Столяр-плотник. Виды соединений и креплений - Мельников Илья. Страница 2

Шпонки. Составные балки из двух-трех брусьев с деревянными шпонками. Скалывающие усилия между ними воспринимают шпонки. Элементы балки дополнительно стягивают между собой стальными болтами. Дубовые шпонки вставляют в гнезда между элементами составной балки. Гнезда для шпонок выбирают электродолбежником одновременно в двух брусьях, затем шпонки забивают в гнезда ударами деревянного молотка. Выступающие концы шпонок зачищают рубанком. Шпонки в середине пролета составных балок из-за слабой нагрузки не ставят.

Шпонки по отношению к соединяемым элементам различают: продольные, поперечные, косые продольные и шпонки с натяжкой. Поперечные шпонки (по сравнению с продольными) обеспечивают менее прочное соединение, так как древесина поперек волокон обладает меньшим сопротивлением, чем вдоль волокон.

Составные балки на шпонках изготовляют из хорошо высушенной древесины. Если шпонка установлена в гнезде с зазором, то она не будет воспринимать силы сдвига и передаваемая нагрузка будет передана на другие шпонки. Механизированное изготовление шпонок и гнезд гарантирует появление зазоров. Поперечное сечение составных балок не должно быть ослаблено гнездами более чем на 1/3 по высоте элемента. При симметричном расположении по противоположным сторонам гнезд их глубина не должна превышать более 1/6 части толщины элемента, но не менее 2 см. Для соединения брусьев применяют продольные шпонки и болты. Прочное и плотное соединение получают, применяя две клиновидные шпонки с натягом, действующие как клинья. Преимущества таких шпонок в том, что в процессе эксплуатации клиньями возможно восстанавливать натяг. Соединения на шпонках используют для усиления балок перекрытий.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КРЕПЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ

Шурупы, болты, гвозди, стальные хомутики, уголки, накладки и другие используют для крепления деревянных соединений.

Шурупы по сравнению с гвоздями обеспечивают более надежное соединение.

Длина шурупов 10-150 мм, головки – до 13 мм. Петли, ручки, замки окон и дверей, а также штапики, обкладки и т. д. закрепляют шурупами. Шуруп в соединяемую деталь ввинчивают отверткой, а не забивают молотком, чтобы не нарушить целостность древесины вокруг гнезда. Шурупы большего диаметра ввинчивают в предварительно просверленное отверстие, составляющее 0, 7-0, 8 диаметра и глубиной 1/3 длины шурупа. Для утопления головки шурупа заподлицо с поверхностью древесины предусматривают коническое расширение.

В соединениях встроенной мебели головки шурупа втапливают ниже поверхности с последующей шпатлевкой. Шурупы с овальной хромированной головкой скрепляют детали и придают соединению декоративный вид.

Шурупы используют для крепления гардинных штанг, картин, керамических изделий и т. д.

Гвозди изготовляют из проволоки круглого и квадратного сечения. Круглые гвозди меньше перерезают волокна древесины, чем квадратные, однако квадратные гвозди прочнее соединяют детали и больше сопротивляются выдергиванию. Диаметр гвоздя равен 1/20 части его длины. Для соединения детали из крупнослойной влажной древесины используют более толстые гвозди. Гвозди в замерзшую древесину забивают в предварительно просверленное отверстие диаметром, чуть меньшим гвоздя, и глубиной не менее 1/3 длины. Толстые гвозди в детали из твердых древесных пород забивают в заранее просверленные отверстия на глубину не менее 1/2 длины гвоздя. Это предупреждает искривление забиваемых гвоздей и растрескивание древесины.

Гвозди в стыках конструкции размещают по прямым параллельным линиям или под углом 45° относительно продольной оси детали. Расстояние (шаг) между гвоздями в направлении волокон не менее 15d (d – диаметр гвоздя) гарантирует от появления трещин в древесине. Расстояние между продольными рядами забитых гвоздей не менее 4d, при размещении в шахматном порядке – не менее 3d. От конца детали (доски, бруска) до крайнего поперечного ряда гвоздей расстояние не менее 15d, а от края детали до продольного ряда гвоздей – не менее 4d.

Отклонения от шага между гвоздями в узлах деревянной конструкции поперек волокон – не более диаметра гвоздя, вдоль волокон – двух диаметров.

