Описание и размеры нагелей из разных материалов

Слово «нагель» в переводе с немецкого означает “гвоздь”. Но в данном случае он не совсем типичный. Изделия представляют собой штыри без шляпки и острия. Поверхность является гладкой, а резьба в таких соединениях нежелательна. Длина обычно равна пределу 120-150 мм. Длина и форма на практике не регламентируются.

Такой гвоздь может изготавливаться из металла или древесины. Последний вариант встречается чаще, ведь используется для традиционного сооружения деревянных домов. В качестве основной функции таких деталей выступает противостояние сдвигу. Бревно, брус и доски изменяют свои размеры при колебаниях влажности и температуры.

Размеры материала изменяются непропорционально и зависят от направления волокон. Соединенные детали сдвигаются в разные стороны. А если использовать удерживающие штыри, то они будут увеличивать прикосновение нагеля с древесиной, что будет способствовать сопротивлению сдвигу. Соединяемые элементы и сам нагель при этом не подвергаются разрушающим деформациям.

Если изменить объем деревянных деталей, то будет происходить обратный сдвиг. При этом давление на гвоздь снизится, а штырь будет возвращаться в первоначальное положение. Нагель выбирается в соответствии с нагрузкой, в противном случае давление будет критичным, а штырь разрушится. Такое соединение более практично при постоянном сдвиге деталей. Металлические и деревянные нагели для бруса еще иногда заменяются пластиковыми, но область их использования невелика.

Понятие «нагель» не является простым, оно предусматривает не только деревянные шканты. Эти изделия могут быть представлены крепежами разных конструкций и форм. Наиболее традиционным видом являются цилиндрические гладкие стержни, которые могут быть симметричными или несимметричными.

Размеры цилиндрических изделий обычно равны диаметру стержня для обеспечения плотного соединения. Болты с гайками – это стяжные болты, которые имеют высокую несущую способность, обеспечиваемую трением. Этот эффект на практике может оказаться меньше, а иногда и полностью исчезает, ведь в процессе усушки и усадки древесины трения на последнем этапе может и не быть.

Если у винтов диаметр меньше 6 мм, то их завинчивают, но при этом происходит перерезание волокон, поэтому крепления такого рода не всегда является практичными и используется в крайних случаях.

Металлические гвозди без резьбы имеют диаметр до 6 мм. Их удобство состоит в легкости забивания без необходимости высверливания отверстий. Такие штыри гладкие и тонкие, они не перерезают древесину, а раздвигают волокна, что не нарушает структуру материала. Вокруг гвоздя со временем происходит уплотнение, что иногда приводит к скалыванию. На изгиб металлический нагель работает хуже.

Из чего сделать нагеля для бруса

Пластинчатые нагели для бруса используются для стыковки двух или трех бревен, которые составляются по высоте. Отверстие для такого штыря прорезается цепнодолбежным станком. Размер изделий определяется нагрузкой.

Для изготовления нагелей для бруса используются не все сорта древесины. По сравнению с соединяемыми элементами крепеж должен быть более прочным. При стыковке брусьев из мягких пород по типу сосны нагели должны быть изготовлены из бука или березы. Если учесть требования СНиП, то для производства допускается древесина высшего или первого сорта, в которой не должно быть сучков и свилеватости. Допустимый уровень влажности составляет 12 % или меньше.

Предлагаем ознакомиться:  Точка росы в стене из бруса

Технология предполагает применение:

  • бука;
  • дуба;
  • ясеня;
  • березы;
  • лиственницы.

Реже применяется сосна. Гвозди из ясеня или березы обрабатываются антисептиком, так как эти породы не столь устойчивы к грибку и влаге, как дуб или лиственница. Размеры нагелей для бруса регламентируются ГОСТ 30974-2002. Диаметр должен составить 1/6 диаметра бревна.

Если в работе используются брусья на 140 мм, то для них понадобится крепеж от 20 до 25 мм. При увеличении первого параметра второй должен превысить 30 мм. Длина изделия не регламентируется. Для крепления двух бревен обычно используются гвозди до 150 мм. Но если диаметр бруса больше, а соединять вы будете три элемента, то длина крепежа должна возрасти.

Преимущества и недостатки

Деревянные нагели

Из плюсов можно выделить:

  • несложный монтаж;
  • надежное и плотное крепление;
  • равномерная усадка объекта;
  • изготовить нагеля для бруса можно своими руками.

