Как удлинить брус между собой по длине. Технология соединения брусьев между собой. Т-образные виды соединений бруса и бревен

Стропильная система – самый сложный и один из наиболее ответственных элементов дома, от правильности ее строительства во многом зависит комфортность и время эксплуатации строения. Расчет и проектирование стропильной системы должен делаться только опытными строителями или инженерами со специальной подготовкой.

Спроектировать деревянную стропильную систему намного сложнее, чем любые металлические конструкции. Почему? В природе не существует двух досок с абсолютно одинаковыми показателями прочности, на этот параметр влияет очень много факторов.

Металл имеет одинаковые свойства, которые зависят только от марки стали. Расчеты будут точными, ошибка минимальная. С деревом все намного сложнее. Для того чтобы минимизировать риски разрушения системы, нужно давать большой запас по прочности. Большинство решений принимается непосредственно строителями на месте после оценки состояния пиломатериалов и с учетом особенностей конструкции. Очень важен практический опыт.

Почему нужно сращивать стропила

Есть несколько причин, по которым требуется сращивать стропила.

Длина крыши превышает стандартную длину пиломатериалов . Стандартная длина досок не превышает шести метров. Если скат имеет большие размеры, то доски придется удлинять.
Во время строительства остается много хороших досок длиной 3–4 м . Чтобы понизить сметную стоимость здания и уменьшить количество непродуктивных отходов, для изготовления стропил можно использовать эти куски, предварительно срастив их.

Важно. Нужно помнить, что прочность сращенных стропил всегда ниже, чем целых. Нужно стараться, чтобы место сращивания располагалось как можно ближе к вертикальным упорам.

Способы сращивания

Существует несколько способов сращивания, однозначно лучшего или худшего нет. Мастера принимают решения с учетом своих навыков и конкретного места размещения стыка.

Таблица. Способы сращивания стропил.

Метод сращивания	Краткое описание технологии
	Применяется на досках толщиной не менее 35 мм. Довольно сложный метод, требует практического опыта выполнения плотницких работ. По прочности соединение самое слабое из всех существующих. Преимущество – экономия пиломатериалов. Практически на стройках применяется очень редко.
	Длина стропильных ног увеличивается с помощью накладки. Накладка может быть деревянной или металлической. Если длина двух отрезков досок недостаточна по параметрам стропильной системы, то такой способ позволяет их увеличить. Соединение встык имеет самые высокие показатели прочности на изгиб, широко применяется во время строительства различных сооружений.
	Внахлест. Две доски фиксируются с нахлестом. Самый простой метод, по прочности занимает среднее положение. Недостаток – общая длина двух досок должна быть больше проектной длины стропильной ноги.

В этой статье мы рассмотрим два наиболее простых и надежных метода сращивания: встык и внахлест. Косой прируб трогать нет смысла, его почти не используют из-за большого количества недостатков.

Требования строительных норм и правил к сращиванию стропил

Неумелое сращивание стропил по длине может не только резко понизить их устойчивость к изгибающим нагрузкам, но и стать причиной полного разрушения конструкции. Последствия такой ситуации очень печальные. Строительные правила предусматривают определенные закономерности во время выбора размеров крепежа, мест его установки и длины накладок. Данные взяты с учетом многолетнего практического опыта.

Сращенные стропила будут намного прочнее, если для их соединения использовать не гвозди, а металлические шпильки. Инструкция поможет сделать самостоятельный расчет соединения. Достоинство метода – универсальность, с его помощью можно решать проблемы не только с удлинением стропил, но и с наращиванием иных элементов кровли. Специализированные компании выполнили черновые расчеты и собрали данные в таблицу, но в ней указываются только минимально допустимые параметры.

Диаметр и длина шпилек . В любых случаях диаметр шпилек должен быть ≥ 8 мм. Более тонкие не обладают достаточной прочностью, использовать их не рекомендуется. Почему? В металлических соединениях диаметр шпилек рассчитывается на усилия растяжения. Во время стягивания металлические поверхности настолько сильно прижимаются между собой, что удерживаются за счет силы трения. В деревянных конструкциях шпилька работает на изгиб. Отдельные доски нельзя стянуть с большим усилием, шайбы проваливаются в доску. Кроме того, во время изменения показателей относительной влажности доски изменяют толщину, за счет этого уменьшается усилие стягивания. Шпильки, работающие на изгиб, должны иметь большой размер. Конкретный диаметр шпильки нужно определять по формуле d ш = 0,25×S , где S – толщина доски. К примеру, для доски толщиной 40 мм диаметр шпильки должен быть 10 мм. Хотя это все довольно относительно, нужно иметь в виду конкретные нагрузки, а они зависят от многих факторов.
Длина нахлеста досок . Этот параметр всегда должен быть в четыре раза больше ширины досок. Если ширина стропил 30 см, то длина нахлеста не может быть менее 1,2 м. Мы уже упоминали, что конкретное решение принимается мастером с учетом состояния пиломатериалов, угла наклона стропил, расстояния между ними, веса кровельных материалов и климатической зоны расположения здания. Все эти параметры оказывают большое влияние на устойчивость стропильной системы.
Расстояние между отверстиями для шпилек . Крепеж рекомендуется фиксировать на удалении не менее семи диаметров шпилек, от края доски расстояние должно быть не менее трех диаметров. Это минимальные показатели, на практике рекомендуется их увеличивать. Но все зависит от ширины доски. Нельзя за счет увеличения расстояния от края слишком уменьшать расстояние между рядами шпилек.
Количество стягивающих шпилек . Есть довольно сложные формулы, но на практике ими не пользуются. Мастера устанавливают два ряда шпилек с учетом расстояния между ними, отверстия располагаются в шахматном порядке.

