Хотя «нагель» и означает в переводе с немецкого «гвоздь», это несколько иной вид крепежа. В отличие от шурупов, и винтов в соединениях он слабо противостоит внешнему давлению, больше работая на сдвиг и препятствуя изгибам конструкций. Применяется обычно при постройке деревянных сооружений из бревен, бруса или досок.

Что собой представляет

Нагели отличаются от большинства видов крепежа: у них отсутствуют шляпки, нет резьбы . Внешне это прямые деревянные или металлические штыри длиной в 12–15 см и диаметром от 10 до 30 мм. Предназначены они для работы с древесиной, хотя существуют нагели и для бетонных конструкций. Помещенные в просверленные отверстия прутья предотвращают горизонтальные сдвиги фрагментов.

Древесина имеет свойство изменяться в объемах при колебаниях температуры или влажности . Особенно это характерно для свежих материалов. В зависимости от структуры, брус или бревна могут увеличиваться и уменьшаться в размерах. Как только фрагменты дерева начинают расходиться, поверхность их соприкосновения с нагелями увеличивается: штыри под давлением незначительно изгибаются, возрастает сопротивление дальнейшим подвижкам. Когда происходит усыхание дерева, штырь перестает испытывать высокое давление и вновь возвращается в начальное положение.

Для того чтобы крепеж не был разрушен в ходе эксплуатации, требуется грамотно подбирать нагели, совмещая по диаметру с отверстиями в древесине. В результате стены сохраняются ровными, деформирование не происходит. Нагельные соединения более гибкие, в отличие от тех, что обеспечивают гвозди . Крепления препятствуют расшатыванию и смещению построек.

Виды

Так как нагели используются преимущественно для работы с древесиной, изготавливают их чаще из дерева. Применяются и металлические прутья. Допускается один или несколько видов крепежа из различных материалов.

Нагели из дерева

Деревянные нагели или шканты – это хлысты с гладкой цилиндрической поверхностью. Диаметр их сечения от 10 до 35 мм. Длина может быть любой: до 1,5 м и больше. При забивании в бревна применяют обычно отрезки 10–15 см. Реже используют крепеж из тонких обрезных брусков квадратного или прямоугольного сечения. Лучшим сырьем для производства нагелей являются твердые породы : или . Из-за относительной дороговизны этих материалов чаще используется или . Хвойные виды для этих целей не подходят из-за своей податливости. Вытачивают нагели только из сухого материала с влажностью не выше 12%. Применяют для работ как с мягкими, так и с твердыми породами древесины.

Преимущества деревянных нагелей:

равномерное изменение вместе с основным материалом: штыри из дерева набухают и меняют температуру одновременно с бревнами, не провоцируя выделения конденсата;

обеспечивают герметичность готовых конструкций;

не препятствуют естественному вертикальному сдвигу фрагментов, что исключает образование щелей между венцами.

Деревянные шканты подходят для постройки лодок, плотов, надворных сооружений, бань, одноэтажных домов из сруба, уличной мебели и других конструкций из древесины.

Недостатки деревянных штырей:

• невысокая биостойкость;
• подверженность разрушениям;
• неспособность противостоять высокому давлению.

Этот вид крепежа не столько стягивает фрагменты конструкций, сколько служит закладным элементом, обеспечивая устойчивость относительно друг друга. Работа с деревянными нагелями занимает много времени, требует определенных навыков, довольно сложна в исполнении.

Шканты округлой формы создают лучшее сцепление с поверхностью, его рекомендуется использовать при постройке несущих стен . Квадратный крепеж менее прочен, так как упирается в материал только углами. Его применяют при сборке легких деталей или стен, не испытывающих массивных нагрузок.

Нагели из металла

Для обеспечения более жесткого соединения, способного противостоять высоким нагрузкам, требуется материал прочнее, чем деревянные штыри. При постройке стен крупных сооружений для скрепления бревен используют металлические прутья. Производство аналогического шканта из стали почти невозможно по причине дороговизны – нагельный крепеж диаметром в 25–30 мм для возведения дома обошелся бы в несколько сотен тысяч рублей. Железные прутья такого объема служат, как бы мощными мостиками холода при снижении температуры.

