиться перфорированной лентой и уголками, то для декорирования интерьера предпочтительнее скрытый крепеж или декоративные детали.

Перфорированные элементы

Основа перфорированного крепежа для дерева – листовая оцинкованная сталь толщиной не менее 1 мм. В зависимости от типа и предназначения детали она целиком или частично перфорирована. Чтобы надежно закрепить соединяемые заготовки, достаточно установить накладную деталь на стыке и зафиксировать саморезами или шурупами.

Использование крепежа с перфорацией делает сборку простой, а изделие надежным и долговечным. Все подобные элементы универсальные, благодаря большому количеству отверстий несложно регулировать углы сочленения, количество метизов, обеспечив долговечность и надежность крепления.

Важно! Перфорированный крепеж можно использовать только с резьбовыми метизами (болтами, шурупами или саморезами). Применение гладких гвоздей крайне нежелательно, под воздействием естественного дыхания древесины скоро появится люфт.

Уголок

Задача перфорированного уголка – обеспечить надежность стыков под фиксированным углом. Это одна из наиболее распространенных разновидностей перфорированного крепежа.

Различают уголок:

  • симметричный и с разной геометрией сторон;
  • с регулируемым и постоянным углом;
  • раскрытый и гнутый;
  • универсальный и специальный.

По степени нагрузки можно выделить стандартные и усиленные элементы. Вторая модификация имеет одно или несколько ребер жесткости, что увеличивает надежность, но не позволяет изгибать деталь, они имеют фиксированный угол.

Подобные элементы широко применяют на всех производствах, где необходимо скрепить заготовки из дерева. В мебельной промышленности используют конструкционные детали небольшого размера из металла или пластика, на стройке не обойтись без стропильных уголков разной конфигурации.

Лента

Металлическая лента с перфорацией предназначена для усиления угловых сочленений деревянных заготовок и фиксации «наращенной» доски. Удобство использования данного типа крепежа вызвано универсальностью, ленту несложно изогнуть под нужным углом, используя метизы, надежно зафиксировать соединение.

С помощью ленты несложно скрепить несколько заготовок, которые сходятся в одной точке, ею можно усилить (стянуть) элементы конструкции объемного изделия. В продажу поступает материал разной ширины с разным диаметром и шагом отверстий. Можно купить отрезки стандартной длины или нерезаный рулон.

Пластины

Крепежные пластины для дерева предназначены в первую очередь для усиления Т-образных соединений, глухих стыков под разными углами или соединений крест-накрест.

В отличие от ленты пластина имеет большую толщину, часто она не допускает изгиба. Пластины перфорируют по-разному, в продажу поступают детали со сплошной перфорацией или с выделенными крепежными площадками.

Кронштейны

Усиленной разновидностью перфорированного уголка являются кронштейны. Основное их предназначение – фиксация деревянной заготовки на стене из различного материала, чаще всего это кирпич или бетон. Яркий пример кронштейнов – держатели балок и опоры для бруса.

Среди прочего подобные элементы используются:

  • для надежного крепления балок любой несущей конструкции;
  • в ходе монтажа полов, создания межэтажных перекрытий;
  • для сборки объемных конструкций, в которых необходима повышенная надежность соединения.

Изделия изготавливают из стали толщиной от 2 мм, в продажу поступают детали разных размеров и формы. Одним из самых распространенных кронштейнов является опора для бруса. Это перевернутая П-образная деталь, в которой перемычка служит для фиксации балки, а на боковых сторонах имеются монтажные «уши» для крепления на стену. «Уши» могут быть обращены в разные стороны (открытый) и внутрь (закрытый крепеж).

Совет! Использование кронштейнов закрытого типа позволяет создать деревянное перекрытие со свободными балками. Особенности крепления обеспечат достаточную надежность, а сам крепеж будет практически незаметным.

Скрытый крепеж

У перфорированных крепежных элементов есть один существенный недостаток – созданное с их помощью соединение не отличается эстетикой. Если для изготовления каркаса бытового помещения или создания стропильной системы это некритично, то для перекрытия или деревянной лестницы в доме это имеет решающее значение.

