Нагеля для бруса: пошаговая инструкция изготовления

Дома из натурального дерева сейчас снова обрели популярность. Но древесина – это далеко не однородный материал, поэтому в процессе усадки происходит небольшая деформация, разные части дома принимают окончательный вид неравномерно.

Отсюда вытекает проблема крепления бруса между собой, которое обеспечит надежность, с одной стороны, и равномерную усадку с другой. Решение было найдено очень давно – нагели. Элемент отличается по размеру, форме сечения (круг или квадрат), материалу изготовления.

Виды нагелей

Разновидностей крепежного элемента много, но условно их делят на группы по материалу и форме. Рассмотрим этот вопрос подробней.

Материал изготовления

Активно используются два вида:

1. Деревянный. Большинство специалистов настоятельно рекомендуют использовать именно деревянный шип при возведении конструкций из дерева. Приводятся главные преимущества при выборе такого крепежа:
   Равномерное высыхание.Брус и нагель должны быть приблизительно одной влажности. Это позволит пройти процессу усадки практически без видимых изменений;
2. Не подвержен действию перепадов температур. Дерево практически не меняет линейные размеры при различных температурах, поэтому крепежный элемент будет всегда на своем месте;
3. Отсутствует ржавчина. Металл со временем ржавеет, что приводит к гниению соприкасающихся с ним деревянных поверхностей;
4. Отсутствует конденсат. На стали при резком изменении температуры образовывается влага, которая совсем ни к чему внутри несущей стены.
5. Шкант срастается со стеной. Через определенное время дом станет монолитным, деревянные поверхности спаиваются.
6. Металлический. Этот вариант также относится к бюджетному способу крепления, часто используются отходы (трубы, арматура). Хотя специалисты отдают предпочтение предыдущему способу, у металлического нагеля есть свои преимущества:
   Верхние слои древесины защищены от кручения;
7. Долговечность конструкции.

Форма

Также выделяют несколько основных форм:

1. Округлое сечение. С учетом того, что отверстия под крепление в бревне выполняются сверлом, то круглый нагель обеспечит максимальную площадь соприкосновения, гарантируя надежность и долговечность конструкции;
2. Квадрат. Сделать такой элемент проще, стоит он также дешевле. Но на этом положительные стороны заканчиваются. При входе в отверстие края шипа деформируются, а общая площадь контакта остается минимальной. Строить таким образом дом опасно;
3. Узкий прямоугольник. Наиболее простой в изготовлении вариант. Берется доска определенной толщины, распускается на прямоугольники. Единственное преимущество – очень небольшая толщина. Подходит для узкого бруса, но монтаж крайне затруднен.

Что представляет собой нагель

Само слово нагель в переводе с немецкого – это большой гвоздь. Нагель или большой деревянный гладкий деревянный штырь используется для фиксации конструкции из дерева. Размер нагеля может быть самым разным. Чаще всего при возведении брусовых домов применяются нагели круглой формы, так как их проще всего фиксировать. Также нагели могут быть квадратного сечения, но такая форма применяется гораздо реже. Нагель изготавливают из разных древесных материалов:

• дуб;
• береза;
• сосна.

Последний вариант является менее предпочтительным, так как плотность древесины достаточно невысокая и в процессе эксплуатации нагель может несколько деформироваться.

Изготавливаем нагель своими руками

Этот вид крепежа продается в магазинах, но без особого труда можно сделать его и дома. Деревянный элемент изготавливается следующим образом:

• берутся обрезки досок, из которых нарезаются брусья размером 25 на 25 сантиметров;
• изготавливаются колья, длинной 1,5 толщины строительного бруса, диаметром 2,5 сантиметра;
• топором срезаются углы, для придания округлой формы.

Но необходимо принимать во внимание следующее:

• древесина для крепежа должна быть тверже бруса. Сейчас для этих целей чаще всего используется береза;
• нагель не должен значительно отличаться влажностью от основного элемента конструкции;
• категорически запрещено использовать шкант с сучком.

Проводим расчеты

В зависимости от выбранной технологии крепления, можно с достаточной точностью определить количество нагелей, вычислить их правильные характеристики.

Определяемся с размерами

Существует много научных трудов, которые помогут определиться с диаметром шканта. Но в профессиональной среде плотников-строителей уже сформировались определенные правила:

• для бруса толщиной 20 сантиметров и менее используется нагель диаметром 25 миллиметров;
• более толстый брус крепится шипом размером 3 сантиметра;
• брус толще 0,2 метра можно крепить шкантом 2,5 см, но при условии уменьшения шага до метра.

Длина определяется еще проще – наиболее распространенный и рекомендованный способ – крепление двух бревен нагелем длиной в полтора бруса.

Считаем количество

Даже небольшая баня потребует довольно большого количества шипов, которые необходимо приобрести или сделать, что может занять много времени. Поэтому количество крепежных элементов лучше знать заранее.

Существуют правила крепления:

• первый шкант вставляется на расстоянии от 20 до 70 сантиметров до угла;
• шаг составляет от полутора до 2 метров;
• скрепляются два соседних по высоте бревна обязательно.

Зная эти хитрости, высоту строения, диаметр бруса, можно с легкостью вычислить количество необходимых для строительства нагелей.

Как установить деревянный нагель в срубе, что такое нагель и для чего он нужен?

На рис. 1 изображен деревянный нагель

Еще с древних времен на Руси, мастера, работая с деревом, применяли березовые нагели, клинья, шпонки и шканты для соединения деталей из дерева в своих изделиях. Использование деревянных крепежных элементов при рубке дома объясняется природной несовместимостью дерева и стали между собой. На протяжении многих столетий применение металлических скоб и гвоздей было плохим тоном и непрофессионализмом среди строителей бревенчатых домов.

Своеобразными деревянными гвоздями можно считать наиболее популярный крепеж, который в наши дни массово используется среди профессиональных строителей бревенчатых домов — это нагели.

В переводе с немецкого, слово нагель переводится как «деревянный гвоздь».

Нагель представляет собой деревянный стержень, благодаря которому осуществляется крепёж и фиксация венцов сруба по высоте.

Для изготовления нагеля используют ровную древесину без сучков, влажностью не более 12%, как правило, это такие породы дерева как дуб, берёза, ясень, сосна.

Нагели бывают различные по сечению: круглые, квадратные, а также восьмигранные и даже треугольные. Считается, что круглые стержни надежнее и прочнее за счет большей площади сопряжения рабочих поверхностей. Как правило, толщина нагелей составляет 25-30 мм, всё зависит от диаметра бревна.

Если ссылаться на ГОСТ 30974-2002, то толщина нагеля должна быть 20-25 мм., если диаметр бревна не превышает 140 мм., и толщина нагеля в 30 мм должна быть в случае, если диаметр бревна свыше 140 мм. По длине нагелей никаких гостов нет, но по общепринятому стандарту их длина обычно составляет 120-150 мм.

Крепление нагелями осуществляется следующим образом:

начиная с горба верхнего бревна, строго вертикально высверливаются сквозные отверстия (если высверлить не вертикально, то можно получить подвешивание венца), проходя насквозь 3 венца по диаметру нагеля таким образом, что бы сам нагель плотно входил в высверленное отверстие. Как правило, сверление отверстий делают отступив 300-500 мм. от угла сруба, далее сверления идут в шахматном порядке через 1500-2000 мм. друг от друга.

Нагель должен входить в отверстие с небольшим усилием, если диаметр нагеля больше отверстия,грамотный плотник не будет использовать такой нагель, если нагель имеет люфт — то его можно просто замочить в антисептике. Перед тем как загнать нагель в отверстие, его необходимо антисептировать, в некоторых случаях нагели вгоняют с клеем. Фиксация венцов сруба нагелями исключает смещение и выгибание брёвен при усушке. Так же нагели берут на себя часть напряжения, возникающего при усушке брёвен.

На рис 2. схематично показано, как правильно крепить венцы сруба при помощи нагеля.

Необходимо помнить, что при естественной усушке, сруб даёт усадку, и для того, что бы не произошло подвисание венцов сруба, длину нагеля делают короче длины отверстия на 20-30 сантиметров.

При строительстве бревенчатого дома, не важно, каких размеров он будет, ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами монтажа нагелей, ведь нагель — это дополнительный гарант качества и сохранности Вашего сруба.

Технология крепления

Сверление

Используется мощная дрель, если необходимо делать отверстия непосредственно на строительной площадке либо станок, если брус подготавливается заранее.

Второй способ распространен на западе и позволяет собрать конструкцию практически любого дома за несколько дней. Но требуется внимательность, точный чертеж, профессионализм.

В первом и втором случае незыблемым остается правило – отверстие должно быть строго вертикальным.

Диаметр сверла и толщина шканта должны совпадать, а для верхних ярусов бруса отверстие должно быть даже на миллиметр два больше. Так избавляются от провисания несущей конструкции из-за небольшой вертикальной нагрузки. Отверстие делается на 2 сантиметра длиннее необходимого, чтобы шип мог спокойно ходить во время усадки.

Забивание

Обычно используется кувалда весом несколько килограмм. Нагель вгоняется внутрь ниже кромки бруса до конца отверстия, для этого используются насадки (обычно из латуни).

Правильное расположение

Идеальным считается вариант, когда нагели расположены в шахматном порядке. Но строго вертикальное направление по параллельным линиям также допускается и на прочность влияет не существенно.

Рекомендуется зазор до начала проема не менее тридцати сантиметров. Расстояние крепежа до угла не должно превышать 70 сантиметров. Шаг может варьироваться от метра до 3, в зависимости от материала, из которого сделан брус (твердые сорта требуют меньший шаг).

Как происходит сборка сруба на нагеля

Для того, чтобы постройка была прочной и надежной, недостаточно просто соединить венцы сруба в углах, для лучшего сцепления применяется сборка дома на деревянные нагеля.

Нагель – это специальный гладкий штырь с круглым или квадратным сечением. Он должен быть изготовлен из более прочной древесины, чем обычные или профилированные брусья, предназначенные для стен дома. Поэтому лучшим материалом для нагелей является береза. Иногда встречаются дубовые штыри, но они весьма дороги. Так как древесина лиственных пород лишена естественной защиты, которую дает смола сосновому брусу, их обрабатывают защитной пропиткой, предотвращающей гниение.

Нагель скрепляет стены по вертикали, и от его правильной забивки напрямую зависит прочность стен готового дома. Деревянные «гвозди» устанавливают вдоль всей длины бревна или бруса в предварительно высверленные отверстия, причем их глубина должна превышать длин нагелей сантиметра на три-четыре. Первый штырь располагают на расстоянии не более сорока сантиметров от угла дома, а последующие – через полтора-два метра друг от друга. Длина нагелей должна позволять проходить через два венца, а диаметр колеблется от двух с половиной до пяти сантиметров, в зависимости от толщины скрепляемого бруса. Для того, чтобы повысить устойчивость и жесткость коробки, нагели располагают в шахматном порядке. В целом эта работа требует знания многих нюансов, поэтому лучше поручить ее профессионалам.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой крепежный элемент, нагель обладает рядом положительных сторон, а также пассивом из недостатков.

Преимущества:

1. Шип придает надежное сцепление, предотвращает провисание венца;
2. Обеспечивает долговременную надежность при нагрузках на изгиб, чем не могут похвастаться гвозди и болты;
3. Способствует равномерной усадке дома. Крепежный элемент свободно ходит по вертикальной плоскости, предотвращая горизонтальные деформации;
4. Деревянное изделие не подвергается образованию влаги и коррозии, исключая процесс гниения;
5. Предельная дешевизна. Даже покупка готовых нагелей не слишком ударит по карману, позволяя минимизировать бюджет.

Но есть и недостатки:

1. Сложность монтажа. Абсолютное вертикальное расположение, идеальный подбор диаметра, подразумевает наличие приличных навыков строительства;
2. Серьезные требования качества. Наличие сучков или неоднородность материала могут привести к плачевным последствиям;
3. Чрезмерное приложение силы при забивании часто приводит к трещинам в брусе. После чего его необходимо менять.

Блиц-советы

Существует набор хитростей при монтаже, позволяющих построить дом своей мечты, который прослужит долгие годы:

1. Шахматный порядок. Условие не обязательное, но настоятельно рекомендованное плотниками всех мастей;
2. Во избежание провисания, необходимо пользоваться деревянными нагелями округлой формы. Квадратные изделия в основном продвигаются производителями, так как они проще в изготовлении;
3. При забивании можно и нужно снижать трение. Для этого достаточно использовать мыльный раствор;
4. Рекомендуется использовать крепеж из березы. Это гарантирует надежность конструкции, придает определенный шарм, при этом не увеличивает себестоимость строительства;
5. Сходная влажность между шипом и брусом – принципиальное условие долговечности конструкции. На это нужно обращать пристальное внимание;
6. Не стесняйтесь использовать дополнительные элементы крепления. Наука не стоит на месте, современные приспособления могут значительно облегчить задачу.

Технология возведения домов с использованием нагелей

При установке нагелей потребуется рассверливание отверстий для последующего монтажа элементов. Для этого потребуется использовать специальный инструмент. Стоит учитывать, что диаметр нагелей обычно превышает 25 мм. Если дом возводится из бруса сечением более 150х150 мм, то диаметр нагелей должен быть значительно больше. При заказе возведения брусовых домов в специализированных компаниях мастер самостоятельно просчитает необходимый диаметр нагелей, что обеспечит возведение надежной и прочной конструкции. Если есть сомнения в диаметре используемых нагелей, то этот вопрос можно задать мастеру, и он объяснит особенности выбора.

Есть несколько особенностей при монтаже нагелей, которые обязательно необходимо учитывать, иначе функциональность элементов может быть значительно снижена:

1. Расстояние между нагелями обычно составляет полтора либо два метра. Такой шаг обеспечивает наиболее надежное крепление бруса. Первый нагель обязательно нужно вбить на расстоянии полуметра от угла дома. Хоть углы дома и имеют дополнительную фиксацию, но без нагелей обойтись нельзя.
2. Высверливание отверстий в венцах сруба лучше выполнять при помощи дрели с насадкой по дереву. Использование других инструментов нецелесообразно.
3. Нагелями скрепляется два бруса, поэтому отверстие должно входить на определенное расстояние в оба венца. Если не учитывать этот фактор, то впоследствии фиксация будет совершенно бесполезной и может нарушить геометрическую целостность строения.
4. Диаметр отверстия должен быть на пару миллиметров больше, чем сам нагель. Также необходимо оставить пару сантиметров сверху нагеля для обеспечения корректной усадки здания. Деревянный крепеж должен свободно смещаться согласно своему отверстию, так как от этого зависит качество усадки сруба. При этом гвоздь из древесины не должен зависать на брусе.
5. Отверстие в брусе должна располагаться четко по центру, так как минимальное смещение приведёт к нарушению геометрии деревянной конструкции.
6. Нагели обязательно нужно монтировать строго вертикально. Неперпендикулярная установка к венцам сруба приведет к тому, что будет осложнено скольжение бруса вниз при усадке.
7. Деревянные нагели забивают только при помощи специальной киянки из дерева. Использование металлических молотков может привести к тому, что нагель олучит сколы, растрескается, измениться в форме.
8. Крепление при помощи нагелей венцов сруба осуществляется в шахматном порядке. Такая технология крепления обеспечивает максимальную надежность конструкции.

Деревянные нагели хорошо справляются с задачей прочного удержания бруса в одном положении и предотвращают выгиб стен в любую из сторон. Также благодаря совпадению материала минимизируется вероятность появления зазоров между венцами бруса.