Делай сам
сила V правде

Виды и применение плотницких шиповых соединений бруса.

Шиповые соединения в плотницком и столярном деле придумывались с целью создания прочной связки двух деталей без применения дополнительных металлических фиксаторов. Несмотря на большое количество существующих соединений, при строительстве брусового дома применяются всего четыре-пять простых в изготовлении шиповых соединений с надежным креплением и эстетичным видом.

При сборке сруба брусового дома желательно использовать такие шиповые соединения, которые исключают применение металлических фиксаторов (гвозди, скобы, саморезы, металлические пластины и уголки) в местах с высокой влажностью и недостаточной естественной вентиляцией.

Шиповые соединения должны собираться в "замок", который не может разобраться самопроизвольно. "Замок" может образовываться формой шипа и гнезда соединяемых брусьев, шипа и гнезда с дополнительной фиксацией деревянными нагелями или металлическими скобами.

Последние желательно применять только для жесткого крепления стяжек на перекрытии дома в сухом и хорошо проветриваемом пространстве.

Шиповое соединение в полдерева является самым простым в изготовлении шиповым соединением брусьев между собой, которое может применяться при сращивании брусьев в одном венце, выполнения тавровой (срединной, Т-образной) вязки брусьев и в угловых соединениях оклада (рисунок 1).

Характерной особенностью такого шипового соединения является то, что никакого шипа и гнезда в обычном понимании не имеется - обе части узла совершенно одинаковы и имеют шип и гнездо на каждой детали.

Прочность шипового соединения в полдерева на развал обеспечивается фиксацией двух брусьев с помощью деревянных нагелей в стопе или металлических арматурных штырей, при укладке оклада на фундамент. Примененять шиповое соединение в полдерева в венцах внешней обвязки не рекомендуется из-за его "внешнего вида" и продуваемости узла.

"Замок" такого шипового соединения образуется только нагелями, которые забиваются в брус с верхним шипом в нижележащий брус. Такой вариант может встретиться при тавровой вязке или удлинении бруса в венце сруба. В окладе сруба шиповое соединение образует "замок" только после укладки второго ряда брусьев обвязки (рисунок 2).

Примечания.
Столярные шиповые соединения в изделиях без клеевой сборки всегда имеют точную подгонку деталей. При совпадении названий с плотницкими шиповыми соединениями, обязательные зазоры к ним не применяются.

Все шиповые соединения с различной формой шипа могут собираться в узел сквозной врезкой или врезкой в полдерева. В таком случае шиповой узел будет называться в полдерева по способу врезки. Шиповое соединение, отображенное на рисунке 1, называется шиповым соединением в полдерева по форме шипа и по способу врезки.

Сквозная врезка шипа - это врезка в гнездо, выполненное на всю высоту бруса.
Открытое шиповое соединение - это врезка шипа на всю ширину бруса.
Скрытое шиповое соединение - это врезка шипа на часть ширины бруса.

При сращивании брусьев, на которые возможно воздействие нагрузки на растяжение, вместо шипового соединения в полдерева желательно применить накладной замок. Такое соединение также должно находиться между брусьями либо иметь усиление крепления, в том числе и с применением хомутов (рисунок 3).

Шиповое соединение в полдерева обязательно при укладке нижнего и верхнего венца любого сруба, так как обеспечивает прочность сцепки ряда и всего сруба в целом. Угловое шиповое соединение в полдерева не препятствует короблению доски или бруса, поэтому оно применяется только в междурядье сруба.

Тавровое шиповое соединение бруса внутренней стены к брусу внешней обвязки сруба желательно сделать скрытым во всех венцах сруба брусового дома, кроме оклада.

При удлинении брусьев в венцах сруба вместо соединения в полдерева лучше всего применить клиновое шиповое соединение или соединение в прямой шип (рисунок 4).

Клиновое шиповое соединение (в прямой шип) предназначено для сращивания брусьев при их удлинении в кладке сруба. Клиновое соединение не продуваемое, придает эстетичный внешний вид стене сруба и образует замковое соединение при вставке нагелей. Для полного исключения продуваемости в шиповое соединение клина и гнезда рекомендуется прокладка утеплителя (фото 1).

Фиксация шипового соединения нагелями обязательна для предотвращения сдвига концов брусьев в процессе естественного изменения влажности или температуры. Установка нагелей должна производиться на расстоянии 30-50 сантиметров от линии наружного стыка.

Открытое шиповое соединение сковороднем в полдерева имеет надежное соединение брусьев даже без дополнительной фиксации нагелями (рисунок 5). Обязательное условие для сковородня в полдерева - наличие опоры в виде стойки или нижележащего бруса.

Шиповое соединение сковороднем препятствует естественному короблению бруса в процессе изменения влажности древесины и применяется при выполнении Т-образной связки двух брусьев в срубе брусового дома, требующих повышенной прочности сцепления деталей - соединение брусьев стяжек на перекрытии дома, соединение капиталки и/или бруса внутренних несущих стен с брусьями стен внешней обвязки сруба.