Практический совет. Для увеличения прочности сращиваемой стропилины на изгиб отверстия шпилек не должны располагаться на одной линии, нужно смещать их не менее чем на один диаметр.
Сращивание встык досками

Работы намного удобнее делать на земле, подготовьте ровную площадку. На землю подложите бруски – стропилины придется подрезать, нужен просвет для дисковой пилы. Перед сращиванием точно узнайте длину стропилин. Замерять ее нужно на строении, используйте любые тонкие длинные доски, веревку или строительную рулетку. Если появится ошибка в несколько сантиметров – не проблема. Во время соединения стропильных ног на крыше эта ошибка без проблем устраняется.

Шаг 1. Положите одну доску на бруски, ровно под прямым углом отрежьте торец. Отрезать лучше ручной электрической циркульной пилой.

Важно. Соблюдайте правила техники безопасности, это высокооборотный и очень травмоопасный инструмент. Никогда не демонтируйте заводские средства защиты дисковой пилы, не отключайте электрические реле перегрузки.

Доски для стропил довольно тяжелые, во время отрезания придайте им такое положение, чтобы они не зажимали полотно пилы или преждевременно не разламывались во время дорезания. Таким же способом подготовьте и вторую доску. Обращайте внимание, чтобы срез был только под прямым углом. Торцы сращиваемых досок должны плотно прилегать друг к другу по всей поверхности, это нужно для увеличения прочности сращенной стропилины. Дело в том, что даже при ослаблении соединения шпилек торцы во время изгиба будут упираться друг в друга по всей длине среза и держать нагрузку . Шпильки и накладные доски будут удерживать конструкцию лишь от расползания по длине.

Шаг 2. Установите рядом две подготовленные доски для стропилины. Заготовьте доску для накладки. Мы уже упоминали, что ее длина должна быть примерно в четыре раза больше ширины доски. Если скаты крыши имеют небольшой уклон, расстояние между стропилами большое, а крыша будет утепляться минеральной ватой, то нагрузки на изгиб значительно возрастают. Соответственно, длину доски для сращивания надо увеличивать.

Шаг 3. Положите накладку на две рядом лежащие доски для сращивания. Довольно часто толщина и ширина досок даже из одной партии отличаются на несколько миллиметров. Если у вас такой случай, то ровняйте доски с той стороны, к которой будет прибиваться обрешетка.

Практический совет. Наука о сопротивлении материалов говорит, что чем тоньше материал, тем больше его сопротивление на изгиб по тонкой плоскости. Это значит что, к примеру, пять рядом поставленных досок на ребро толщиной 1 см каждая выдерживают значительно большую нагрузку, чем одна доска толщиной 5 см. Вывод – для сращивания совсем необязательно резать толстые дорогостоящие материалы, можно использовать несколько тонких отрезков нужной длины. Таких кусков на любой стройке достаточно.

Шаг 4. В шахматном порядке и на нормируемых расстояниях просверлите отверстия под шпильки. Для того чтобы во время высверливания отверстий отдельные элементы не смещались, нужно их временно между собой закрепить. Используйте в этих целях длинные и тонкие саморезы, сколачивать гвоздями не рекомендуется. Они разрезают или разрывают волокна древесины, прочность доски немного уменьшается. Саморезы не режут волокна, а раздвигают их в стороны, после выкручивания доски почти полностью восстанавливают свои первоначальные характеристики прочности.

Шаг 5. Высверлите отверстия, не располагайте их на одной линии, а то доски могут треснуть во время эксплуатации.

Можно встретить рекомендации после высверливания отверстий разъединять доски и укладывать между ними джут для исключения появления мостиков холода. Это не только напрасный труд, но и вредный. Почему? Во-первых, никакие мостики холода в местах сращивания не возникают, наоборот, они имеют самую большую толщину и, соответственно, самую низкую теплопроводность. Но даже если они появятся, то никаких негативных последствий не будет, это стропильная система крыши, а не комнатное окно или дверь. Во-вторых, джут уменьшает усилие трения между элементами сращивания, а это очень негативно сказывается на их прочности. В-третьих, если на материал попадает конденсат, что весьма вероятно, то удаляться из него влага будет очень долго. К каким последствиям приводит длительный контакт деревянных конструкций с влагой рассказывать нет необходимости.