Большая, чем у букового или березового шканта, прочность позволяет использовать металлические прутья при работе не только с деревом, но и с бетонными конструкциями.

Нагели из металла имеют больше вариантов по размерам и конфигурациям, в зависимости от назначения:

• полые внутри прутья круглого сечения напоминают по форме деревянные шканты, но имеют меньший диаметр;
• пластинчатые предназначены для крепления сразу нескольких бревен;
• прутья шестиугольного или звездчатого сечения – крепеж специального назначения, используется редко;
• подпружиненные глухари: вид оцинкованных саморезов диаметром 10 мм, длиной от 20 до 28 см, конструкция крепежей предусматривает использование зажатых шайбами пружин, что позволяет элементам выдерживать нагрузку в местах соединений более 150 кг на 1 см²;
• П-образные каленые скобы и шпильки используются для стягивания и фиксации бревен с торцевых сторон;
• нагели для работы по бетону имеют вид шурупов с переменной резьбой, диаметром в 7,5 мм, длиной от 70 до 200 мм. В полотно вкручиваются ударными шуруповертами, предварительного сверления материала при работе с ними не требуется.

Нередко в ходе строительства в качестве нагелей применяют обычные отрезки арматуры или труб диаметром в 10–12 мм.

Металлический крепеж более прочен и долговечен, стабилен, препятствует короблению древесины, не выпадает из просверленных отверстий . Многообразие форм выпускаемых нагелей позволяет подобрать их под любой вид стяжки. Недостаток металлических изделий – слишком жесткое крепление. Из-за этого в течение некоторого времени брусья и бревна могут подвисать, между ними появляются щели. Железные рифленые штыри нередко расщепляют и портят поверхность дерева, разница в теплопроводности приводит к накоплению конденсата.

Изготовление

Промышленный деревянный шкант выпускается из сухого материала высшего или первого сортов, не содержащего свилеватостей или сучков. Структура готового крепежа должна быть полностью однородной. Параметры промышленных штырей регламентируются условно .

Распространенные размеры:

• диаметр 20, 25, 30 мм;
• длина 120, 150 мм.

По ГОСТу в ходе работ диаметр шкантов должен составлять ⅙ от диаметра бревна. Штыри стандартной длины используются для соединения двух бревен, для скрепления нескольких требуются более длинные нагели.

По окончании изготовления нагели обрабатывают антисептиками.

При наличии подходящей древесины шканты можно выточить самостоятельно в домашних условиях на деревообрабатывающем станке. Изготовленный таким образом крепеж может иметь любые параметры. Рекомендуется делать длинный, а позже нарезать по необходимости. Лучше использовать хорошо высушенный негигроскопичный материал .

Нагели квадратного сечения делаются просто: доску распиливают вдоль волокон на длинные бруски по 20–30 мм в диаметре, грани отрезков шлифуют.

Для получения округлых штырей квадратные бруски чуть больше необходимого размера закрепляют в токарном станке и обтачивают резцом. В процессе заданный диаметр несколько раз выверяют штангенциркулем, иначе есть риск чрезмерно истончить материал. Заточенные бруски нарезают и делают фаски на концах штырей.

Особенности монтажа

Необходимо помнить, что нагели должны быть обязательно прочнее соединяемого материала. Например, для скрепления сосновых бревен подойдут штыри из лиственницы, а березовую древесину необходимо скреплять не менее тяжелым материалом: березой или дубом. Бревна и крепеж должны быть одинаковой степени сухости, иначе механизм изменения давления и изгиба будет нарушен, крепеж растрескается.

Выстроить баню или сруб под дом в одиночку проблематично. Для работы с нагелями нужно привлекать нескольких работников.

Основные требования, которые нужно соблюдать при монтаже:

1. Отверстия в центральных частях венцов просверливают строго вертикально – по оси стен. Верхнее бревно обычно прошивают насквозь, подлежащее – по ½ его толщины. В случаях применения длинных нагельных соединений просверливают сразу 3 бревна. Диаметр отверстий должен быть таким, чтобы штыри не входили свободно, но и не застревали, проникали с небольшим сопротивлением.
2. Для первого отверстия от углов постройки отступают приблизительно на 40–50 см, дальнейшие отверстия делают через каждые 1,5–2 метра. На следующем уровне они должны располагаться в шахматном порядке.
3. В глубину отверстия должны превышать длину штырей на 2–3 см. Такая особенность предохранит брусья от подвисания при сезонных разбуханиях, а нагели – от деформации и разрушения.
4. При забивании крепежа желательно использовать не молоток, а деревянную киянку, аккуратно вгоняя ею штыри.