Чтобы обеспечить должную прочность соединения и не испортить привлекательность всей конструкции, используется скрытый крепеж. Его особенность понятна из названия – крепежные детали не видны. Существует множество изделий, предназначенных для скрытого крепежа, они отличаются по ряду характеристик:

Фиксация шип-паз

Принцип действия аналогичен популярному столярному соединению, но его элементы изготовлены из металла. На одну из сопрягаемых деталей с помощью саморезов крепится металлический паз, на другую шип. Благодаря прочности материала и точности изготовления соединение получается прочным, надежным и полностью скрытым.

Соединение «еж»

Его основа – шайба с отверстиями под саморезы, просверленными под разными углами. Завинченные в них шурупы расходятся в разных направлениях, что обеспечивает должную прочность. Шайба прячется за другими деревянными деталями.

Пазовый держатель

Помогает создать ровную деревянную поверхность с отличными потребительскими характеристиками. Это металлические пластины разной конфигурации, которые крепятся к лагам и входят в пазы досок.

Замковый потайной держатель

Крепеж также применяют для создания поверхностей, пример: терраса, выстеленная деревом. Держатель устанавливается на торцах досок, его составные части маскируются под стыками.

Каждый из описанных методов имеет большое количество вариаций, что позволяет выбрать подходящий вариант для любого проекта.

Декоративные крепежные элементы

Еще одним отличным способом надежно скрепить деревянные детали без ущерба для эстетики является использование декоративных элементов. Основное отличие очевидно: вместо того чтобы прятать крепеж, его «выставляют напоказ», делая органичной деталью всей конструкции.

Разнообразие декоративного крепежа поражает. Это и монтажные уголки для деревянных конструкций самых замысловатых конфигураций и дизайнерских решений, и накладки из надежных и красивых материалов. Можно купить декоративную ленту, стильный дизайнерский подвес и многое другое. Все подобные детали комплектуются метизами, выполненными в одном стиле.

Декоративный крепеж изготавливают из металла или пластика. Безусловно, металл предпочтительнее, но современная пластмасса часто не уступает ему ни в качестве, ни в долговечности.

Крепежные элементы для деревянных конструкций – незаменимая вещь в ходе строительства, ремонта, изготовления мебели или поделок из дерева. Обилие вариантов позволяет выбрать оптимальное решение для каждого конкретного случая. Правильно подобранный крепеж обеспечит должную прочность соединения, не требуя от мастера чрезмерных усилий.

Для применения различных соединений древесины в области строительства не обойтись не просто без инструмента, а также и без соответствующего опыта. Именно поэтому у неопытных мастеров подобные соединения получаются не всегда аккуратно. Один из лучших вариантов — использовать профессионалами разнообразные разновидности крепежа для массива, которые созданы из металла.

Многие сохранившиеся архитектурные памятники из дерева сооружены без гвоздей, посредством исключительно топора. Данный факт вызывает истинное наслаждение по сегодняшний день. Однако, спустя столетия, возводимые из металла детали крепежа, используемые для постройки строений из массива, в корне изменились, именно по этой причине сегодня бессмысленно повторять опыт наших предков.

Возводить предпочтительно быстро и без сложностей. Поговорим подробнее о предлагаемом изготовителями крепеже, беря в пример детали, которые дают возможность максимально упростить соединение балок с напольными лагами, либо настенными поверхностями из массива.

Крепеж с перфорацией

Основной материал монтажных элементов — оцинкованная сталь. Геометрия конструкций может быть различной. Общий признак — наличие множества отверстий. Перфорация дает возможность выбрать нужную точку крепления в дереве. Через нее ввинчивают саморезы или забивают винтовые гвозди. Преимущества этого вида крепежа:

  • Экономия времени на соединение конструктивных элементов из дерева.
  • Небольшое количество отходов при выполнении крепления узлов.
  • Возможность установки нескольких метизов в одной плоскости. Это повышает несущую способность узла крепления.
  • Многообразие видов монтажных изделий. Позволяет подобрать оптимальное решение для равномерного распределения нагрузки на деревянные компоненты части здания, сооружения.
  • Универсальность. Подходит для всех пиломатериалов.

Типы:

  • пластины;
  • уголки;
  • держатели для балок;
  • рейки трехмерные;
  • монтажная лента.