Шаг 6. Вставьте в подготовленные отверстия шпильки, оденьте с двух сторон шайбы и прочно стяните гайками. Рекомендуется стягивать до тех пор, пока шайбы не вдавятся в дерево. Лишнюю длину шпилек можно отрезать круглошлифовальной машинкой с диском по металлу.

Аналогичным образом сращиваются все остальные стропилины.
Сращивание внахлест

Это соединение делать проще, но при одном условии – позволяет суммарная длина двух досок, она должна быть больше длины стропильной ноги на величину нахлеста.

Если у вас пиломатериалы низкого качества, то перед началом работ рекомендуется их разложить на ровной поверхности и сделать ревизию. Для длинных участков сращенных стропил выбирать ровные, а для отрезков использовать кривые. Хотя для стропильной системы настоятельно рекомендуется покупать только качественные материалы, это не тот архитектурный элемент здания, на котором можно экономить.

Шаг 1. Выберите доски и положите их на возвышенность из брусьев. Если есть желание, то можно выровнять торцы при помощи циркулярной пилы, нет желания – не ровняйте. Состояние торцов никак не влияет на прочность сращивания внахлест.

Шаг 2. Положите доски друг на друга, подгоните длину стыка и общий размер стропилины.

Практический совет. Доски должны лежать друг на друге строго параллельно. В связи с тем, что верхняя приподнимается над нижней на толщину материала, под ней и брусками следует класть подставки из отрезков. Толщина отрезков должна равняться толщине нижней доски.

Шаг 3. Выровняйте доски по одной из граней и саморезами временно скрепите их. Высверлите отверстия, ставьте шпильки, шайбы и затяните гайки.

Сращивание встык фанерой

Один из способов сращивания стропилин, помогает экономить доски и рационально использовать отходы различных пиломатериалов. В данном случае применяются обрезки листовой фанеры толщиной один сантиметр.

Шаг 1. Ровно уложите доски стропилины на площадке, сомкните торцы, обратите внимание на параллельность боковых граней. Доски должны быть предельно одинаковыми по толщине, торцы обрезаны ровно под прямым углом.

Шаг 2. Кисточкой обильно намажьте поверхность клеем ПВА.

Шаг 3. Уложите подготовленный кусок фанеры на место сращивания, прочно прижмите его струбцинами. Во время фиксации следите, чтобы фанера не сдвинулась со своего первоначального места.

Шаг 4. Длинными прочными саморезами в шахматном порядке прикрутите фанеру к доскам. Длина саморезов должна быть на 1–2 короче общей толщины досок и фанеры, их концы не могут выходить с обратной стороны. Под саморезы обязательно подкладывайте шайбы большого диаметра. Перед закручиванием саморезов просверлите в стропилине отверстия. Их диаметр должен быть на 2–3 мм меньше диаметра резьбовой части метиза.

Шаг 5. Переверните доску обратной стороной вверх, подложите под концы подставки, они не должны висеть в воздухе. Аккуратно по очереди снимите все установленные струбцины.

Шаг 6. Намажьте поверхности клеем и положите на них вторую заготовку из фанеры. Опять зажмите ее струбцинами.

Шаг 7. С большим усилием закрутите саморезы.

Важно. Во время закручивания саморезов обращайте внимание, чтобы они не располагались друг против друга. Смещение должно быть не менее трех сантиметров.

Шаг 8. Снимите струбцины. Для усиления узла сращивания стяните его сквозными шпильками. Размещать их следует таким же образом, как и при обыкновенном сращивании встык.

Практический совет. Отверстия под шпильки должны быть на 0,5–1,0 мм меньше диаметра шпильки. Бывают случаи, что точно подобрать диаметр сверла по дереву невозможно. Тогда рекомендуется использовать сверло немного меньшего диаметра, пусть шпилька заходит с достаточно большим усилием.

Во время ее забивания от сильных ударов молотка первые несколько витков резьбы сминаются, что очень усложняет накручивание гайки. Чтобы избежать проблем, перед забиванием шпильки наживите гайки, теперь пусть резьба на торце заминается, она больше не нужна. Перед установкой стропилины на место проверьте, высох ли клей. При хорошей погоде для его полного застывания нужно примерно 24 часа.

Последний штрих — нанесение клея

Важно. Если во время сращивания стропил по длине досками гайки закручивались до тех пор, пока шайба не утапливалась в древесины, то с фанерой так поступать нельзя. Внимательно контролируйте силу прижатия, не допускайте повреждения шпона фанеры.