Тонкие детали обычно прибивают к толстым. В противном случае выбирают гвозди по толщине и длине, соответствующие тонкому материалу. Длина гвоздей в 2, 5-3 раза превышает толщину прибиваемого материала. При наклонной (косой) забивке гвоздей прибитый элемент труднее оторвать от основного. Перекрестная косая забивка гвоздей надежнее параллельной косой.

При толщине соединяемых деталей меньше длины гвоздей, их выступающие концы загибают поперек волокон, что повышает на 25 % прочность соединения.

Прочность соединения гвоздями опиленного или обтесанного материала с круглым уменьшается на 30 %. Круглые элементы не соединяются между собой гвоздями из-за недостаточной силы трения. Поэтому при соединении в местах сопряжения круглых деталей выпиливают или обтесывают прямую накладку вполдерева, усиливая соединение установкой болтов.

Строительные скобы используют в соединениях деревянных конструкций.

В стыках несущих конструкций не используют гвозди, бывшие в употреблении, с затупленным концом, деформирующие древесину и снижающие прочность соединения.

В соответствии с разметкой сначала забивают гвозди крайних рядов, затем остальные. Гвозди, забитые вдоль волокон, имеют непрочное соединение.

Гвозди размещают одинаково по обе стороны действующей силы. Нарушение этого требования приведет к деформации стыка конструкции. Для разметки места забивки гвоздей применяют шаблон из фанеры.

Размером гвоздей соответствует минимальный шаг между ними, зависящий от направления действующей силы.

Болты используют для соединения бревен, брусьев, толстых досок. Их изготовляют из стали диаметром 10-28 мм. Болты отстоят от концов соединяемых деталей не менее чем на 15 см. Их забивают молотком в отверстия соединяемых деталей меньше диаметра болта (0, 7-0, 8d). Шайбы толщиной 4-6 мм с наружным диаметром в 3-3, 5 раза больше диаметра болта устанавливают с обеих сторон. В стыках несущих конструкций устанавливают не менее двух болтов диаметром до 12, 7 мм с шайбами толщиной 6 мм. Шайбы предотвращают вдавливание в древесину головки и гайки при затягивании болта и при работе под нагрузкой. Самовольное откручивание гайки предотвращает навинчивание контргайки. Пружинистая шайба (гровер) затягивает стык во время высыхания древесины.

Хомутами из полосовой стали толщиной 10-15 и шириной 30-100 мм укрепляют соединения строительных конструкций. Место соединения обхватывают хомутом, а затем стягивают болтом или прибивают гвоздем. В зависимости от формы соединяемых деталей применяют хомуты круглые или прямоугольные.

Уголками закрепляют угловые соединения конструкций. Их изготовляют под прямым углом, широкими и комбинированными, из стальных полос толщиной 2-10 и шириной 20-80 мм. Уголки закрепляют шурупами или болтами с одной или обеих сторон соединения. Ими крепят углы створок ворот, оконных и парниковых рам и др. В конструкциях ворот уголки объединены с петлями.

Утапливаемые кольцевидные и квадратные стальные шпонки применяют для бокового крепления двух или трех деталей. Диаметр кольцевидной шпонки 5-20 см, высота (включая выступы) – З-5 мм. В местах установки выфрезеровывают соответствующие пазы, куда вставляют шпонку, чтобы половина высоты шпонки входила в каждую деталь. Соединение со шпонкой укрепляют болтами. Соединяемые детали должны быть высушены, а шпонки плотно с натягом вставлены в пазы.

Впрессованные шпонки из стального листа толщиной 1 мм бывают кольцевидные и квадратные. Их высота 25мм с прочными острыми зубьями по обоим краям.

В местах соединения строительных конструкций выполняют отверстия под болты, затем острыми зубьями шпонку закрепляют на одной детали и накрывают второй. Вставив болты, затягивают гайки и сжимают соединение, впрессовывая шпонку в древесину. Зубья шпонок, впрессованные в древесину, обеспечивают жесткое и прочное соединение. Битумная мастика, покрывающая шпонки, защищает их от коррозии во влажной среде. Впрессовываемые шпонки употребляют в стыках крыш и других конструкций, требующих жесткости и прочности соединения.