Наибольшая трудность при сборке конструкций из древесины заключается в правильном направлении или размере производимых отверстий. У неопытных строителей они нередко получаются искривленными или не соответствующими диаметру нагелей. Выполнить правильные соединения в таких случаях бывает проблематично.

Нагелями называются вкладыши, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб. По форме нагели бывают цилиндрическими и пластинчатыми. К цилиндрическим нагелям относятся: болты, штыри, гвозди и винты. К пластинчатым нагелям относятся дубовые пластинки (закладываемые в гнездо) и стальные пластинки (закладные и забивные).

Область применения нагелей: болты и штыри - в стыках элементов для сплачивания составных сжатых элементов, в узловых соединениях; гвозди - для сплачивания составных сжатых элементов из досок, реже - в узловых соединениях; пластинчатые нагели - для сплачивания брусьев в составных балках; глухари и шурупы - в соединениях со стальными накладками.

В зависимости от вида деформации нагелей (относительно середины их длины) различают: симметричные соединения (рис. 59) и несимметричные (рис. 60). По числу плоскостей сдвига между соединяемыми элементами соединения делятся на односрезные, двухсрезные и многосрезные. Здесь понятие «срез» не относится к характеру работы и разрушения нагеля, а означает только место пересечения им плоскости сдвига.

Работа нагельного соединения

В правильно запроектированном нагельном соединении происходит смятие древесины гнезда (вязкость соединения) и изгиб нагеля (рис. 61, а), при жестком нагеле может произойти раскалывание древесины между гнездами (хрупкое разрушение) (рис. 61, б). Поэтому применять жесткие нагели не рекомендуется. Нагельные соединения отличаются плотностью. На рис. 62 показана работа различных видов односрезных нагельных соединений и схемы действия на них сдвигающих сил в виде распределенных напряжений смятия σ см, эпюр изгибающих моментов М и поперечных сил Q. Нагельные соединения (безраспорные) - Т 1 е 1 = Т 2 е 2 .

Соединения на цилиндрических нагелях. Стальные цилиндрические нагели изготовляются диаметром 12...24 мм с градацией через 2 мм, дубовые - диаметром 12...30 мм с градацией через 4 мм (вытачиваются из брусков). Нагели вставляются в отверстия равного с ними диаметра.

Нагели и болты могут выполняться также из других материалов. Металлические нагели неприемлемы при работе конструкций в химически агрессивной среде и для этих условий нагели изготовляются полностью деревянными или деревопластмассовыми, например, из ориентированного прессматериала АГ-4С и из ДСП-Б. Из этих материалов прессованием изготовляются болты, нагели, гайки и шайбы.

Винты и шурупы диаметром до 10 мм и глухари диаметром до 20 мм завинчиваются в предварительно рассверленные сверлом меньшего диаметра отверстия.

Гвозди диаметром до 6 мм забиваются в цельную древесину; при большем диаметре гвоздей предварительно просверливаются гнезда сверлом меньшего диаметра (нерекомендуемое соединение).

Расчет соединения . Ввиду плотности нагельного соединения, деформации нагеля и древесины тесно связаны между собой. Поэтому несущая способность нагельного соединения определяется тем видом сопротивления (т. е. изгибом нагеля или смятием древесины стенок гнезда), который раньше достигает предельного состояния и находится для одного среза нагеля по формулам:

По смятию гнезда

по изгибу нагеля
В этих формулах с и а - толщины соединяемых элементов, k - коэффициенты, принимаемые по табл. 11. За расчетную несущую способность на один срез принимается минимальная из полученных величин.

По формулам (65) и (66) рассчитываются соединения, работающие вдоль волокон. В тех случаях, когда передаваемое нагелем усилие направлено под углом а к волокнам элементов, расчетная несущая способность находится по указанным формулам с умножением на коэффициент k α (табл. 12) при расчете по смятию древесины гнезда и на √k α при расчете по изгибу нагеля. Угол принимается равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.

В соединении на нагелях из пластмасс кроме смятия древесины гнезда и изгиба нагеля может произойти срез нагеля. Несущая способность нагеля на один срез при этом виде сопротивления находится по формуле
где R cp - расчетное сопротивление материала нагеля срезу.

За расчетную несущую способность нагеля на один срез в этом случае принимается минимальное значение, получаемое по формулам (65), (66) и (67).

При проектировании соединений элементов, работающих при повышенной влажности или температуре, при проверке соединений на воздействие только постоянной и временной длительной нагрузок или рассчитываемых на воздействие кратковременных нагрузок, несущую способность на один срез следует определять по формулам (65)...(67) с умножением на соответствующие поправочные коэффициенты по табл. 1, 2, 3, 4 при расчете из условия смятия древесины и на корень квадратный из их коэффициентов при расчете из условия изгиба нагеля.

Число нагелей в соединении определяется по формуле

где N - расчетное усилие в соединении;
Т мин - расчетная несущая способность одного среза;
n ср - число срезов нагеля.

Конструирование соединения . Нагели в соединении размещаются с учетом предотвращения разрушения древесины от раскалывания в результате недопустимого ослабления соединяемых элементов. Нормативные расстояния между рядами нагелей s 2 , между нагелями в ряду s 1 зависят от типа нагеля, от толщины соединяемого пакета и от способа расстановки (рис. 63 и табл. 13). Чем толще пакет, тем больше опасность искажения правильной разбивки нагелей на обратной стороне пакета (из-за увода сверла при сверлении). Поэтому в толстых пакетах при b>10d, принимаются увеличенные расстояния между нагелями.

Нагели следует размещать, как правило, по двум, реже - четырем продольным рядам. Размещение нагелей по одному или трем продольным рядам не допускается, чтобы избежать совпадений среднего ряда с сердцевинной плоскостью элемента, где появляется усушечная трещина.

Размещение нагелей в шахматном порядке не рекомендуется. Трудоемкий процесс разметки облегчает применение шаблонов. Рассверливание отверстий электросверлами с направляющей рамой также облегчает работу и повышает качество отверстий. Рассверливание ведется через весь пакет досок, временно соединяемых струбцинами или гвоздями.

Забивают нагели в отверстия равного диаметра легкими ударами молотка. Забивка нагелей в отверстия меньшего диаметра может вызвать раскалывание древесины по рядам отверстий.

В нагельных соединениях должны быть поставлены стяжные болты: в растянутых стыках с деревянными накладками в размере 25...40% от общего числа нагелей; в растянутых стыках со стальными накладками в размере 50% от общего числа нагелей; в узловых соединениях ставят не менее одного стяжного болта в центре узла.

Соединяемые элементы проверяются на прочность с учетом ослабления отверстиями.

Применение нагельных соединений с тонкими прокладками, стальными или пластмассовыми накладками (рис. 59, б, г и рис. 60, г) допустимо, если нагели в отверстия поставлены плотно. Это достигается сквозным просверливанием пакета. Прокладки и накладки проверяются на растяжение по ослабленному сечению, на продольный изгиб, на смятие стенок отверстий по формулам:

здесь N - расчетное усилие в прокладке или одной накладке;
F нт - расчетная площадь ослабленного отверстиями сечения;
F бр - площадь брутто сечения накладки;
φ - коэффициент продольного изгиба при гибкости накладки, определенной на расчетной длине между точками закрепления;
d - диаметр отверстия;
δ н - толщина накладки (прокладки);
n н - число отверстий;
R p , R c , R см - расчетные сопротивления материала накладок (прокладки) растяжению, сжатию, смятию.

Гвоздевые соединения

Нормальной толщиной пробиваемого элемента следует считать с = 10 гв, при которой s 1 ≥15d гв, минимальной толщиной является с = 4d гв, при которой s 1 = 25d гв. Для промежуточных значений с наименьшее расстояние s 1 определяется по интерполяции. Для элементов, не пробиваемых гвоздем насквозь, независимо от их толщины, принимается s 1 ≥15d гв. Расстояние вдоль волокон от гвоздя до торца элемента во всех случаях должно быть не менее 15d гв. При расстановке гвоздей косыми рядами в шахматном порядке расстояние s 2 может быть уменьшено до 3d гв.