Как правильно забивать гвозди в стропилину при сращивании

Не всегда есть возможность и необходимость сращивать отдельные элементы стропил с помощью шпилек, иногда это проще сделать обыкновенными гладкими гвоздями. Но нужно уметь их правильно забивать, в противном случае со временем усилие сжатия досок значительно уменьшится. Длина гвоздя должна на 2,5–3 см превышать толщину стропилины в месте соединения.

Как правильно вколачивать гвозди для соединения нагруженных или ответственных деревянных конструкций?

Шаг 1. Под небольшим углом вбейте гвоздь в доски, но не до конца. Нужно, чтобы острие выступило с обратной стороны примерно на один сантиметр.

Шаг 2. С обратной стороны стропилины согните молотком гвоздь под прямым углом.

Шаг 3. Забейте гвоздь еще примерно на один сантиметр. Опять согните конец, угол сгиба уже должен быть намного меньше 90°. Чем больше вы его согнете, тем надежнее будет окончательная фиксация.

Шаг 4. Теперь можно вбивать шляпку гвоздя до самого конца. С обратной стороны сгибайте выступающую часть до тех пор, пока острый конец полностью не войдет в доску. Помните, что место выхода тела гвоздя и место забивания его острия не должны лежать на одной линии.

Такая технология полностью исключает самостоятельное ослабление силы прижатия.

Уже упоминалось, что прочность стропилины на изгиб в месте сращивания всегда меньше, чем у целого элемента. По возможности старайтесь располагать этот узел как можно ближе к коньку, мауэрлату или различным распоркам . Такие предосторожности минимизируют риски механического разрушения стропильной ноги. Если такая возможность по тем или иным причинам отсутствует, то не рекомендуется размещать место упора под сращиванием на расстоянии больше 15% длины ноги от любого конца.

Никогда не используйте для соединения черные саморезы . Этот металл имеет два существенных недостатка. Первый – он быстро окисляется и теряет первоначальную прочность. Второй – технология изготовления таких саморезов предполагает закаливание. Каленые саморезы при превышении допустимой нагрузки не вытягиваются, а лопаются. Во время эксплуатации кровли относительная влажность деревянных конструкций меняется, соответственно, колеблется и толщина досок. А это может существенно увеличивать усилие растягивания самореза, он не выдержит и треснет.

Не переусердствуйте с количеством метизов . Если их слишком много, то отверстия значительно уменьшат прочность соединяемых деталей, в результате вы получите обратный эффект, наращивание не усилится, а ослабнет.

Видео – Сращивание стропил по длине

В этом материале Вы узнаете, как сращивать брус по длине. Ни для кого не секрет, что для изделий, используемых без нагрузки, с нагрузкой на растяжение, сжатие и изгиб используются различные способы сращивания. Мы познакомим Вас более детально с каждым из них, в результате чего Вы узнаете, как сделать прочное и красивое соединение.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

	Технология сращивания бруса без нагрузки (самая простая схема).
	Технология сращивания при нагрузке на сжатие.
	Технология сращивания при нагрузке на растяжение и изгиб.
	Сращивание открытых балок, прогонов, стропил.
	Особенности сращивания мебели, перил.

Сращивание бруса по длине без нагрузки

Как уже было сказано, это самый простой вариант. Ярким примером является венец стены из бруса. Единственное требование к фиксации – оно ни в коем случае не должно продуваться. Уточним: точки сращивания обязательно должны смещаться от венца к венцу, иначе механическая прочность будет недостаточной.

Соединение в полдерева (самое элементарное решение). Каждая из составляющих деталей вырезается на половину толщины, причем длина сращивания ни в коем случае не должна быть меньше от поперечного размера бруса. Плотные соединения обеспечиваются прокладкой утеплителя (обычно, джутовой ленты). Часто соединение делается вертикальным, что исключает вероятность продувания.

Соединение с коренным шипом (несколько сложнее). На одной из деталей вырезается шип, имеющий размер в 1/3 толщины бруса, на второй делается соответствующий паз.

Соединение шпонкой. Еще один эффективный способ сращивания венца. Пазы выбираются на двух брусьях; после укладки венца вбивается деревянная шпонка.

Такой тип нагрузки характерен для разных колон и строек. Здесь перед строителем возникает сразу две задачи:

Исключить увеличение сечения детали.
Избежать взаимного смещения разных элементов конструкции.

Чтобы достигнуть вышеперечисленных целей на торцах бруса делается замок.

Первый вариант замка сильно напоминает соединение в половину дерева. Но скосы на торцах существенно меняют его свойства. В результате, увеличенная нагрузка на сжатие только усиливает конструкцию.

Еще одно решение – косой натяжной замок, заинтересует тех, что исключает вероятность рассоединения деталей во время растягивающей нагрузки. К примеру, это полезно для опоры навеса, имеющего высокую парусность.

Более того, элементы, которые образуют колонну, могут фиксироваться шипованным соединением. В таком случае наращивание бруса всегда начинается с нарезки на нем косых шипов. После чего детали садятся на клей. Высокая прочность склеивания достигается прессованием соединения и большой площадью поверхности шипов.

Стоит отметить, что нагрузки на растяжение для деревянных конструкций – это скорей исключение, чем правило. Специфика эксплуатации заставляет разделить технологии сращивания бруса по длине в зависимости от того, что именно за элемент изготавливается.

Открытые балки

Для деревянного строительства они довольно типичны. Специфика здесь точно такая же, что и в случае колонн: фиксация ни в коем случае не должна увеличивать сечение балки.

Исключить рассоединение брусьев во время нагрузки на растяжение позволяет прямой накладкой замок. Косой накладкой замок перекладывает эту функцию на другие крепежные элементы – болты и шпильки. Они стягивают половины замка в одной точке, по центру. Для дополнительной фиксации применяется клей.

Прогоны, стропила

Здесь картина совершенно отличается: во время эксплуатации стропильная система скрыта от глаз обитателей дома. По этой причине здесь допустимы разные способы сращивания, которые увеличивают сечение бруса.

Обычное соединение внахлест подразумевает, что брус имеет небольшую толщину (что типично для стропил). Длина нахлеста должна быть втрое больше ширины доски или бруса. Для фиксации применяются шпильки или болты.

Сращивание встык также практикуется, но с усилением соединения боковыми накладками, которые могут быть сделаны из толстой фанеры или доски; могут применяться и перфорированные пластины, состоящие из оцинкованной стали.

Сращивание брусков при изготовлении мебели своими руками или ограждений внутри дома существенно отличается от рекомендаций, которые актуальны для балок или стропил. В таком случае на первое место всегда выходит эстетика.

Как выполнить соединение своими руками, которое будет красивым и прочным? Сама методика нами была досконально изучена: на торцах деталей формируются шипы фрезерованием, затем они склеиваются встык.

Внимание! Прессование обязательно, и на него должно отводиться не меньше 5-6 секунд. После этого детали надежно фиксируются в неподвижном положении на весь период высыхания клея.

Но результат во многом зависит от многих нюансов:

Брусок подбирается по текстуре и цвету.
Порода древесины обязательно должна быть одинаковой. Показатель влажности может отличаться в пределах 3%.
Дефекты на сращиваемых элементах размещаются только с тыльной стороны.
Между склеиванием и нарезкой шипов должно пройти не больше суток. Иначе неравномерная сушка скажется на качестве клеевого шва и точности подгонки шипов.
Выдавившиеся во время прессования излишки клея немедленно удаляются. После его высыхания выполнить очистку детали будет гораздо сложнее.

Выводы

Строительство дома из дерева (бруса, бревен, щитов) требует совершенно других приемов и технологий соединения деревянных узлов, элементов и конструкций. В частности, сращивание бруса по длине применяется во всех перечисленных сооружениях, так как, помимо бревен, брус используется в любой сложной деревянной сборке. Дом может быть большим или маленьким, но очень часто при длине стен ≥ 6 м нельзя использовать цельный брус требуемой длины, и возникает необходимость срастить брус в единое целое без потери прочности в месте соединения. Сращивание бруса – процесс, который можно осуществить самостоятельно, так как работа с деревом такого сечения не требует использования сложных деревообрабатывающих станков и другого оборудования – достаточно иметь под рукой обычные столярные инструменты.

Варианты соединения бруса по длине

Строительные стандарты ограничивают максимальную длину бруса шестью метрами, поэтому для получения бруса большей длины нужно делать соединение, и это возможно осуществить следующими способами:

Продольный стык на шпонку и шип;
Соединение на косой замок;
Продольный стык бруса в коренной шип;
Простой стык;
Стык в полдерева.

Как соединить брус на шпонках методом в шип

Такой вариант соединения деревянных деталей из бруса одинакового сечения – наиболее прочный, а простое исполнение позволяет использовать решение в любых деревянных конструкциях. Принцип простой – сращиваемые брусы соединяются на одинаковые по размерам пазы, которые укрепляют перпендикулярно вбитыми шпонками. Мало того, что сами шпонки усиливают конструкцию – переплетение волокон продольных и поперечных само по себе обеспечивает прочное соединение.

Шпонка – это деталь из дерева, которая может иметь разную форму – от цилиндрической до прямоугольной, призматической, ромбовидной, «ласточкин хвост» или с зазубринами. Древесина для шпонок должна быть тверже, чем дерево для изготовления бруса, и чаще всего это – дуб. Для бруса деревообрабатывающая промышленность РФ чаще всего использует осину.

Косой и прямой замок

Срощенный брусок методом прямого или косого замкового соединения считается очень прочной конструкцией, но сложным в выполнении элементом, требует определенного столярного опыта и более сложных инструментов. Распространенные варианты такого стыка показаны на рисунке в начале статьи, еще более сложные методы – ниже:

Вариант №1 – соединение в прямую чашу с ветровым замком;
№2 – стык паз-шип, косой паз-шип;
№3 – стыковка в зуб;
№4 – соединение под названием «проходная ласточка»;
№5 – стык сити угол-косая ласточка;
№6 – соединение «не проходная ласточка»;
№7 – соединение в косую чашу с ветровым замком;
№8 – Фигурные вырезы в торцах бруса.