При всех плюсах специалисты выделяют ключевые недостатки использования нагелей:

  • чтобы установить нагели, требуется хотя бы минимальный строительный опыт;
  • качество нагелей должно быть очень высоким, без сучков и неровностей;
  • если забивать шканты с большим усилием, в брусе могут появиться трещины, и он станет непригодным.

Изготавливаем нагель своими руками

Нагели для бруса можно приобрести в любом строительном магазине, но можно сделать и своими руками. Работа эта несложная:

  1. взять обрезки досок и вырезать из них брусья 25х25 см;
  2. изготовить колья диаметром 2,5 см и длиной, равной 1,5 толщины брусьев;
  3. придать изделиям округлую форму, срезав углы.

При работе следует не забывать о следующем:

  • шкант с сучком не подходит для крепежа;
  • нагель должен быть изготовлен из материала, по влажности схожего с основным элементом конструкции;
  • древесина для крепежных деталей должна быть тверже, чем брус. Например, можно использовать березу.

Особенности использования

Установка нагелей в брусе регламентирована СНиП 2.01.07-85.

Ниже приведем основные правила их монтажа:

  • расстояние между крепежами должно составлять 1,5-2 м;
  • отверстие должны быть на 1-1,5 мм больше диаметра самого штыря. Это необходимо для того, чтобы исключить его заклинивание в процессе усадки дома;
  • крепежи должны располагать на угла стен, а также в местах соединения наружных стен с внутренними;
  • располагать крепления в стене следует в шахматном порядке, по принципу кладки;
  • один штырь может фиксировать одновременно 2 или 3 венца;
  • отступ от чаш соединения должен составлять 250-300 мм.

Учитывая эта параметры, не составит труда посчитать количество нагелей, которые понадобятся для строительства дома.

Нагели разных размеров

Нагели разных размеров

Размеры

Крепления следует подбирать в зависимости от сечения деревянного бруса. Штырь должен быть в полтора или два с половиной раза (для фиксации трех венцов) длинней высоты сечения.

Деревянный нагель для бруса

К примеру, длина нагеля для бруса 150х150 мм должна составлять 225 или 375 мм. Следует отметить, что размеры креплений играют важную роль, так как от них зависит жесткость конструкции.

Высверливание отверстия специальным сверлом

Высверливание отверстия специальным сверлом

Сборка стены

Сборка дома из бруса на нагеля осуществляется в такой последовательности:

  • после укладки второго венца, следует нанести на него разметку, указав точки расположения отверстий, с учетом изложенных выше правил. Причем располагаться они должны строго по центру бруса, поэтому предварительно можно обозначить ось, на которой следует нанести точки;
  • затем выполняется разметка нижнего венца – отмечается центр бруса горизонтальной линией, которая делит его на две части. От этой линии нужно отступить вниз на 1 см и провести еще одну горизонтальную линию. С помощью нее следует измерить глубину, на которую нужно заглублять сверло;
  • теперь нужно высверлить отверстия – для этого применяется дрель для сверления бруса под нагели со специальным сверлом. Она обязательно должна иметь две ручки, что позволит выполнять вертикальные отверстия, надежно удерживая электроинструмент. В процессе высверливания необходимо фиксировать венцы, чтобы не произошло их смещения относительно друг друга;
Забивание нагеля в брус

Забивание нагеля в брус

  • затем в отверстия своими руками забиваются нагели при помощи деревянной или резиновой киянки. Штыри должны заходить довольно плотно, но без чрезмерных усилий. Штырь желательно утопить на несколько миллиметров. При этом под штырем останется пустое пространство, которое необходимо для компенсации усадки;
  • далее на верхний брус укладывается джутовый утеплитель, после чего монтируется следующий венец. Дальнейший монтаж выполняется по такой же схеме, но крепежи смещаются в сторону на метр (половину шага).
Предлагаем ознакомиться:  Обрешетка под вагонку: как нужно правильно сделать деревянную обрешетку для вагонки

Вот собственно, и вся инструкция по креплению венцов при помощи нагелей.

Предпочтительнее выбирать штыри из той же породы дерева, что и стены дома: коэффициент расширения у разной древесины довольно сильно отличается, а совпадение по этому параметру гарантирует отсутствие деформации.

Металлический штырь используется в конструкциях тяжелых, а также из древесных материалов.

