Способы соединения деревянного бруса и бревен

Важнейший конструктивный узел брусовой коробки — угловые соединения (рис, 1). Известно несколько типов соединений брусьев в углах. Широко применяемый вариант — на концах обоих брусьев делают вырезы вполдерева, а затем наложенные друг на друга детали скрепляют скобами. Такое соединение (его чаще всего применяют при сборке нижней рамы строения) при невысоком качестве разметки и выборки четвертей может стать «холодным».

Зачем нужна правильная стыковка бруса и бревен?

Правильная стыковка материалов бруса и бревен во время постройки деревянного здания необходима для обеспечения общей надежности сооружения. Применение специальных правил соединений позволяет улучшить несущую способность дома по углам, а также увеличить общую жесткость конструкции. Для каждого типа пиломатериала способ соединения элементов подбирается индивидуально. Также правильная стыковка может понадобиться в тех случаях, когда стандартныхразмеров материалов недостаточно для возведения конкретной конструкции. Чтобы нарастить бревна или брус по длине необходимо осуществить правильную их укладку, которая будет обеспечивать хорошую жесткость и надежность соединения.

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

  • Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
  • Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
  • На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
  • Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
  • Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий
  • Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
  • Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
  • Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Читайте также:  Как правильно рассчитать габариты деревянных балок перекрытия

Разновидности соединительных узлов

Основа каркаса крыши – стропильные фермы, в которые отдельные элемента, соединятся между собой в конструкции различной геометрической формы, к примеру, треугольной или пятиугольной. Одной из наиболее прочных и устойчивых к внешним воздействиям фигурой является треугольник, именно такой вид имеют фермы двухскатных и полувальмовых, вальмовых и шатровых крыш . Соединительным узлом называют место сращивания или друг с другом, с мауэрлатом, дополнительными опорами. При сооружении стропильной системы используются следующие виды узлов:

Важно! В процессе строительства стропильного каркаса используют два типа соединительных узлов: жесткие и подвижные. Жесткими называют крепления, когда элементы фиксируются между собой неподвижно. Подвижные соединения имеют возможность изменять свое положение, для них применяют специальные металлические «ползунки».

Виды углового крепления

Соединить материал на углах можно благодаря двум вариантам:

  • с остатком – подразумевает использование сырья более длинного, чем требуется для сооружения объекта;
  • без остатка – предполагает наличие безупречно ровных углов в конструкции.

Практичная точка зрения

На остатки материала возложена ответственная миссия – защита бруса от разрушительного воздействия климатических факторов – осадков и ветра. Однако такая конструкция отличается дороговизной из-за большего расхода сырья и хлопотностью.

Объект с идеально ровными углами подвержен губительному действию климатических проявлений. Но его сооружение довольно простое и дешёвое по сравнению с предыдущим вариантом.

Эстетичная точка зрения

Гораздо привлекательнее смотрится сооружение с остатками, нежели без них, поскольку ассоциируется с приветливой избой или роскошным теремом. А золотым трезубцем власти на модном Олимпе обладает, как думаете, какой стиль? Верно! Русское направление.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Читайте также:  Монолитное перекрытие. Плита перекрытия: расчет, монтаж

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Соединения по длине — Сопряжения деревянных элементов

По длине отрезки соединяют различными способами: впритык, в паз и гребень, на «ус», на зубчатое клеевое соединение, в четверть, на рейку. Наиболее прочным соединением является зубчатое клеевое (ГОСТ 19414 — 74).

Соединения брусков по длине

Соединения брусков по длине:

а — впритык, б — в паз и гребень, в — на «ус», г, д — на зубчатое клеевое соединение, е — в четверть, ж — на рейку.

Соединение отрезков более крупных размеров по длине для получения деталей нужных размеров называется сращиванием. Сращивание производится вполдерева, косым прирубом, прямым и косым накладны; 4 натяжным замком и впритык.

При сращивании вполдерева длина соединения делается равной 2…2,5 толщинам бруса. Соединение скрепляют нагелями (при строительстве брусчатых домов и др.).

Соединение косым прирубом с подрезкой торца делается равным 2,5…3 толщинам бруса и крепится также нагелями.