Для реализации такого стыка в брусах выпиливают косые вырезы под определенным углом и таким образом, чтобы шип полностью повторял фигуру паза и входил в него без зазоров. Это и будет косой замок. Такой сращенный брус усиливают нагелями (шипами разной формы), которые забивают в соединение перпендикулярно оси.

Шипы и пазы для соединений, показанных на фото, выполняются на сложном деревообрабатывающем оборудовании

Стык в коренной шип

Такой вариант стыка называют замочным – это также сложный в исполнении метод, требующий опыта и использования сложных инструментов. Стандартная стыковка соединяемого узла делается под углом в 45 0 , но можно брать и другой угол – это зависит от сложности конструкции, твердости породы и самой необходимости менять угол.

Применяется такой вариант срощенной конструкции на углах строения, и для более прочного соединения часто делают шипы и пазы в форме трапеции, то есть – «ласточкин хвост», и укрепляют нагелями (шипами).

Сращивание в полдерева

Это – самый простой вариант стыковки двух брусов, который можно сделать своими руками, так как требуется только выпилить в каждом брусе паз до середины сечения. Затем брус укладывается друг на друга, и соединяется саморезами, пластинами, хомутами, скобами или на шипы (нагеля). Соединение менее прочное, чем остальные решения, так как в месте стыка каждый элемент становится ровно в два раза тоньше.

Соединение прикладыванием

Этот вариант стыковки бруса, кроме низкой прочности, обладает не очень эстетичным видом, поэтому подходит для внутренних соединений, которые будут дополнительно укрепляться другими конструкциями или усиливаться накладыванием слоя материалов, например, декоративного. Соединяется пиломатериал следующим образом: брусы просто прикладываются друг к другу, а место стыка соединяется скобой или хомутом, иногда – длинным саморезами или простыми гвоздями. Усилить такой стык можно теми же шипами.

Основные способы соединений бруса мы рассмотрели, осталось выяснить, как выбрать нужный вариант для той или иной конструкции.

Выбираем соединение правильно

В индивидуальном строительстве чаще всего применяются варианты стыков и соединений деревянных деталей, не требующие точных расчетов и сложного оборудования, и это совсем не гарантирует высокую прочность сложного узла. Поэтому любые соединения, сделанные своими руками, необходимо усиливать дополнительно. Это могут быть накладные крепежные элементы: пластины, металлические уголки, скобы, хомуты, или врезные детали: саморезы, гвозди, шипы, шпунты, нагели, и т.д.

И еще один недостаток самодельных стыков: их категорически не рекомендуется делать на несущих узлах и конструкциях, чтобы не подвергать риску деформации или разрушения весь объект. Если требуется монтировать брус длиннее, чем 6 метров, лучше заказать его в строительной компании, которая сделает соединение прочным и надежным, на высокопрофессиональном уровне и таком же оборудовании.

Правильно состыкованный брус

Если в строительстве используется профилированный или клееный брус, то для соединений таких деталей рекомендуется применять стыковку в шип или на шпонках. Такое соединение практически не уступает по прочности цельному деревянному элементу, и может работать в любых ключевых точках здания благодаря своей жесткости, прочности и надежности.

Важно: В этой технологии соединения бруса важным скрепляющим элементом является шпонка или нагель. Поэтому ее следует изготовить из твердых пород древесины, или приобрести качественный деревянный метиз.

Следующее соединение, претендующее на высокую прочность и жесткость конструкции – на косой замок. Брус, состоящий из нескольких отрезков, соединенных таким способом, можно устанавливать на несущие стены дома. Чем сложнее сращивание, тем прочнее получится стык, поэтому варианта здесь два – или сделать быстро и просто, но не очень надежно, или выполнить сложную стыковочную операцию, и в результате получить мощную конструкцию.

Но для таких работ нужен опыт – в противном случае лучше заказать детали в строительной компании, или пригласить строителей на свой объект. Но все затраты с лихвой окупятся тем, что вы будете жить в безопасном и прочном доме.

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.

Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.

К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.

Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.

Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.

Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.

В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.

Варианты сращивания стропилин

Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:

Брусья или бревно. Наращиваются косым прирубом, сформированным в зоне соединения. Для усиления и для предотвращения поворота прирубленные под углом края обоих частей стропилины скрепляются болтом.
Сшитые попарно доски. Сращиваются с расположением линий состыковки вразбежку. Соединение двух наложенных друг на дружку частей производится гвоздями.
Одинарная доска. В приоритете сращивание лобовым упором – путем состыковки торцованных частей стропильной ноги с наложением одной или пары деревянных или металлических накладок. Реже из-за недостаточной толщины материала используется косой прируб с креплением металлическими хомутами или традиционным гвоздевым боем.

Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.

Вариант 1: Метод косого прируба

Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.

Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:

Глубина определяется формулой 0,15 × h, где h обозначает высоту бруса. Это величина участка, перпендикулярного продольной оси бруса.
Интервал, в пределах которого расположены наклонные участки врубки, определяется формулой 2 × h.

Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.

Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.

Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.

Вариант 2: Сплачивание досок

В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.

Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.

Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.

Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:

Крепеж ставят через каждые 50 см вдоль обоих краев сращиваемых досок.
Вдоль торцевых соединений гвозди ставят с шагом 15 × d, где d это диаметр гвоздя.
Для сплачивания доски в месте сопряжения подходят гладкие круглые, винтовые и резьбовые гвозди. Однако резьбовые и винтовые варианты в приоритете, потому что у них прочность на выдергивание значительно выше.

Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.

Вариант 3: Лобовой упор

Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.

Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:

Подлежащие состыковки края доски должны быть безупречно отторцованы. Зазоры любого размера по линии соединения необходимо исключить.
Длина накладок определяется формулой l = 3 × h, т.е. они обязаны быть не меньше, чем три ширины доски. Обычно длину вычисляют и подбирают, исходя из числа гвоздей, формула дана для выяснения минимальной длины.
Накладки выполняются из материала, толщина которого не менее 1/3 аналогичного размера основной доски.

Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.

Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.

Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.

При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.

При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.

Удлинение составными стропилинами

Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.

Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.

Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:

Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.

Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.

Видео о способах наращивания стропилин

Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:

Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:

Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:

Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.

В наше время все чаще при строительстве стен домов, дач, бань используется деревянный брус. Это связано с тем, что качество предлагаемого материала больших сечений улучшается, и он становится конкурентоспособным с бревном. При строительстве таких сооружений важно обеспечить надежное соединение бруса.

Строительство из профилированного бруса отличается легкостью сборки, экономией времени и сил.

Технология строительства таких домов мало отличается от изготовления бревенчатого сруба. При этом укладку и обработку производить проще и легче, а во многих районах материал доступней для приобретения. Один из важнейших этапов строительства — это соединение бревен, от чего во многом зависит надежность всей конструкции.

Основные принципы и положения укладки бруса

При стыковке необходимо иметь следующий инструмент:

электродрель;
болгарка;
рубанок;
ножовка;
стамеска;
молоток;
шкурка наждачная;
линейка;
штангенциркуль.

Операция по стыковке при строительстве стены производится в двух случаях: изготовление (связка) углов дома и сплетение (наращивание) бруса по длине. Особо важным процессом является стыковка в углах. Во время ее проведения закладывается надежность сооружения, его габариты и качество всей стены, а также дизайн.
Различают два вида угловых стыковок: с остатком и без остатка. Укладка с остатком основана на том, что торец выступает за место углового соединения на определенную длину. Основным преимуществом такого вида ведения работ является своеобразное деревянное утепление угла дома, что особенно заметно при ветре. Кроме того, такое исполнение создает определенный дизайн, на который есть свои любители.

Сплетение без остатка подразумевает, что их торцы расположены в одной плоскости с поверхностью стены. Основное преимущество — уменьшение габаритов дома и экономия материала при строительстве.

Соединение бруса с остатком и без остатка

Схема угловых соединений бруса «коренной шип - паз».

Самым распространенным способом стыковки с остатком является соединение при помощи прямоугольных пазов, так называемая укладка в обло. Такое сплетение имеет три модификации. Самый простой вариант — одностороннее соединение. В этом варианте на одной боковой грани прорезается прямоугольный паз. Размеры паза на обоих соединяемых брусьях должны быть одинаковыми. Ширина паза равна ширине бревна, а глубина — половине высоты его высоты. При стыковке по системе паз на паз (при перпендикулярном расположении брусьев друг к другу) боковые грани сплетенных брусьев должны быть строго в одной плоскости (стык без выступов). Расстояние от торца балки до начала паза определяет длину остатка (вылета).

Второй вариант — двухстороннее сплетение. В этом случае паз пропиливается на двух противоположных сторонах. Глубина паза должна составлять ¼ высоты бруса. При такой стыковке обеспечивается более плотная укладка материала.

Наконец, четырехстороннее соединение бруса предусматривает изготовление паза на всех гранях. При этом глубина нижнего и верхнего пазов должна быть ¼ высоты бруска, глубина боковых пазов — ¼ ширины, а ширина всех пазов — ½ его ширины. При использовании этого способа достигается максимальная плотность прилегания брусьев.