Планки с множеством отверстий используются для скрепления деревянных элементов в одной плоскости. В плане детали могут быть разной формы (например, в виде литеры T, Z). Пластины изготавливаются из стали толщиной 1–3 мм и более.

Детали легко сгибаются, что удобно при сопряжении древесины под углом 90° и более. Ножницами по металлу пластины можно кроить.

Уголки

Для соединения деревянных конструкций под прямым углом применяются равносторонние, усиленные, с двойным усилением, анкерные металлические уголки. Существуют более сложные изделия: Z-образные, скользящие, других модификаций.

Держатели для балок

Изделие позволяет соединить балку и брусья. Крепление устанавливается на саморезах или шурупах. Опорная часть балки фиксируется с боков и снизу. Перпендикулярные плоскости стальной детали закрепляются на поперечном брусе. На фото представлен один из вариантов держателя.

Рейки трехмерные

Бывают разной длины. Особенность конструкции — элементы соединения фиксируют дерево в трех плоскостях. Рейки образуют прочное и надежное скрепление в узлах. Металлические продольные рейки выполняют две функции: связывают древесину в единую систему, являются несущими балками, которые берут на себя существенную часть вертикальной нагрузки.

Крепеж — Т-образный профиль из прочного стального сплава. Их производством занимается итальянская фирма Alumidi. Рейки подбираются исходя из поперечного сечения соединяемых элементов, уровня динамических и статических нагрузок.

Монтажная лента

Перфорированная оцинкованная стальная лента используется как вспомогательный фиксатор при выполнении сложных узлов деревянных конструкций. Ее легко разрезать на фрагменты. Применяется и в качестве крепления неметаллических изделий к древесине.

Потайные детали «Еж»

Стальные шайбы имеют внутреннюю резьбу под наклоном. В древесине через шайбы просверливают сквозные отверстия. С обратной стороны также устанавливают шайбу. В канал ввинчивают шпильку, которая стягивает дерево.

В узлах соединений устанавливается несколько шпилек сразу. В массиве древесины стержни занимают перекрещивающееся положение. Этим создается прочное скрытое крепление деревянных конструкций. Крепление также осуществляется длинными саморезами, которые в массиве древесины располагаются под углом (обычно 45°). Этим способом пользуются при возведении деревянной кровли.

Крепление создается за счет материала соединяемых деталей. В одном элементе удаляют древесину вокруг выступа (шипа), в другом массиве вырезают паз.

Шип должен входить в паз с некоторым усилием для прочного защемления выступа в отверстии. Боковые напряжения создают силы трения между шипом и пазом, формируют практически неразъемное соединение.

В зависимости от габаритов деталей определяют размеры шипов и пазов. В сечении они могут быть прямоугольными, квадратными, овальными. Для повышения несущей способности узлов детали смазывают столярным или синтетическим клеем. В некоторых случаях крепления усиливают установкой дополнительного металлического крепежа.

Классификации соединений

Узлы крепления деревянных конструкций – это места, где стыкуются две или более деталей. Именно прочность узла зачастую определяет прочность самой конструкции, потому при обустройстве соединения его качеству и надежности уделяют самое пристальное внимание.

Крепить детали можно разными способами

На сегодняшний день в строительстве и столярном деле используются самые разные методы, позволяющие закрепить детали из дерева друг на друге. В зависимости от того, какой фактор положен в основу классификации, все эти методы можно разделить на несколько групп.

Так, по способу передачи усилия соединения деталей из дерева и аналогичных материалов делят та такие типы:

  • На механических связующих элементах (гвоздях, шурупах, саморезах, заклепках и т.д.).

Обратите внимание!
Сюда же обычно относят узлы, при оформлении которых применяются специальные пластины для крепления деревянных конструкций, кронштейны, накладки и т.д.

Разные виды крепёжных пластин

  • На упоре элементов деревянных конструкций (врубки, шипы, нагели и т.д.)
  • На клеевом соединении.

Эта классификация является одной из наиболее простых, однако она дает представление обо всем разнообразии технологий, применяемых при работе с деревом.

Кроме того, иногда специалисты выделяют и другие группы узлов, а именно:

  • Сращивание по ширине.
  • Сращивание по длине.
  • Вертикальное соединение.