Встречная забивка гвоздей с противоположных сторон пакета допускается лишь в том случае, когда их концы заглубляются в средний элемент пакета не более чем на 2/3 его толщины.

Забивка гвоздей в древесину твердых лиственных пород и в лиственницу не допускается из-за опасности появления трещин.

Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах, выполненных из осины, ольхи и тополя, следует увеличивать до 50% по сравнению с указанными выше.

Нагели из круглой стали в соединениях с листовыми шарнирами

Соединения с листовыми шарнирами применяются в основном для крепления массивных растянутых элементов в узлах и стыках (рис. 64).

Стальная полоса к элементу крепится болтами и штырями. Число болтов должно составлять 25...50% от общего числа нагелей. Для обеспечения необходимой плотности соединения сверление отверстий для нагелей производится сверлом для металла через древесину и стальную полосу, заранее вставленную в прорезь деревянного элемента.

В соединениях с листовыми шарнирами применяются двухсрезные симметричные нагели. Несущая способность одного среза нагеля, кН, определяется по формуле

где d - диаметр нагеля, см;
α = h/2d - коэффициент, равный отношению половины толщины соединяемого элемента к диаметру нагеля d.

Несущая способность одного двухсрезного нагеля Т н = 2T 1 .

Для обеспечения равнопрочности нагеля по смятию и изгибу значения коэффициента α рекомендуется принимать в пределах 4...5. Размеры поперечного сечения полосы определяются из условия прочности ее на разрыв по ослабленному нагелями сечению.

Размещают нагели в соединениях с листовым шарниром по общим правилам размещения нагелей из круглой стали, причем расстояния между нагелями вдоль волокон и от крайнего нагеля до торца элемента принимаются s 1 ≥7,5d.

Строительство деревянных домов было и продолжает оставаться популярным. Дело в том, что такие сооружения не только красивы, но и энергоэффективны. А еще дерево является экологически чистым натуральным материалом. Для возведения представленных конструкций чаще всего применяются нагели для бруса. Что это такое и как они используются, вы узнаете далее.

Что представляет собой изделие?

Нагели для бруса - это специальные гвозди, изготовленные из дерева. Нужно отметить, что их необязательно покупать, так как можно сделать самостоятельно. Кроме того, такой крепеж предотвращает горизонтальное смещение брусьев, ведь может захватывать несколько элементов сразу.

Нагели для бруса особенно важно использовать в том случае, если дом строился из сырой древесины, которая до усадки может деформироваться. Естественно, количество таких элементов нужно рассчитать заранее. Тут все зависит от типа бруса и проекта сооружения. В любом случае крепление является надежным.

Преимущества изделия

Нагели для бруса обладают такими достоинствами:

Простота установки, ведь под элемент обязательно должно быть просверлено отверстие.

Брус крепится надежно и плотно.

Усадка здания происходит равномерно (если древесина сухая).

Изготовить крепежные элементы можно самостоятельно из подручных материалов.

Шканты для бруса не поддаются коррозии и ржавлению.

Устойчивость к перепаду температур.

Как видите, представленные элементы значительно лучше обычных гвоздей или других крепежных элементов.

Разновидности нагелей

Шканты для бруса - это те же деревянные гвозди, которые имеют особую форму. Они обладают небольшими ребрами.

Существуют такие виды нагелей:

1. По материалу изготовления:

Металлические. Они более прочные, однако могут ржаветь и поддаваться коррозии. Кроме того, усадка происходит труднее.

Деревянные. Они очень просты в изготовлении и использовании, надежно скрепляют брусья, способствуют «безболезненной» усадке, являются экологически чистым натуральным материалом.

Стеклопластиковые.

2. По форме:

Квадратные. Такие элементы используются реже, так как их форма предусматривает проделывание сложных отверстий.

Круглые. Они самые распространенные. Для изготовления таких деталей требуется только сухая древесина.

Деревянные нагели чаще всего производятся из березы, дуба, бука или других Они имеют разную длину и диаметр. Подбор материала зависит от того, какие бревна используются для строительства, а также от того, какое отверстие было сделано. Естественно, лучше выбирать длинные элементы, однако монтировать их будет сложнее.

Особенности монтажа бруса при помощи нагелей

Крепление бруса нагелями требует соблюдения определенной последовательности работ:

1. Определение места установки. Учтите, что нагели нужно монтировать по всему периметру бруса, на замковых соединениях. Расстояние между нагелями составляет около 50 см.

2. Сверление бруса под можно сделать при помощи перфоратора.

3. Установка нагеля. Делать это следует максимально аккуратно. Если киянка соскользнет с элемента, то вы можете пораниться. Он же, в свою очередь, может быть поврежден. Чем короче штырь, тем легче его забивать, но тогда он менее эффективен.

Учтите, что во время монтажа конструкции ее нужно будет утеплить джутовыми лентами или паклей.

Естественно, во время работы нужно соблюдать определенные правила, которые обеспечат вам правильную установку крепежей и надежную фиксацию строительного материала. Например, можете воспользоваться такими советами:

Учтите, что каждый ряд нужно фиксировать отдельно. В противном случае можно спровоцировать поломку нагелей.

Один элемент способен соединить 2 венца.

Для заколачивания нагеля применяется киянка. Молоток использовать не следует, так как он может разрушить целостность кольев.

Все отверстия в срубе должны быть сделаны строго под углом в 90 градусов.

Штыри устанавливаются в шахматном порядке.

В месте установки оконных и дверных коробок брус нужно закреплять на расстоянии 15-20 см до области выреза.

Нагель может соединить 2 строительных элемента. При этом он должен заходить в третий на глубину до 7 см.

Во время работы учтите, что забивать нагели нужно на некотором расстоянии от угла: 30-50 см.

Длина шканта должна быть немного меньше, чем глубина просверленного отверстия. Это будет способствовать полной и равномерной усадке. А диаметр элемента обязан быть тоже на 3 мм меньше.

Если вам не хватило приобретенных нагелей, вы можете сделать их самостоятельно. Самым простым способом считается производство нагелей из Их нужно просто разрезать в соответствии с установленными параметрами. Естественно, перед началом строительства необходимо собрать весь необходимый материал. Вот и все особенности использования нагелей для сооружения деревянного дома из бруса.

Любые расчёты покажут, что при ремонте, строительстве или реконструкции - на долю крепежей, по сравнению с остальными материалами , приходится ничтожно малые расходы. Однако, при неправильном выборе или при неправильном использовании этих комплектующих, мы рискуем надёжностью и функциональностью всего объекта.

Поэтому существует неписаное правило: «нельзя экономить на крепежах и на расходниках». Но что интересно, иногда самое доступное и недорогое решение может оказаться наиболее удачным. Так получилось с нагелями - специальными деталями для сборки срубов, которые могут быть изготовленными из древесины, полимеров или металла. Какой вариант из этого лучше и почему, попробуем разобраться.

Задачи, которые решаются нагелем

Всегда считалось, что традиционное деревянное зодчество на Руси обходилось «без единого гвоздя». Но даже потомственные мастера высшего пилотажа кое-что используют. Это - нагеля.

Если быть более точным, то нагели, которые также называются «шкантами» - это не совсем крепёж в традиционном понимании. Всё дело в том, что шкант работает иначе, чем например, гвоздь, винт или штифт.

Для его установки в каждом элементе собираемой деревянной стены через 1,5-2 метра сверлятся отверстия, по диаметру сопоставимые с сечением нагелей (чтобы нагель заходил без излишних усилий). Сверление осуществляют строго вертикально и строго по оси стены.

Отверстия эти проходят насквозь через только что установленный брус (или бревно) и почти полностью - через брус/бревно, что располагается ниже. Нужно отметить, что существует технология, когда прошивается не два, а три венца.

Затем шканты забивают в эти отверстия и добойником притапливают на 3-5 сантиметров, чтобы по мере усадки дома, шканты не упирались в вышестоящий брус/бревно.

Установленный на своё место нагель не скрепляет и не стягивает брёвна или брусья между собой. Он служит закладным элементом, который не даёт венцам перемещаться друг относительно друга. К горизонтальному сдвигу и «выворачиванию» брёвна склонны во время усадки сруба, так как при потере влажности древесину начинает коробить. То есть нагель, позволяет сохранить стену ровной, но при этом он не должен препятствовать свободному вертикальному ходу элементов стены, чтобы венцы не подвисали, и впоследствии не образовывалось щелей между венцами.

Ещё раз подчеркнём: одним из самых главных условий правильной работы нагеля является чёткое соответствие диаметра крепежа - диаметру высверленного посадочного места.

Что собой представляет деревянный нагель

Нагели, купить которые можно в многочисленных торговых точках нашей страны, в большинстве случаев деревянные. Это - хлысты длиной от одного до полутора метров, обладающие круглым сечением. В некоторых случаях в качестве шканта строители используют обрезной брусок, но он, упираясь в стенки гнезда только гранями, может со временем сильно расшататься. К тому же общая площадь сечения (а значит, и прочность) у него будет значительно меньше, чем если бы в то же отверстие забивался нагель круглый.

Диаметр стандартных нагелей составляет либо 30, либо 25 мм. Выбор производится в зависимости от размеров используемых стеновых материалов . Определяющим порогом принято считать 150 мм. Если диаметр бревна меньше этого значения, то стоит заказать нагель с сечением 25 мм, а если больше - то лучше подойдут шканты в 30 мм.

Если говорить о применяемых породах древесины, то лучшим вариантом ожидаемо окажется недешёвый дуб или бук, так как их древесина наиболее стойкая к механическим нагрузкам. В свою очередь, ель, сосна и осина находятся на другом полюсе - изделия из них недороги, но будут слишком мягкими для использования в данных целях. Золотой серединой выступает берёза. Выточенные берёзовые нагели даже при наличии сучков, хорошо могут справляться с поставленными задачами.

К достоинствам берёзовых нагелей относится выгодная цена и доступность. Если они обладают той же влажностью, что и материал венцов - они будут работать как единое целое, а если и будут меняться в размерах, то одинаково. Кроме того, в отличие от металлов дерево обладает низкой теплопроводностью, из-за чего данная закладная деталь никогда не станет мостиком холода, не начнёт ржаветь, покрываться конденсатом…

Металлические нагели и крепеж для сборки срубов

Нагель из металла по определению будет прочнее такого же по сечению деревянного, но не всё так однозначно. Это утверждение будет верным, только если используется полный аналог по размеру сечения.
Например, нередко можно увидеть, как строители применяют стальную арматуру 10-12 мм, причём с рифлением, которую с огромным сопротивлением кувалдами забивают в узкие отверстия. В итоге, из-за впившихся в древесину рёбер венцы не могут свободно усаживаться и подвисают на металле - появляются щели, стены дома начинаются продуваться всеми ветрами.

Из-за небольшого сечения стальных шкантов и пластичности обычной чёрной стали, брёвна во время усадки изгибают и расклинивают даже гладкие металлические нагеля. Поэтому мощные гвозди - тоже не лучший вариант, хотя используются они довольно часто.

Этой проблемы не возникло бы, если бы в ход шли гладкие пруты сечением от 20 мм, либо трубы сечением 25-30 мм. Но стоимость таких металлических нагелей получилась бы просто неподъёмной.

Есть технология, когда вместо нагелей (в привычном понимании) похожую функцию выполняют резьбовые шпильки. Метровые шпильки крепят одним концом в фундаменте, затем на них надевают венцы. По мере сборки стен шпильки наращивают при помощи муфт. Используя гайки с шайбами, мастера получают возможность плотно соединять штучный стеновой материал , в том числе выполнять дотягивание крепежей по мере усадки.

В основном подобное решение нашло применение при работе с очень сухим профилированным брусом. В обычных условиях они только усложняют работу.

Шпильки хорошо подходят, когда нужно зафиксировать брёвна, которые стыкуются друг с другом торцами. Для этого в теле венцов выполняется пара пропилов и пара треугольных/круглых расширений под гайки.

Аналогичную стягивающую работу в зоне «перерубов» выполняют калёные П-образные скобы, но они обеспечивают несколько менее надёжное соединение.