Соединение прямым или косым накладным замком используют в конструкциях, в которых возникают растягивающие усилия. Соединение в прямой накладной замок располагается на опоре, а в косой накладной замок — у опор.

Сращивание

Сращивание:

а — вполдерева, б — косым прирубом, в — прямой накладной замок, г — косой накладной замок, д — прямой натяжной замок, е — косой натяжной замок, ж — впритык.

Читайте также:  Дополнительное армирование плит перекрытий

Соединения в прямой или косой натяжные замки являются прочными, однако их изготовление сложно, кроме того, при усыхании древесины ослабляются клинья, поэтому для ответственных деревянных конструкций применять натяжные замки не рекомендуется.

Сращивание впритык производится в тех случаях, когда два бруса своими концами ложатся на опору. Концы брусьев соединяют вплотную, а затем крепят скобами.

«Плотничные и стекольные работы»,

При соединении узких досок получают щиты нужных размеров. Соединяют доски различными способами: на гладкую фугу, на рейку, в четверть, в паз и гребень прямоугольный и треугольный и в «ласточкин хвост». При соединении на гладкую фугу каждую доску или рейку, соединяемую в щит, называют делянкой, а шов, образуемый при соединении делянок, — фугой. Во избежание коробления…

Склеиваемая древесина должна быть одной породы и иметь одинаковую влажность, так как при склеивании заготовок (деталей) из двух частей разной влажности после высыхания на более влажной стороне (заготовки) образуется вогнутость, а в клеевом шве — внутренние напряжения, поэтому разница во влажности древесины в склеиваемых элементах должна быть не более 2…4%. При небольшом объеме работ клей…

Крестообразные соединения Этот вид соединения брусьев применяют при строительстве мостов и изготовлении других деревянных конструкций. Такие соединения выполняют вполдерева, втреть и вчетверть дерева, а также с зарубкой одного бруса. Соединение брусьев Соединение брусьев: а — крестообразное, б — под углом; 1 — вполдерева, 2 — в треть дерева, 3 — в четверть дерева, 4 —…

Прочность склеивания периодически проверяют. Для этого склеиваемые образцы деталей раскалывают по клеевому шву. Если раскол произошел по древесине, то склеивание считается прочным, а если по слою клея — то прочность склеивания низкая. В запрессованном состоянии при температуре 18…20 °С прямолинейные конструкции выдерживают 14…12 ч, криволинейные — 24…20 ч, при температуре 22…25 °С прямолинейные выдерживают 10…8…

Соединение элементов по высоте называется наращиванием. Его применяют при изготовлении столбов, мачт и др. Наращивать бревна и брусья можно впритык с потайным шипом, впритык со сквозным гребнем, вполдерева с креплением болтами, вполдерева с креплением полосовой сталью, вполдерева с креплением хомутами, косым прирубом с креплением хомутами, применяемым в ответственных сооружениях, впритык с накладными и креплением болтами….

этап. Наружная обработка стен

Не стоит забывать, что дом из профилированного бруса нуждается в защите от внешних факторов, для этого после строительства, на стены наносятся антисептики и огнезащитные составы. Периодичность их нанесения определяется производителем средства, и обычно составляет 3-5 лет.

Хорошие отзывы о таких материалах:

Огнебиозащитные составы:

  • Фенилакс. Стоимость 650 руб/6 кг.
  • Стоимость 440 руб/1,1 л.;
  • NEOMID 450-1. Стоимость 1 339 руб/10 л.;
  • ОЗОН-007. Стоимость 4 990 руб/48 кг;
  • Сенеж ОгнеБио Проф. Стоимость 1 790 руб/23 кг.

Антисептики:

  • Акватекс Грунт. Стоимость 2 090 руб/10 л.
  • Nortex-Транзит (концентрат). Стоимость 8 123 руб/19 кг. Данный состав является транспортировочным, т.е. предназначен только для обработки древесины на время транспортировки или хранения. Покрывать готовые стены не рекомендуется, т.к. он не проникает в структуру древесины, обеспечивая только поверхностную защиту.
  • Сенеж. Стоимость 750 руб/10 кг.

Пропитки для защиты и тонирования древесины: