Нагели для бруса: виды, преимущества и особенности использования. Нагель по бетону – характеристики и применение в строительстве Специальный нагель

Древесина широко используется в качестве материала для наружных ограждающих конструкций. Особенно популярным в последние годы становится профилированный брус. Из него возводят дома для круглогодичного проживания и постройки иного назначения.

Нагели применяются как один из самых надежных способов соединения элементов при возведении стен. Они обеспечивают достаточную жесткость конструкции, оставляя возможность для нормальной усадки.

Правильный монтаж нагеля позволит надежно соединить отдельные элементы в единую систему с необходимыми свойствами. Существует подробная инструкция по применению такого крепежа, точное выполнение которой даст возможность добиться желаемого результата. Квалифицированные мастера плотники хорошо знают специфику использования этих соединительных элементов.

Основные понятия и назначение нагеля

Древесина – материал природного происхождения с неоднородной внутренней структурой. При высыхании происходит не только пропорциональное изменение объема, но и некоторая деформация. Степень ее определяется взаимным расположением волокон, годовых колец и другими факторами. Вследствие этого происходит усадка материала с образованием зазоров между элементами, растрескивание и иные неприятные явления.

Нагель для бруса представляет собой крепежный элемент круглого или квадратного сечения. Он предназначен для разъемного соединения двух соседних деталей. Нагель может изготавливаться из древесины твердых пород или металла преимущественно стали .

Геометрические размеры применяемого крепежа должны соответствовать брусу. Малое его сечение и длина не обеспечат необходимой жесткости конструкции, а слишком большое может привести к разрушению.

Металлический нагель может быть цельным или пустотелым, а сечение его, как и в случае с деревянными – квадратным или круглым. Зачастую для экономии средств они изготавливаются из наличных или подручных материалов: стальной арматуры, водопроводной трубы и металлопроката. Неправильное применение данного вида крепежа может вызвать повреждения такого достаточно дорогого материала как профилированный брус.

Под нагели высверливаются глухие отверстия соответствующего диаметра в обеих соединяемых деталях. Количество и расположение точек крепления определяется в соответствии с требованиями руководящих документов в частности СНиП 2.01.07-85. В работе используется специальная дрель для сверления бруса под нагели с необходимыми приспособлениями и сверлами необходимого диаметра.

Изготовление и применение нагелей в строительстве домов из бруса

Важно!
Наилучшим материалом для нагелей по утверждению мастеров является береза.

Изготовление нагелей из древесины

Цилиндрическая форма этого соединительного элемента представляет собой классическое тело вращения. Соответственно для его производства наиболее пригоден токарный станок с набором соответствующих резцов. В качестве заготовок используются пиломатериалы, высушенные до определенной влажности. Предпочтение отдается наружным частям ствола, где плотность древесины выше, а значит, она способна выдержать большие нагрузки.

Нагели можно изготовить своими руками при наличии в домашней мастерской нужного оборудования.

Порядок выполнения операций следующий:

1. подбираем заготовку подходящего размера и формы, древесина не должна иметь трещин, глубоких повреждений, сучков и тому подобное;
2. устанавливаем ее в приемное устройство станка и тщательно закрепляем в строгом соответствии с руководством по использованию;
3. запускаем двигатель и при помощи резца придаем заготовке цилиндрическую форму;

1. по мере снятия стружки производим измерение диаметра при помощи штангенциркуля;
2. по достижении потребного показателя обрезаем заготовку на определенную длину и делаем фаску; (см. также статью )
3. снимаем готовое изделие со станка и повторяем все описанные действия для следующей заготовки.

У квалифицированного столяра на изготовление одного нагеля при наличии всего необходимого уйдет всего несколько минут. Неопытный мастер затратит больше времени, но практика показывает, что необходимый навык нарабатывается достаточно быстро. Цена изделий собственного изготовления будет минимальной.

Совет!
Обратите внимание, что при работе на токарном станке нужно использовать очки для защиты глаз от попадания стружки.

Применение нагелей при возведении стен из бруса

Порядок выполнения операций по сборке домов определяется технологией.