Такая связка брусьев препятствует разваливанию стен дома, увеличивая общую прочность коробки. При отсутствии над брусом стяжки следующего ряда требуется фиксация врубов другими крепежными элементами - доской, металлическими пластинами или скобами (рисунок 6).

Примечания.
Иногда шиповое соединение сковороднем путают с соединением "ласточкин хвост", который активно используется в столярных работах. Шиповое соединение "ласточкин хвост" предназначено для соединений деревянных поделок и элементов мебели, требующих особо прочного соединения углов без деформации. Например, шкатулки, выдвижные ящики шкафов, комоды из дерева.

Название шипового соединения сковороднем произошло от внешней схожести шипа с металлическим наконечником сковородника (чапельника), который служил для захвата горячей сковороды. Сегодня шиповое соединение сковороднем в плотницком деле часто называют "ласточкин хвост" из-за красоты звучания. Полусковородень тоже называют "ласточкин хвост", видимо потому, что полухвост звучит не совсем здраво.

Скрытое сквозное шиповое соединение сковороднем применяется для соединения половых лаг, брусьев внутренних стен и потолочных балок с брусьями внешней обвязки сруба, что обеспечивает жесткую связку противоположных стен каждого помещения и коробки дома в целом (рисунок 7).

Шиповое соединение полусковороднем - это недорубленый сковородень (рисунок 8). В сравнении со сковороднем, изготовление полусковородня проще, брус прослабляется меньше, а сопротивление винтовому короблению бруса выше.

Шиповое соединение полусковородень широко применяется при соединении брусьев внутренних стен, половых лаг и потолочных балок с брусьями внешней обвязки, а также для сращивания брусьев стяжки потолочного перекрытия сруба (рисунок 9) брусового дома. При этом, шиповое соединение всегда делается сквозным (на всю высоту сечения бруса) и скрытым (невидимым в наружной стороны).

В лагах пола и потолочных балках углубление скоса шипа полусковородня не должно превышать 1/3 ширины бруса, чтобы не прослабить элементы перекрытия помещений. В брусьях внутренних стен запил шипа может составлять половину ширины бруса или капиталки.

При сборке внутренних несущих стен полусковородень желательно устанавливать с последовательной сменой направления косого среза. Например, левый скос - в первом и последующих нечетных рядах, а правый скос - во втором ряду и последующих четных.

Связано это с тем, что брус, как правило, выпиливается с ядром ствола в середине (или близко к ней) и пропорциональным расположением структуры годовых колец. Запиливая половину или одну треть толщины бруса для изготовления шипа полусковородня мы автоматически перераспределяем усилия, которые будут восприниматься брусом и передаваться шипу и наоборот.

Смена направления среза в шиповом соединении полусковородня стабилизирует общую нагрузку и брусья внутренних несущих стен останутся менее изведенными. Особенно это актуально для брусьев из лиственницы, так как внутреннее строение и плотность древесины предполагают большие усилия на изгиб (коробление) бруса.

При удлинении стяжек перекрытия дома применяется шиповое соединение полусковородень в полдерева. Узлы сращивания брусьев при удлинении стяжек перекрытия стопы желательно фиксировать сверху для предотвращения выскакивания шипа при короблении бруса. Стяжки с повышенными нагрузками нужно делать с остатком и дополнительным креплением деревянным нагелем или металлическим болтом (рисунок 9, справа).

Крестообразное соединение (врубы) брусьев, брусков или досок применяется для соединения брусьев пересекающихся стен под любым углом внутри сруба брусового дома. Основным врубом крестообразного соединения брусьев практикуется использование шипового соединения в полдерева, но может быть любым по глубине и различным в сопряженных деталях (рисунок 10) в зависимости от требований узла.

Шиповое соединение в коренной шип является наиболее популярным шиповым соединением брусьев на углах сруба брусового дома из-за простоты изготовления.  Основное назначение коренного шипа - обеспечить непродуваемость угла. Шиповое соединение в коренной шип почти всегда делается сквозным на всю высоту сечения бруса (рисунок 11).

Соединение в замок обеспечивается установкой нагелей, а прочность угла сруба - чередованием направления шипового соединения. На рисунке 11 справа шиповые соединения показаны в порядке очередности рядов обвязки. Например, шип слева - все четные ряды, начиная со второго, а шип справа - все нечетные ряды, начиная с третьего ряда обвязки.

Точки установки нагелей должны располагаться в непосредственной близости от шипового соединения: в брусе - на расстоянии 250-300(мм) от внутреннего угла,  реже - на углу в точке, расположенной за внутренним срезом гнезда.

Шиповое соединение в коренной шип иногда применяют в кладке внутренних стен, чередуя через ряд с шиповым соединением полусковородень или сковородень. В угловых соединениях прямую форму коренного шипа иногда заменяют на скошенный полусковородень и называют его "ласточкин хвост". Делается это якобы для усиления прочности связки угла.

Пусть называют, как угодно, на результаты строительства дома это не повлияет. А вот форму и размеры шипа менять не следует, так как прочность угла создается чередованием направления шипа и непосредственно на шип и узел в целом никакого усилия не оказывается. Изменение формы шипа и его размеров может стать причиной скола законцовки бруса (фото 2), что нарушит эстетический вид угла стены и сделает шиповое соединение продуваемым.

Примечания.
Любые шиповые соединения должны быть подогнаны с таким расчетом, чтобы они свободно стыковались, а шипы свободно входили в гнезда, не создавая напряжения при изменении влажности и температуры наружного воздуха. Нежелательно принудительное соединение деталей с помощью ударных инструментов (молоток, киянка, кувалда или топор).

При вбивании нагелей следует придерживать следующих условий: нагели не следует забивать с усилием во избежание создания напряжения в волокнах бруса и возможного раскола бруса, но и нежелательно свободно втыкать или вытаскивать рукой.

На рисунке 12 показаны различные виды шиповых соединений брусьев, которые могут быть применены при сборке сруба брусового дома в различных рядах обвязки, а также при установке половых лаг и потолочного деревянного перекрытия любого здания. Открыть рисунок 12 с лучшим разрешением можно по этой ссылке.

Шиповые соединения углов нижнего (оклад) и верхнего (мауэрлат) рядов обвязки сруба дома выполняются в полдерева. На нижней половине рисунка отображены шиповые соединения, применяемые для связки брусьев в окладе и мауэрлате, а на верхней - для всех остальных рядов обвязки сруба брусового дома.

ткрытое шиповое соединение брусьев в полдерева в окладе предусматривает обязательное фиксирование соединения штырем арматуры (металлическим нагелем) фундамента или деревянным нагелем. Такое соединение обеспечивает фиксацию взаимного расположения пересекающихся брусьев обвязки друг с другом и с лентой фундамента, допускающую некоторое смещение узла при изменениях влажности и температуры воздуха без разрушения составных элементов.

Шиповое соединение в полдерева не желательно применять в других рядах обвязки сруба брусового дома из-за его "неприглядного" вида и продуваемости узла. В окладе сруба такое соединение практически незаметно, а в мауэрлате ряд прикрыт свесом крыши и карнизом. У шипового соединения в полдерева есть один серьезный недостаток - он предусматривает обязательное наличие опоры под брусом с нижним вырезом дерева.

Шиповое соединение скрытым сковороднем - связка брусьев с длиной шипа не более 2/3 ширины бруса. Прочное шиповое соединение, выдерживающее большие нагрузки на растяжение. При наличии двух и более рядов обвязки, уложенных сверху, соединение не требует дополнительной фиксации нагелями. В остальных случаях фиксация соединения необходима.

В виду относительной сложности исполнения применяется через ряд в сочетании с прямой врезкой в брусья внешней обвязки. Используется для прочного соединения внутренних несущих стен и перегородок между собой или с обвязкой наружных стен сруба и препятствуют разваливанию сруба.

Шиповое соединение скрытым (потайным) полусковороднем - применяется вместо сковородня для Т-образной связки брусьев, Соединение проще в изготовлении, чем соединение сковороднем, а прочность бруса выше. При наличии двух и более рядов обвязки, уложенных сверху, соединение не требует дополнительной фиксации нагелями.

Шиповое соединение полусковороднем применяется при удлинении стяжек перекрытия в мауэрлате по линии среднего лежня (одного из внутренних лежней) для связки противоположных стен сруба (встречный полусковородень).

Встречный полусковородень по линии мауэрлата и оклада сруба всегда выполняется в полдерева. Торец бруса с шипом может обрезаться по грани поперечного бруса или иметь продолжение (остаток).

Шиповое соединение "встречный полусковородень с остатком" выдерживает серьезные нагрузки на растяжение. Установка шипа с остатком позволяет сделать узел более прочным за счет дополнительного соединения продольных брусьев между собой скобами и применяется в местах планируемой повышенной нагрузки.

Если установка шипового соединения бруса с остатком не будет создавать помех, то лучше всего такой способ практиковать чаще. Фиксацию соединения скобой в точке пересечения брусьев следует делать обязательно (рисунок 9), а дополнительное соединение с помощью сквозных болтов - при необходимости усиления стяжки.

Применение металлических креплений в нижнем ряду сруба дома, в сырых и контрастных по температуре местах должно сопровождаться обязательной их антикоррозионной обработкой.

Точки соединения брусьев при их удлинении по линии оклада сруба должны быть расположены на ленте фундамента или над опорами столбчатого фундамента. Лаги следует делать только из цельного бруса и монтировать их во втором или третьем ряду обвязки только сквозными шипами (на всю высоту сечения бруса).

При укладке лаг пола шиповым соединением в полдерева на уровне оклада сруба в хозяйственных постройках необходимо предусмотреть дополнительные точки опоры под основным стволом бруса за пределами узла крепления (рисунок 13). 

Нежелательно устанавливать лаги с шипами в полдерева, если отсутствует дополнительная опора не далее одного метра от внутренней линии фундамента.

Лаги пола испытывают переменные нагрузки длительное время и если их опорой служит край фундамента, то фундамент может выкрошиться, а лага - сломаться. это происходит от того, что соединение в полдерева не рассчитано выдерживать нагрузки на изгиб или излом.

Всем успехов в строительстве.

 

Обратная связь:   curbala@yandex.ru