Наиболее распространенными способами стыковки без остатка являются: соединение бруса встык, сплетение на шпонках и стыковка на коренных шипах. Укладка встык — самое простое, но самое ненадежное. В этом случае торец одного бруска упирается в боковую грань другого (в следующем слое они меняются местами). Стык Закрепляется гвоздями или металлическими скобами. При такой укладке очень сложно контролировать прижатие торца, что зависит от качества его обработки, и обеспечить перпендикулярность элементов в узле. Этот способ лучше применять только при строительстве легких садовых построек (сарай и т.д).

Немного надежней способ «в полдерева», который подразумевает наложение брусьев друг на друга, при этом на их концах делается пропил длиной, равной ширине материала, и высотой, равной половине высоты. Таким образом, концы брусьев утапливаются друг в друге. Место стыковки укрепляется гвоздями.

Соединение на коренных шипах

Схема угловых соединений бруса «ласточкин хвост».

Этот способ основан на формировании шипов и соответствующих им гнезд непосредственно на торцах. На конце одного из соединяемых элементов вырезается шип посередине торца. Длина шипа равна ширине бруска, а ширина составляет 1/3 высоты. Соответственно, на втором бруске изготавливается паз шириной, равной ширине шипа. При стыковке шип плотно загоняется в паз. Для утепления угла дома, как правило, в паз перед группировкой закладывается льноджутовое полотно.

Одной из разновидностей такого соединения является стыковка «ласточкин хвост». В этом случае шип изготавливается трапециевидной формы, расширенной стороной наружу. Паз выполняется аналогичной формы. Такой стык более плотный и надежный.

Соединение на некоренном шипе

Некоренной шип, в отличие от коренного (который формируется по центру), выполняется с краю и располагается вертикально. При стыковке такой шип должен оказаться на внутренней стороне стены. На боковой поверхности второго бруса изготавливается соответствующий поперечный паз. Шип может быть двух видов: шириной, равной 1/3 ширины бруса, или шириной, равной половине ширины. Длина шипа равна половине ширины материала. Стыковка представляет собой соединение встык с шипом.

Соединение со шпонкой

Часто используется способ, представляющий собой сочетание соединений встык и на шипах. В этом случае на торце одного из брусьев делается паз под шпонку. Аналогичный паз изготавливается на боковой стороне второго бруса в поперечном направлении. Балки упирают друг в друга, как при сплетении встык, но в пазы вставляется деревянная шпонка на всю длину пазов. Шпонка в сечении представляет собой квадрат со стороной размером, равным 1/3 ширины основного материала. Шпонка вставляется так, чтобы одна ее половина оказалась в одном брусе, а другая — в другом. Устанавливать шпонку можно как вертикально, так и горизонтально, но чаще всего используется первый вариант как более простой в изготовлении.

Укладка с нагелем

Схема расположения нагелей в брусе.

Для упрочнения соединения в углу дома применяется дополнительное усиление штырями, которые получили название нагель. Они устанавливаются внутри брусьев и не позволяют произойти деформации при высыхании материала, принимают на себя механическую нагрузку. В качестве нагеля может использоваться металлическая труба или арматура. Можно сделать нагель из дерева.

Чаще всего нагельное упрочнение применяется в соединении на коренном шипе. В такой стыковке просверливается отверстие, диаметром на 2-3 мм больше диаметра нагеля, в вертикальном направлении. В отверстие вставляется штырь. Диаметр нагеля выбирается в пределах 25-50 мм. Длина определяется из условия, что нагель должен соединять два ряда.

Продольная стыковка

Схема соединения бруса вполдерева.

При строительстве часто возникает потребность нарастить длину, для чего используются различные способы продольного соединения. В основном используют способ стыковки в «полдерева» и совмещение бруса с продольным коренным шипом, а также соединение косым замком. Первые два способа не отличаются от аналогичных способов при изготовлении углов. Единственная разница — сами балки располагаются последовательно.

Простым и достаточно надежным способом соединения является продольное соединение в «полдерева» с использованием нагеля.

В этом случае проведение процесса очень удобно. Стык двух брусьев располагают горизонтально и дрелью просверливают 2-3 отверстия. В отверстие вставляются деревянные круглые штифты, диаметром 15-20 мм. Место стыковки можно обработать клеем. Применить деревянный нагель с последующей проклейкой можно и при использовании соединения с коренным шипом.

Соединение косым замком достаточно сложно в исполнении. На конце делается скос, причем на поверхности скоса одного бруса формируется шип, а на скосе второго — паз.

Создание теплого угла

При сочленении брусьев стены жилого дома следует позаботиться об утеплении участков стыка. В местах соединения за счет неплотных стыков, неточностей в пазах может снизиться тепловая защита. Для предотвращения этого рекомендуется использовать так называемый теплый угол. Для этого между стыками в балках помещается теплоизолятор типа пакли или льняного волокна. Это необходимо осуществить во время укладки углового узла.

Известно множество способов, как стыковать брус при его наращивании, изготавливать углы стен из бруса. Правильная укладка при таких сочленениях — важный фактор, определяющий качество работ. Какой способ применить, надо решать с учетом реальных условий и вида постройки.