Установка нагелей в брусе производится следующим образом:

1. по нижней детали наносятся метки точек крепления, их количество и расстояние между ними рассчитывается согласно нормативной документации;
2. отверстия под нагели должны располагаться строго по осевой линии бруса и быть перпендикулярными к его наружной поверхности;
3. для сверления используется дрель со сверлом, во время работы ее следует удерживать двумя руками, а положение тела должно быть устойчивым;
4. оптимальным будет применения инструмента со специальной насадкой, которая обеспечивает потребное его положение по отношению к брусу, это позволит существенно ускорить работу;
5. суммарная глубина отверстий должна быть несколько большей, нежели длина нагеля, что обеспечит необходимый тепловой зазор. (см. также статью )

Сборка профилированного бруса на нагеля осуществляется следующим образом:

1. в высверленные заранее отверстия нижнего бруса вставляются соединительные элементы и осаживаются при помощи деревянного молотка – киянки;
2. следующую подготовленную деталь поднимают вдвоем с помощником за края и переворачивают отверстиями вниз;
3. совместив отверстия с нагелями, брус надевается на них и осаживается до упора.

Полезный совет!
При выполнении такой операции как сборка бруса на нагеля сложно добиться совмещения отверстий с крепежными элементами.
Упростить действие поможет привлечение еще одного помощника, который направит брус с большой точностью.
Для снижения трения при выполнении сборки опытные мастера используют мыльный раствор.

Надежное крепление бруса нагелями, тем не менее, должно иметь и некоторую степень свободы. При высыхании древесины изменение формы и уменьшение объема неизбежны, как и тепловое расширение при нагревании. Материалу оставляют некоторую степень свободы для компенсации изменения линейных размеров.

Заключение

Нагеля для бруса из твердых пород древесины представляют собой самый оптимальный вариант соединительного элемента для возведения строений. Они обеспечивают необходимую прочность ограждающей конструкции и не допускают коробления отдельных ее элементов.

Видео в этой статье поможет получить точное представление о процессе изготовления и применения этого вида крепежа.

Поговорим о нагелях, которые широко применяются при строительстве деревянных домов из брёвен и бруса. Это особый вид крепления, о правилах выбора и применения которого следует знать, чтобы построить надёжный и прочный дом. Поговорим о разновидностях нагелей и стоимости данного вида крепежа.

Примечательно, что, несмотря на немецкое название («нагель» в переводе на русский означает просто «большой гвоздь»), такой вид крепления широко распространился именно в России. Впрочем, в Европе нагели тоже применяли и применяют, ведь деревянное домостроение популярно и в западных странах.

Несмотря на название, на гвоздь нагель похож мало. Это скорее штырь, без острия и шляпки, гладкий, ровный, очень простой, но при этом надёжный и идеально подходящий для деревянных домов вид крепления отдельных брусьев и брёвен.

Нагели, канты, могут быть не только деревянными, но и металлическими, а также пластиковыми. Последняя разновидность встречается редко, так как является достаточно ненадёжной. Металлические нагели в виде обычного прута, струны или трубы используются чаще всего в виде арматуры, креплений для бетонных конструкций, а вот в деревянном домостроении их применяют с опаской. Для этого есть несколько причин:

• Металл отличается высокой теплопроводностью. Если металлический нагель используется для соединения деревянных деталей, гарантированно появится мостик холода;
• Из-за разницы в теплопроводности древесины и металла в месте такого соединения появится конденсат, а он станет причиной сырости в стене;
• Металлический штырь может повредить древесину;
• Металл слишком крепко, жёстко удерживает дерево, а все мы помним, что деревянные дома дают существенную усадку.

Сейчас такие нагели выделяют в особую позицию — шурупы по бетону, а в строительстве домов из бревна и бруса применяют деревянные нагели, о которых мы и продолжим говорить.

Почему именно деревянные нагели стали такими популярными? Потому что технология была проверена много веков назад на деревянных лодках. Крепление из древесины под воздействием морской воды не ржавело, напротив, расширялось и герметизировало отверстие, протечек не было. После такой проверки на водных просторах деревянные нагели вполне заслуженно получили распространение в строительстве и на земле.

Мы писали о процессе монтажа деревянного нагеля . Напомним, что мелкие крепежи такого рода называются шкантами и применяются в ходе сборки мебели.

Самые распространённые нагели из древесины — круглые, однако используются и квадратные. Считается, что у таких нагелей меньше площадь соприкосновения с площадью отверстия, а это снижает риск жёсткого закрепления бревна. Есть нагели в виде шестиугольника, как промежуточный вариант, а также в форме звезды, но они встречаются крайне редко.

В ходе использования деревянных нагелей очень важно помнить о двух условиях:

1. Нагель должен быть чуть меньшего диаметра, чем предварительно просверленное в бревне или брусе отверстие. Кроме того, крепёж должен быть немного короче отверстия. Только в этом случае деревянный нагель обеспечит спокойную усадку деревянного дома, будет изменять размеры вместе с ним, в противном случае венцы могут зависнуть на креплениях;
2. Древесина для нагеля должна быть крепче, чем сам брус или бревно. Если для строительства дома применяется сосна, то нагель должен быть из более прочного дерева, например, бука или берёзы. Также для производства нагелей используются лиственница, дуб, ясень.

Согласно СНиП, в ходе изготовления нагелей должна применяться древесина первого или высшего сорта, без свилеватости, сучков и других пороков древесины . Уровень влажности сырья не должен превышать 12%. Желательно обработать нагели антисептиками.

Есть ГОСТ 30974-2002, который гласит, что диаметр нагеля должен быть не меньше 1/6 от диаметра бревна. То есть, если у нас бревно диаметром меньше 140 мм, то нагель нужен диаметром 22-25 мм. При этом длина нагелей не регламентируется. Обычно берут крепления длиной 120-150 мм.

Что касается цены, то один нагель диаметром 22 или 25 мм и длиной 1,2 м из берёзы стоит порядка 18-20 рублей. Один метр дубового нагеля диаметром 21-25 мм стоит около 32 рублей. Обычно отпиливают крепление нужного размера уже на месте возведения сруба или дома из бруса.

Специалистов компании «Арт Крепеж» часто спрашивают: «Что такое нагель и зачем он нужен? Нужен ли он вообще и где купить эту деталь?»

В данной статье мы подробно расскажем, для чего нужны нагели и как они используются, рассмотрим их виды, узнаем оптимальную длину и диаметр и поймем, можно ли без них обойтись.

Нагель: что это такое?

Нагели – это детали, обязательно использующиеся при строительстве деревянных срубов и сборке домов из профилированного бруса. Их не видно ни снаружи, ни внутри, но они являются важным элементом, играющим ключевую роль в конструкции здания.

Они представляют собой деревянные шипы, соединяющие в вертикальной плоскости оцилиндрованные бревна или брус, из которого выложены стены зданий. Грубо говоря, это большой деревянный гвоздь, забитый в отверстие внутри стены и скрепляющий смежные венцы.

Иногда в строительстве используют другие виды нагелей, изготовленные из стали или пластика, но характеристики этих материалов не полностью соответствуют требованиям деревянного домостроения.

Принцип работы и функции нагелей

Стеновой материал, используемый в строительстве зданий из древесины (оцилиндрованные бревна или профилированный брус), на протяжении всего срока эксплуатации постоянно меняет свою влажность. Изменение процентного содержания влаги в дереве приводит к деформациям. Брус стремится изогнуться в сторону фасада или внутрь здания, а забитый перпендикулярно его оси деревянный штырь ему мешает.

Нагели, забитые в вертикальные отверстия в стенах, выполняют функции конструктивного элемента, предотвращающего смещение смежных венцов по отношению друг к другу. Они:

работают на изгиб;

не дают брусу смещаться в горизонтальной плоскости;

препятствуют появлению щелей и повреждению межвенцовых уплотнений.

Производство и монтаж

Для производства нагелей используются хорошо высушенные заготовки из твердых пород древесины: березы или дуба. Они выпускаются двух видов:

• круглые (диаметр нагеля составляет 25-30 мм);
• квадратные (изготавливаются с поперечным сечением 25×25 мм).

Перед тем как забить нагель, в брусе или бревнах необходимо просверлить отверстие соответствующего диаметра с помощью винтового сверла по дереву. Отверстия должны быть строго перпендикулярными оси бруса, иначе вставленные в них штыри будут мешать бревнам скользить вверх-вниз при усадке здания.

Шипы устанавливают в шахматном порядке каждые 1,5-2 метра по схеме «два венца через венец». Они забиваются в высверленные отверстия с небольшим усилием легкими ударами молотка-киянки.

Подведем итоги

Невзирая на очень простую конструкцию и минимальную стоимость, нагели играют важную роль в строительстве. Именно они являются залогом ровных стен и отсутствия щелей, которые портят внешний вид дома и приводят к потерям тепла. Эта небольшая деталь играет важную роль в домостроении, поэтому экономить на качестве данного элемента не следует.

Крепёж, противостоящий изгибающим нагрузкам в соединениях, которые работают на сдвиг, именуется нагелем.