  • В каркасных зданиях шкант применяют для стыковки элементов нижней обвязки и установки вертикальных стоек. В срубе или доме, стены которого целиком возводятся из бруса, штырь скрепляет материал, образуя единую поверхность.
  • Разницу здесь составляет глубина привязки. Сборка бруса на нагеля в каркасном здании подразумевает стыковку двух элементов нижней обвязки и вертикальной угловой стойки. Сооружение стены из брусков 150*150 мм требует, чтобы нагель соединял собой не менее 2 рядов.
  • В срубе соблюдается то же условие: штырь скрепляет как минимум два ряда. Крепление проводится в шахматном порядке с шагом не более 2 м, причем каждый отрезок дерева должен быть скреплен двумя шкантами.

Сверление отверстий

  • Использование штырей из дерева при сборке предполагает производство отверстий в бревне или доске любого сечения в местах соединения. Сверление может быть сквозным – для связки рядов, или несквозным – при креплении вертикальной стойки, например.
    Дрель для сверления бруса под нагели должна быть достаточно мощной – не менее 1,5 кВт, с широким патроном, чтобы была возможна установка сверла соответствующего диаметра. Для работы с бревном рекомендуется низкооборотная дрель.
  • Соединение бруса нагелями начинается с высверливания отверстий под него. Желательно использовать шаблон, чтобы добиться точного совпадения параметров отверстия в соединяемых брусках.
  • Отверстия высверливается строго вертикально, иначе возникает опасность провисания ряда.
  • Диаметр отверстия рекомендуется делать на 3–4 мм больше диаметр штыря. Этот прием позволяет исключить заклинивание шканта при усадке и высыхании дерева. При этом деревянный брусок зависает, образуя щели. Слишком плотная стыковка провоцирует такую ситуацию.
  • Глубина отверстия на 2–3 см больше, чем длина крепежа. Таким образом исключается провисание дерева при усадке.
Предлагаем ознакомиться:  Ппр на стяжку цементно песчаным раствором

Деревянный нагель в стене дома «работает» на изгиб, то есть, предупреждает поперечную деформацию. Продольное скольжение бревна должно быть свободным.На видео рассматривается сборка дерева на шканты.

Забивать нагель нужно не резко

Самыми востребованными являются шканты, созданные из твердых сортов древесины. Максимально прочными вариантами выступают шипы из дуба либо березы. Их не представляется возможным деформировать, согнуть, сломать. Однако существует одно условие. Они должны быть правильно зафиксированы. Какова их форма и размеры?

Установка шкантов в брус – это обязательное правило для брусовых и бревенчатых конструкций. Шипы из березы являются самым распространенным вариантом. Такие нагели не могут стать аналогом саморезов или примитивных гвоздей. Если их использовать, то гарантировать устойчивость и надежность сооружения невозможно.

  • образование конденсата;
  • покрытие поверхности шипов ржавчиной;
  • загнивание всего слоя древесины.

Для монтажа нагеля следует проделать отверстие, для этого верхнее бревно просверливают насквозь, а нижнее только наполовину. Для фиксации гнездо должно быть расположено вертикально. Брус должен свободно скользить по стержню в процессе усадки.

Отверстие для деревянного нагеля для бруса располагается по центру элемента. От угла необходимо отступить 30-50 см. Остальные отверстия должны быть расположены в шахматном порядке через каждые 200 см.

Углубиться необходимо на длину нагеля, прибавив к этому значению 3 см. Эта необходимость обусловлена тем, что при усадке бревна не должны подвиснуть на нагеле. Стержень должен входить в гнездо плотно, но без усилий. Его вбивают киянкой. В процессе установки нагелей в брусе вы должны проследить за тем, чтобы крепеж не болтался в отверстии.

Скрепление бруса должно производиться в определенном порядке:

  1. нагели следует устанавливать вдоль всего периметра бруса. Расстояние между креплениями составляет около 50 см;
  2. перфоратором проделать отверстия для нагелей;
  3. аккуратно монтировать крепежи, стараясь не повредить сруб и не пораниться. Сооружение для этого лучше скрепить паклей или лентами.

Стоимость нагелей

Цена крепежа зависит от нескольких факторов. Среди них длина нагеля для бруса и сорт древесины. Если изделие выполняется из березы и относится к первому сорту, то заплатить за единицу вы должны будете от 4 до 8 руб. Это верно, если длина равна 30 см.

Стоимость такого же штыря длиной в 60 см может достигать 10 руб. Если же длина равна 120 см, то стоимость может возрасти до 15 руб. Когда диаметр нагеля для бруса не превышает 30 мм, а его длина составляет 110 см, заплатить за него вы должны будете 25 руб. Крепеж из лиственницы стоит дороже благодаря высокой устойчивости материала к влаге. Один нагель при длине в 25 мм стоит 30 руб.