Виды столярно-плотницких соединений и креплений

Виды столярно-плотницких соединений и креплений

Все соединения, будь то плотничные или столярные, называются посадками, потому что в их основе лежит принцип насаживания детали с шипом на деталь с пазом. В зависимости от того, как плотно соприкасаются детали в креплении, все посадки разделяются на напряженные, плотные, скользящие, свободные и очень свободные. В основе всех соединений лежит узел — место крепления. Существует несколько видов соединений: торцевые, боковые, угловые, Т-образные и крестовидные.

Торцевое соединение, или наращивание, характеризуется тем, что все детали скрепляются между собой в торцевой части, при этом увеличивается длина целой детали. В зависимости от типа крепления такие торцевые соединения могут выдержать большие нагрузки при сжатии, растяжении и изгибе. Обычная целая доска здесь во многом уступает доске, полученной при наращивании.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся сжатию, может иметь различную конструкцию. Основная особенность этого соединения состоит в том, что каждый брусок обладает и накладкой, и пазом, которые чаще всего делаются равными и по толщине, и по длине. Вы можете сделать наращивание с прямой накладкой вполдерева (рис. 20, а), а можете сделать торцевое соединение с косой накладкой (рис. 20, б).

_{Рис. 20. Наращивание, сопротивляющееся сжатию: а — с прямой накладкой вполдерева; б — с косой накладкой}

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся растяжению, в основе своей конструкции содержит накладку в замок. Прежде всего вам необходимо расчертить накладку. Затем на одной детали сделать паз, а на другой — выступ. Именно этот замок и позволит обеим половинам избежать разъединения. Так же как и соединение, сопротивляющееся сжатию, этот тип соединения может иметь прямую (рис. 21, а) и косую накладку (рис. 21, б). В качестве дополнительного крепления здесь можно использовать клей, гвозди или шурупы.

_{Рис. 21. Наращивание, сопротивляющееся растяжению: а — с прямой накладкой; б — с косой накладкой}

Торцевое соединение, препятствующее изгибу, в своей основе использует накладку либо с косым стыком (рис. 22, а), либо накладку со ступенчатым стыком (рис. 22, б).

_{Рис. 22. Наращивание, сопротивляющееся изгибу: а — с косым стыком; б — со ступенчатым стыком}

Боковое соединение, или сплачивание, часто используется при устройстве полов, дверей или ворот. Это достаточно прочное соединение. Большие массивы, которые получаются в результате такого соединения, дополнительно крепятся поперечными досками или щитами. Если детали имеют гладкую поверхность боковых кромок и при соединении просто склеиваются, то такое соединение называется боковым на гладкую фугу. Если в каждой детали на боковой стороне имеется паз по всей длине, в который вставляется соединяющая рейка, то такой тип соединения называется боковым на вставную рейку. Если на боковых сторонах снята четверть и детали крепятся с их помощью, то такое соединение называется боковым в четверть.

Боковое соединение в паз и гребень имеет несколько типов в зависимости от качества гребня. Этот паз может быть как треугольным (рис. 23, а), так и прямоугольным (рис. 23, б). Первый тип чаще всего используется при устройстве паркета, второй применяется при составлении полотна для двери. Обе эти конструкции требуют дополнительного закрепления клеем.

_{Рис. 23. Сплачивание: а — в треугольный паз и гребень; б — в прямоугольный паз и гребень}

Для устройства внешних стен здания или крыши используют следующий тип бокового соединения, который способствует лучшему стоку осадков с поверхности и большей защите покрытия от разрушающего воздействия атмосферных явлений. Такой тип соединения называется боковым внахлестку. А соединять детали нужно следующим способом: под нижнюю планку положите тонкую рейку и закрепите гвоздями верхний боковой край детали, затем установите следующую планку, сделав нижним ее краем небольшую нахлестку, равную ¹?₄ толщины планки, и также закрепите ее несколькими гвоздями.

Также для соединения сразу нескольких деталей в одно целое при помощи только одной планки можно использовать сплачивание с наконечником. Этот тип требует одинаковой выемки с боковой стороны одиночной детали и с торцевой стороны соединяемых деталей. Чаще всего он используется при составлении паркетных полов.

Т-образное соединение. Это соединение названо так из-за своего внешнего вида. После закрепления деталей вставная деталь как бы вырастает из массива другой. Чаще всего такой тип соединения используется при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Угол, при котором соединяются детали, обязательно должен быть 90°. При других углах соединение получается непрочным и очень быстро приходит в негодность.

Среди множества разновидностей Т-образного соединения два типа встречаются наиболее часто (рис. 24). При первом типе используется потайной шип, который имеет трапециевидную форму и вставляется с одной из сторон балки. При втором типе для крепления используется ступенчатая прямая накладка. Для того чтобы сделать такую накладку, потребуется прежде всего изготовить обычную накладку, выбрав древесину с одной части на ¹?₂ всей ширины, а на другой части — на ¹?₃. Затем на первой части выберите древесину на половине накладки еще наполовину, тем самым толщина незатронутой части бруска будет составлять ¹?₄ от ширины целого бруска. На второй части конструкции, где первоначально древесина выбрана лишь на ¹?₃, сделайте еще небольшое углубление, так чтобы незатронутая древесина составляла ¹?₂ всей толщины бруска.

_{Рис. 24. Т-образное соединение: а — с потайным шипом; б — с прямой ступенчатой накладкой}

Крестообразное соединение. Для устройства крыш и ферм чаще всего используют такой тип крепления, как крестовое. Оно напоминает Т-образное. Но здесь в одинаковой степени ведущей можно назвать и ту и другую планку (рис. 25). Типы такого соединения различаются только по глубине крепежной накладки: от ¹?₆ толщины бруска до ²?₃.

_{Рис. 25. Крестообразное соединение}

Угловое соединение. Такой тип креплений чаще всего используется в креплении оконных, дверных блоков и парниковых рам. Угловое соединение отличается от других тем, что сплачиваемые детали располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. В зависимости от использованных креплений все угловые соединения разделяются на соединения на шип и на ус.

Угловые соединения на шип имеют несколько разновидностей. Сквозное соединение на шип может использовать в своей конструкции от 1 до 3 шипов, причем с увеличением количества шипов возрастает и прочность крепления. Несквозное соединение отличается от сквозного тем, что шиповое крепление происходит в середине деталей и внешне остается незаметным. В этом случае внутри заготовок проделайте небольшие углубления под шипы, которые будут немного глубже, чем сами шипы, чтобы оставалось место и для клея.

Угловые соединения на ус отличаются тем, что стороны деталей, соединяющихся между собой, срезаны под углом 45°. Так же как и соединения на шип, крепления на ус могут быть сквозными, при которых видно сплачивание, и несквозными, когда само крепление зафиксировано внутри деталей. Сквозное соединение на ус может крепиться как одним шипом, так и тремя. Принцип крепления здесь остается тем же, что и при угловом несквозном на шип. При несквозном соединении на ус разглядеть положение шипа невозможно. Здесь в равной степени могут использоваться как круглые шипы, так и плоские — крепление от этого ни в коей мере не ослабеет.

При выборке древесины под шипы обязательно сделайте гнезда немного больше, чем сами шипы, чтобы в дальнейшем заготовки легко соединились между собой.

Угловая врубка. Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, т. к. детали находятся друг относительно друга под определенным углом.

В зависимости от величины угла различают два типа такого соединения, которые направлены непосредственно на действующую силу соединения — сжатие. Первый из них используется только тогда, когда угол между деталями не превышает 45°. Сначала вытесывают древесину со вставной деталью, а затем подгоняют под нее поверхность основания. Второй тип соединения требует угла не меньше 45° между соединяющимися деталями. Врубка здесь делается несколько иначе, чем при первом типе, и состоит из двух плоскостей, расположенных под разным наклоном к первоначальной поверхности основания.

Врубка в лапу. Этот тип соединения используется только при строительстве сруба стен или колодца. Чаще всего такое крепление делают простым, так как оно и без того прочное, но встречаются и некоторые усложнения конструкции в виде дополнительных накладок. Чтобы получилась врубка, необходимо обтесать конец бревна, сформировав куб, а затем разделить его стороны на 8 частей. Затем из куба на торцевой поверхности вырубите трапецию, одно основание которой должно составлять 6 частей, а другое — 4 части. Лапа со стороны вдоль волокон должна тоже иметь форму трапеции, постепенно сужаясь к основанию бруска. Возле бруска толщина трапеции должна составлять примерно 2–3 части, а с торца — не больше 6 частей. При соединении бревен таким типом крепления готовый сруб будет очень прочным (рис. 26). Зачастую сплачивания и наращивания бывает недостаточно, и само соединение через несколько лет приходится ремонтировать.

_{Рис. 26. Сруб. Схема крепления}

Для того чтобы соединение прослужило дольше, его специально закрепляют различными деревянными или металлическими деталями. Среди деревянных деталей можно выделить такие крепления, как нагели, шканты, клинья и шпонки. Все эти виды делаются из твердых пород древесины, которые высушивались в течение долгого времени.

Нагели представляют собой деревянные гвозди из древесины твердолиственных пород. Чаще всего нагели используют при укреплении соединений в оконных рамах и рамах парника, при креплении деталей для рамы под зеркало.

Перед тем как забить нагель в древесину, потребуется в массиве просверлить отверстие подходящего размера, сделав его немного глубже, чем длина деревянного гвоздя. Затем, чтобы не растрескалась древесина после забивки гвоздя, отшкурьте и закруглите нагель со всех сторон. После этого можно установить гвоздь на просвет отверстия, поставить на него дощечку и забить молотком. Дощечка нужна для того, чтобы во время забивания нагель не растрескался и не раскололся.

Шканты чаще всего применяют для закрепления на коньке крыши стропил. В отличие от нагелей, которые бывают преимущественно круглыми, шканты могут быть также цилиндрическими, квадратными и прямоугольными. Для большего удобства в процессе проникновения шканта в отверстие его конец всегда делается заостренным.

Кроме того, чтобы шкант потом не вылетал, его забивают с некоторым напряжением. Для этого диаметр отверстия под него всегда делается меньшего размера, чем сам шкант. Чаще всего шкантовое крепление дополнительно усиливается использованием клея.

Клинья применяются в столярном и плотничном деле гораздо чаще, чем вышеперечисленные крепления. Это незаменимая часть конструкций крепления ручного инструмента, конструкций натяжения, конструкций для укрепления и выравнивания стен, полов и крыш. По форме клинья разделяют на две части: у одной обтесана только одна сторона, у другой части обтесаны две стороны. Чаще всего для изготовления клиньев используется древесина хвойных пород.

Шпонки могут быть как деревянными, так и металлическими. Но все они представляют собой различные вставки в гнезда между двух балок и предназначены для увеличения их прочности. Такое крепление дополнительно снабжают стальными болтами, которые могут как проходить через шпонку, так и не затрагивать ее, сжимая только балки. В зависимости от того, какая часть древесного ствола была использована при изготовлении шпонки, выделяют продольные, поперечные, продольные косые деревянные шпонки и шпонки с натяжкой.

Сопротивление поперек волокон намного меньше, чем вдоль них, поэтому поперечные шпонки не пользуются большой популярностью. Поперечными они называются из-за того, что направление волокон шпонки перпендикулярно к направлению волокон обеих балок. Продольные шпонки обеспечивают более прочное крепление. Направление волокон шпонки здесь полностью совпадает с направлением волокон балок. Продольные косые шпонки требуют определенной точности гнезда. Чаще всего они расположены под углом 45°. Они обеспечивают еще большую прочность балки, не позволяя ей перегибаться сразу в двух направлениях: вдоль и поперек.

Шпонки с натяжкой используются там, где одновременно необходимо укрепить балку и усилить внутреннее натяжение. Для этого в гнездо между балками вбиваются сразу две шпонки, имеющие клиновидную форму. Обе шпонки должны быть забиты до упора.

Металлические шпонки могут быть утапливаемыми и впрессованными, кольцевидными или квадратными. Утапливаемые шпонки используются при боковом креплении нескольких деталей. Для шпонки обязательно выдалбливается гнездо, затем устанавливается сама шпонка, а потом вся конструкция затягивается болтами. Для впрессованных шпонок тоже готовится гнездо, они закрепляются и затем закрываются другой половиной конструкции. Также соединение фиксируется болтами.

Гвозди. В столярном и плотничном деле гвозди представляют собой удобное, простое и часто встречающееся металлическое крепление. В зависимости от того, какую толщину имеют соединяемые планки, используют гвозди определенной толщины и длины. Чем толще и длиннее гвоздь, тем прочнее он будет держаться в массиве древесины. Но это не означает, что все планки нужно прибивать только толстыми и длинными гвоздями. Тонкая и узкая дощечка от такого гвоздя может просто расколоться на две половины.

Шурупы. Используя при креплении детали шурупы, вы получите более качественное и надежное крепление. Чаще всего шурупы используют для крепления дверных и оконных петель, ручек, штапиков, обкладок и т. п. При креплении с помощью шурупа практически не нарушается целостность внутренних слоев древесины, не происходит их смещения, как при креплении гвоздем. Это объясняется прежде всего тем, что шуруп ввинчивается, а не забивается. Так же как и при вбивании гвоздя, нужно правильно выбрать диаметр и длину шурупа. Шуруп должен быть на 3–4 мм больше, чем толщина прикрепляемой планки, чтобы она могла хорошо держаться на основе.

Болты. Основное предназначение болтов — соединять между собой бревна, брусья или толстые доски в несущих конструкциях. В зависимости от толщины балок их диаметр может колебаться от 10 до 30 мм, а по длине такие крепления могут достигать 70–90 см. При выборе размера болта обязательно должна учитываться ширина балки.

Для того чтобы установить болт в бревно, понадобится просверлить сквозное отверстие, чуть меньшее диаметра болта. Затем на выбранный болт надевается шайба, которая предотвратит вдавливание шляпки болта в массив древесины. Также на болт надевается контргайка, которая предотвращает ослабление крепления. Такой собранный болт теперь уже можно вбивать в массив. Выступающий конец болта также снабжается шайбой и контргайкой. На него надевается гайка, которая до предела затягивает всю конструкцию.

Хомуты. Также для крепления двух балок или толстых досок используется такое крепление, как хомут. Многим оно известно из слесарного дела, когда необходимо заделать на время дыру в водопроводной трубе до прихода слесарей. Чаще всего для крепления несущих конструкций используют хомуты из нержавеющей стали, которые представляют собой полоски толщиной 8–16 мм и шириной от 28 до 105 мм. Хомуты могут быть прямо-угольными, квадратными и круглыми и используются в зависимости от формы соединяемых деталей. На место крепления двух или более досок или балок установите одну половину хомута, с другой стороны на этом же уровне установите вторую часть и затяните их болтами.

Уголки представляют собой металлические полоски из нержавеющей стали с несколькими отверстиями для крепления. Такие уголки могут быть прямыми или комбинированными, т. е. посередине имеется еще одна планка, расположенная под углом 45°. Различная толщина и ширина уголков позволяет использовать их и при креплении оконных рам, дверных полотен, ворот и т. п.

Накладки применяются при соединениях в торец или при наращивании. Они представляют собой стальные пластины различной толщины, длины и ширины, в зависимости от наращиваемых деталей.

Строительные скобы используются для крепления всевозможных деревянных конструкций. Внешне они представляют П-образные или S-образные прутья из толстой квадратной или цилиндрической стали, достигающие в длину 45–55 см. Различные типы скоб используются при различных типах соединений. Наиболее часто встречаются прямые скобы, концы которых направлены в одну сторону. Лучшего соединения балок между собой можно достичь, если взять развернутую или S-образную скобу. Концы такой скобы располагаются параллельно друг другу. Если необходимо максимально закрепить деревянное соединение, то лучше всего воспользоваться повернутой скобой, один конец которой загибается под углом 45°.

Глухари. Этот тип крепления напоминает концы скобы. Именно они используются при закреплении оконных блоков и дверных коробок в проемах. Длина глухарей может колебаться от 10 до 12 см.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.