Как правило, при реализации этих схем инструкция допускает как использование металлического крепежа, так и применения клея. В то же время в ряде ситуаций стыковка осуществляется за счет формирования специальных выступов и впадин, которые играют роль своеобразных замков.

Механические соединения

Начинающие мастера, выполняя работы своими руками, чаще всего используют механический крепеж. При этом для фиксации частей конструкции используются специальные элементы – гвозди, шурупы (в т.ч. самонарезающие), шпильки, заклепки, болты и т.д.

Метизы для крепления деревянных конструкций отличаются разнообразием форм и размеров

Этот способ крепления не отличается сложностью, однако при его реализации стоит придерживаться таких рекомендаций:

  • Когда мы используем гвозди, нагрузки равномерно распределяются между двумя деталями и компенсируются силой трения о древесные волокна. Соответственно, для надёжного соединения необходим контакт между древесиной и гвоздем по всей его длине.

Важно!
Крепеж, расположенный вдоль волокон, фиксирует куда хуже, чем забитый поперек.

  • С другой стороны, при забивании гвоздя сама деталь испытывает достаточно серьёзную нагрузку, так что если диаметр крепежа будет избыточным, то тонкая деревянная пластина может расколоться. Чтобы избежать этого, опытные мастера советуют откусывать клещами острие гвоздя – тогда полученная плоская часть будет раздвигать и сминать волокна, а не рвать их.

Простой гвоздь обеспечивает надежную фиксацию

  • При использовании шурупов и саморезов надёжность крепления повышается, так как за счет спиральной поверхности элемента возрастает площадь соприкосновения с древесиной. Если же шуруп забивать, а не завинчивать, то прочность соединения снижается на 40-50%.
  • Во избежание раскалывания древесины, а также для облегчения работы для фиксации с использованием крепежа диметром более 6 мм выполнять предварительное сверление. При этом оптимальный диаметр отверстия должен составлять около 0,6 – 0,8 диаметра шурупа.

Самонарезающие шурупы по металлу и дереву

  • Болтовые соединения осуществляются только по предварительному сверлению. При этом болт должен проходить внутри отверстий с некоторым усилием – тогда место контакта долгое время не будет расшатываться.
  • Для повышения надёжности и под шляпку болта, и под гайку укладываются плоские шайбы, которые более равномерно распределяют нагрузку и предотвращают сминание древесных волокон.

Различные метизы – гвозди, саморезы и т.д. – необходимы и тогда, когда используется уголок для крепления деревянных конструкций. В этом случае крепежный элемент объединяет древесную основу с металлической деталью, которая отвечает за перераспределение нагрузки между деревянными элементами конструкции.

Фиксация деталей на кронштейны

Соединения с клеем и без него

По ширине

Стыковка деталей без применения крепежа также возможна. Иногда монтаж осуществляют исключительно за счет упругости древесины, но обычно для повышения надёжности контактирующие поверхности смазывают различными клеевыми составами. Высыхая, они формируют практически монолитную линию контакта, за счет чего соединение становится неразъемным. Цена конструкции при этом возрастает ненамного, а вот запас прочности увеличивается.

В зависимости от расположения соединяемых элементов выделяют соединения по ширине, по длине и по высоте.

Соединение по ширине: а) плоская фуга, б) четверть, в) рейка, г) и д) гребень, е) ласточкин хвост.

Когда нам нужно состыковать несколько досок или брусьев по ширине, то применятся одна из методик, описанных в таблице ниже:

Способ Особенности обустройства
На гладкую фугу
  • При выполнении работ боковые поверхности сращиваемых досок тщательно выравниваются таким образом, чтобы при их стыковке не было даже минимального зазора.
  • Для крепления используется либо клей, либо накладные деревянные рейки, которые фиксируют конструкцию сверху и снизу.
На рейку
  • В боковых поверхностях деталей выбираются пазы шириной не более 1/3 от толщины самой детали.
  • В пазы вклеивается рейка соответствующих габаритов, после чего элементы соединяются между собой.
В четверть
  • При соединении по продольной стороне каждого элемента выбирается уступ, размеры которого составляет примерно 1/2 толщины доски или бруса.
  • Для крепления симметричные части соседних досок стыкуются и фиксируются либо с помощью клея, либо с применением механического крепежа.
В гребень
  • На продольной стороне одной доски формируется выступ в форме шипа или угла, на второй доске – впадина соответствующей конфигурации.
  • При монтаже выступ загоняется во впадину и фиксируется клеем.
  • В ряде случаев клей не используется, что позволяет сделать соединение быстроразъемным.
В ласточкин хвост
  • По способу монтажа эта методика практически аналогична предыдущей, но выступ и впадина имеют трапециевидную форму.
  • При этом сама стыковка осуществляется задвиганием шипа в паз с одного из торцов.
  • Клей для этого способа применяется сравнительно нечасто.