Аналогами деревянных нагелей могут выступать самонарезные металлические винты и винты-сухари. Но так как при свинчивании венцов последние не могут уплотняться по мере усадки - то сфера использования таких крепежей ограничивается исключительно клееным профилированным брусом с минимальным процентом влажности, стены из которого практически не усаживаются.

Для строений из оцилиндрованного бревна и цельного бруса разработана специальная модификация самореза-сухаря, а именно - подпружиненный глухарь, диаметром 10 мм и длиной 200, 240 и 280 мм. Изюминкой данного крепежа является использование пружины, зажатой на штоке двумя шайбами. Все его элементы оцинкованы, что позволяет не беспокоиться о коррозии.

Благодаря такому конструктивному решению, после просверливания гнезда и ввинчивания крепежа - на венец сразу оказывается сдавливающая нагрузка (до 150-ти килограмм на сантиметр в каждой точке крепления). Но при этом свободный ход у брёвен и брусьев остаётся, что очень важно для обеспечения правильной равномерной усадки сруба. По сути, в этой детали удалось объединить достоинства винтов/шпилек и обычных нагелей.

Нагели - важный элемент для сруба из бруса и бревна

Для начала, давайте с вами лучше рассмотрим материалы, которые предлагает современный рынок деревянного домостроения для сруба. Существует две важные и особенные категории древесины: обычная и пропитанная хорошими антисептиками. Последняя категория (антисептированная) все больше, шире и больше используется в строительстве срубных строений. Пропитанная специальным антисептиком - химическим составом древесина это стройматериал, который будет тотально сопротивляться грибкам и гниению. Древесина обрабатывается химическими веществами для того, чтобы улучшить механические свойства и устойчивость проникновению влаги в древесину. По физико-механическим свойствам, такая древесная конструкция может сравниться с древесиной хвойных - сильно смоляных пород дерева. К этому классу древесины можно отнести клееный брус и клееное бревно. Пропитываются антисептиками в строительстве, также оцилиндрованное бревно и строганые брусья.

Клееный брус

Клееному брусу в строительстве домов из дерева отводится первостепенное место (международное обозначение — BSH). Клееный брус - это склеенные пакеты из заблаговременно отсортированных и подготовленных ламелей. Изготавливаются они из хвойных пород дерева. Заранее материалы пропитываются антисептическими и противопожарными растворами.

Детали для бруса сращиваются благодаря специальным деревянным нагелям для бруса, с учетом текстуры. Вне зависимости от того, что этот материал (брус) имеет преимущества и недостатки, он входит в тройку наиболее популярных стройматериалов из дерева. Именно благодаря клееному брусу строительство деревянных домов вызволилось от некоторых проблем, свойственных для домов для строительства которых используется древесина:

1. усадка;
2. уменьшились трещины в брусе;
3. благодаря применению круглый березовых нагелей, уменьшилось изменение геометрии бруса.

Клееный брус (внешний вид) бывает двух типов:

1. Обычный брус;
2. Профилированный.

По типу склейки различают горизонтально склеенный брус, вертикально склеенный и салонный клеееный брус.

Оцилиндрованное бревно

Срубы из оцилиндрованного бревна благодаря своему уникальному округлому внешнему виду так же широко распространены в загородном строительстве. Качество сборки конструкций срубов из данных бревен, так же как и в случае с брусом, сильно зависят от правильной крепежной конструкции сруба надежно укрепленного нагелями из твердых сортов древесины. Крепление нагелями бревен должно выполняться в шахматном порядке по всем венцам бревенчатой конструкции деревянного сруба.

Как выглядят нагели для бруса и бревна, изготовленные в соответствии с ТУ? Как рассчитать нужное количество при постройке деревянного дома? Посмотрите видео от известного строительного эксперта:

Таблица технических параметров применяемых нагелей для бруса и бревна срубов по соотношению прочности сборки срубов

Размер нагеля	Ед. измерения	Штук в упаковке	Использование
д.25 мм, L-1.2 м.			брус 15х15 мм; бревно д.16-28 см.
д.30 мм, L-1.2 м			бревно д.28-38 см.
д.40 мм, L-1.2 м			бревно 40-60 см.