1. Типы нагелей и решаемые ими задачи

Дословный перевод слова «нагель» (Nörgeln), с немецкого языка на русский, означает гвоздь. Но это не привычные каждому из нас гвозди, а штыри квадратного, круглого или многогранного сечения, не имеющие шляпки и острия. Обязательное требование гладкая поверхность (резьба не наносится). Подобные изделия имеют еще одно распространённое наименование, шкант.

Эти элементы имеют значительный разброс по длине, которая действующими нормативами не регламентируется. Диаметры, согласно действующему нормативу 30974-2002, должны быть следующими. Для стыковки бруса, толщина которого ≤ 140 мм, (20-25) мм. Более 140 мм, ≥ 30 мм. Материалом для изготовления нагеля может быть дерево (используется чаще всего) или металл.

Основная задача, которую решает использование шкантов, противостояние сдвигу элементов конструкции деревянных сооружений под влиянием изменения влажности и внешних температур, который происходит непропорционально. Его величина зависит от расположения древесных волокон.

1.1. Принцип работы нагеля.

Под действием сдвигающих нагрузок элемент первоначально проворачивается на определённый угол вдоль продольной оси, что обусловлено его обмятием материалом бруса, после чего изгибается.

При этом пропорционально возрастает площадь соприкосновения шканта с древесиной бруса. Это приводит к росту сопротивления его дальнейшему смещению. В процессе происходящего взаимодействия нагель и элементы (соседние брусья), им соединённые, не подвергаются разрушающим деформациям. Изменение объёма бруса в процессе усадки приводит к обратному сдвигу, что снижает давление на шкант, и он принимает исходное положение.

Чтобы не допустить разрушения данного элемента крепления, его выбирают с учётом ожидаемых нагрузок.

1.2. Деревянные нагели

Практика показывает, что в подобных ситуациях нагели из дерева являются более предпочтительным решением по целому ряду причин:

• Дерево, в сравнении с металлом, обладает существенно большей степенью гибкости, поэтому способно лучше противостоять изгибающим нагрузкам;
• Изменение геометрических размеров и объёма деревянного шканта соразмерно аналогичным изменениям, происходящим в брусе, так как эти характеристики у них сопоставимы;
• При повышении влажности нагель из дерева набухает. Это повышает прочность фиксации и герметичность сборки. Подобный эффект используется при строительстве лодок из дерева.

1.3. Нагели из металла

Несмотря на то, что эти изделия превосходят деревянные аналоги по прочности и долговечности, применяются они реже. Главным недостатком, определяющим это, является излишне прочное крепление, не позволяющее брусу сдвигаться в процессе усушки, что может приводить к зависанию бруса и образованию щелей в стенах.

Достоинствами металлических нагелей является:

• Предупреждение коробления наружных слоёв древесины;
• Стабильность размеров, в отличие от деревянных изделий. Последние, при неверно подобранной длине или диаметре, могут, в процессе усадки сруба, выходить из отверстий, в которые они установлены;
• С ними проще устанавливать теплоизоляцию, допустимо использование пружинных стяжек. Это существенно упрощает сборку и сокращает сроки выполнения работ.

К недостаткам относятся:

• Высокая теплопроводность металла, что может стать причиной возникновения мостиков холода;
• Излишняя жёсткость фиксации;
• Появление в местах крепления конденсата.

2. Монтаж нагелей

2.1. Деревянных

• высверливается отверстие под его установку (верхний брус сверлится насквозь, нижний примерно вполовину);
• гнездо под установку должно выполняться строго вертикально и по центру бруса. Это обеспечивает ему свободное перемещение по высоте в процессе усадки;
• для выполнения первого отверстия от углового крепления требуется отступить не менее 300-500 мм. Остальные выполняются в шахматном порядке с шагом 1500-2000 мм;
• глубина отверстия на 20-30 мм должна превышать длину нагеля. Это исключает вероятность провисания бревна в процессе усадки;
• шкант забивается в гнездо киянкой. Плотно, но без натяга.

Наиболее часто используемые нагели выполняются из берёзы. Реже, из дуба или лиственницы.

2.2. Металлических

Работы выполняются аналогично.

3. Сборка профилированного бруса на нагели

• В отверстие, выполненное в нижнем брусе, вставляется шкант, и осаживается киянкой;
• Верхний брус, с просверленными сквозными отверстиями, надевается на установленные нагели, и осаживается киянкой до упора.

Выполнять сборку следует вдвоём. Для минимизации трения можно использовать мыльный раствор.

4. Сборка на гвоздях

Данный вид сборки часто используется при возведении срубов бань и дачных домиков. Главное преимущество их применения, скорость выполнения сборки и её дешевизна (в сравнении с использованием нагелей).

Стандартная длина гвоздей, (200-250) мм. При сборке требуется топить их шляпки в верхний брус на глубину не менее 30 мм. В противном случае, возможно зависание бруса при усадке, либо выдавливание верхнего бруса шляпкой. И в том, и в другом случае в стене образуются щели.

К недостаткам использования гвоздей относится их подверженность коррозии, худшие показатели при работе на изгиб (по сравнению с нагелями из дерева).

– представляют собой штыри, используемые во время строительства деревянного дома для того, чтобы предотвратить смещение строительных элементов друг относительно друга. Конструкция из бруса, какой бы хорошо высушенной она не была, всегда подвержена деформации.

Нагели бывают круглой и прямоугольной формы, они могут быть сделаны как из металла, так и из дерева. Главным требованием к нагелю является гладкость его поверхности. На нагеляхиз дерева не происходит образования конденсата, если имеется разница температур, как на металлических нагелях, кроме того, они не ржавеют. Нагель установленный в стену из бревна, препятствует вращению бревен время усадки дома.

Виды деревянных нагелей.

По сортам древесины используются твердые породы, по сечению могут быть круглыми и квадратными.

Под квадратные нагели сложно проделывать отверстия в бревнах, именно этим объясняется их редкое использование.

Круглые нагели вытачиваются на токарных станках по дереву, для этого используется только сухая древесина высшего или первого сорта, без видимых дефектов и грибковых повреждений. С минимальным количеством сучков, с нормальным строением древесины. Диаметр нагеля подбирается с учетом параметров бревен, но в любом случае он должен быть более 2,5 см.

Металлические нагели одни рекомендуют применять их наряду с деревянными крепежами, другие советуют отказаться то последних. Металлический нагель бывает как цельным, так и пустым внутри, очень часто штыри используются прямо из отходов строительства – кусков арматуры и труб.

Устройство стены с нагелями.

Деревянные нагели не могут удерживать верхние слои древесины от кручения.

В процессе естественной усадки штыри начинают выходить из отверстия и шататься.

Нагель из дерева препятствует нормальной установке утеплителя.

В случае использования деревянных крепежей исчезает возможность применения

пружинных стяжек, которые очень хорошо себя зарекомендовали при сборке

конструкций из бруса.

Следует тщательно изучить технику установки железных конструкций, чтобы не повредить материал. Нужно иметь в виду, что слишком тонкие штыри будут болтаться в отверстиях, а слишком толстые приведут к трещинам и разломам. Нагели для бруса крайне важный компонент строительства, к этому этапу надо подходитьвзвешенно.

Технология сборки стен на нагели из дерева.

Нагели в строительстве домов из бруса. Нагели должны быть такой длины, чтобы можно было захватить 2 венца. Вначале с помощью нагелей скрепляются первые 2 венца, затем на них укладывается следующий ряд брусьев и сверлится отверстие на глубину 2-х венцов для захвата верхнего бруса. Нужно помнить, что отверстия для штырей должны быть просверлены только вертикально, в противном случае деревянный стержень будет создавать препятствия для скольжения бруса при усадке.

Отступ от угла 1-го нагеля равен примерно 50 см, остальные штыри располагаются на расстоянии 1,5-2 метра. В брусья нагели забиваются с небольшим усилием молотком или деревянной киянкой, при этом нужно оставлять примерно один сантиметр пространства между дном отверстия и концом штыря.

Но все таки возникает вопрос: гвозди или нагеля, что лучше?

Положительные качества нагеля заметили, когда строили старинные лодки. Морская вода приводила к коррозии металлические соединения, а нагеля из дерева намокали и расширялись. Протечки не образовывались, соединения становились герметичными. Заметив это, нагель стали применять при строительстве деревянных домов.

Собирать стены из бруса по стоимости дешевле и быстрее из гвоздей. Но они ржавеют, легко сгибаются и не так надежно держат вертикальные брусья, как деревянные нагели.

Соблюдая технологию строительства деревянных домов с использованием нагелей, можно полностью избежать таких проблем, как возникновение щелей между венцами и кручение древесины. Деревянный дом, в строительстве которого были использованы нагели из древесины, будет радовать своих владельцев не одно десятилетие ровными и гладкими стенами.