Соединение на гребень

По длине

Соединение дерева по длине применяют в том случае, если нам необходимо нарастить размер деревянной доски, балки или бруса. Здесь используются сходные методики, однако длинные детали испытывают повышенные нагрузки на изгиб, потому и крепление необходимо осуществлять с хорошим запасом прочности.

Наиболее распространенными способами сращивания деревянных конструкций по длине являются:

  • На ус. Участки соединяемых деталей обрезаются под углом таким образом, чтобы площадь контакта была максимальной. При этом чем более острым будет угол среза, тем надежнее будет фиксация с помощью клея или крепежа.

Схема склейки на ус

Обратите внимание!
Креплением «на ус» можно сращивать даже достаточно толстые фанерные листы, и если все сделать правильно, прочность материала в месте стыка снизится незначительно.

  • На зуб. На торце одной детали формируются зубья, на другой – соответствующие впадины. Элементы вклеиваются друг в друга, при этом за счет большой площади контакта прочность фиксации возрастает в разы.

    Фото зубчатой склейки

  • В четверть. Выполняется так же, как и при монтаже по ширине, но выборка делается не на боковых, а на торцевых плоскостях.
  • В замок. На краях соединяемых брусьев делают вырубки, позволяющие скрепить их, зацепив друг за друга. Как правило, если для крепления используются только механические элементы (гвозди или нагели), то плоскости замка делают ровными, а если добавляется клей – то косыми.

Прямой и косой накладные замки

Важно!
Иногда внутрь замка вставляют дополнительный усиливающий элемент – рейку.
В этом случае под нее делают специальную выборку соответствующего размера.

Нужно отметить, что некоторые методики продольного сращивания применяются и при оформлении углов. Так, наиболее популярными являются угловые узлы, вырубленные «в четверть», «в полдерева» и «в замок», хотя в строительстве активно используют и другие схемы.

Варианты угловых соединений

По высоте

При возведении опор, столбов, мачт и других вертикальных элементов иногда возникает необходимость увеличить высоту конструкции.

При этом используются такие способы фиксации деталей:

  • Крепление впритык с потайным шипом или сквозным гребнем. На нижней опоре формируется шип или гребень, на верхней – соответствующее углубление. Конструкции стыкуются, после чего место контакта усиливается дополнительным крепежом.

Схемы вертикального наращивания: а)-б) впритык, в)-д) вполдерева, е) косым прирубом, ж) накладкой

  • Крепление вполдерева. На опорах делаются симметричные вырубки на 1/2 толщины, а затем детали соединяются. Зажим осуществляется либо с помощью стальных сквозных болтов, либо с использованием накладных хомутов/полосовой стали.
  • Косым прирубом. Принцип выполнения узла тот же, что и в предыдущем случае, но закрепление осуществляется только с использованием хомутов.
  • Наконец, можно просто установить одну опору поверх другой, а для предотвращения бокового смещения использовать более тонкие брусья либо металлические крепления для деревянных конструкций.

Нужно отметить, что все вышеописанные способы хорошо работают только для компенсации вертикальных нагрузок. Напряжение на изгиб в месте крепления способно очень быстро разрушить узел, потому вертикальное сращивание применяют только в тех случаях, когда по-другому просто не получается.

Конструируя и монтируя элементы крепления деревянных конструкций, стоит использовать как можно более надежные методики фиксации – тогда общая прочность сооружения в месте контакта деталей будет снижена ненамного. Для более подробного изучения упомянутых выше технологий стоит внимательно изучить видео в этой статье.

Добавить комментарий

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