Железный нагель. Какие нагели — деревянные или металлические лучше использовать для бруса и сруба? Существуют правила крепления

Заказывая сруб из натурального дерева, покупатели в первую очередь обращают внимание на лес, из которого возводится здание, форму и сорт бруса, планировку. При этом упускают такую деталь как соединительные материалы, тогда как именно этот фактор влияет на дальнейшие эксплуатационные характеристики строения. В качестве элементов крепежа для деревянного дома используются деревянные и металлические нагели. Какой из этих вариантов предпочтителен с точки зрения обеспечения оптимальных качеств объекта?

Технология крепления бруса в деревянном доме

Во избежание смещения бревен относительно друг друга, кроме крепления «в чашу» и усадочный паз, используют нагели. Их применение позволяет обеспечить необходимую вертикальность стен. Деталь представляет собой деревянный или металлический стержень, удерживающий от сдвига соседствующие бревна. Элемент устанавливается в шахматном порядке, с шагом примерно 2м, в заранее высверленные отверстия. Длина детали должна быть на 2-3 см меньше посадочного места, толщина - такой, чтобы обеспечивать небольшой натяг.

Сборка бруса с использованием нагелей осуществляется в следующем порядке:

в уложенном брусе высверливаются отверстия заданного диаметра;
в подготовленные отверстия забиваются нагели на глубину не менее 2 см;
добавляется следующее бревно с соответствующими схеме расположения нагелей в предыдущем ряду отверстиями.

Металлические нагели: за и против

Изделия представляют собой отрезки арматуры заданной длины и диаметра. Они могут быть гладкими и рифлеными. В ряде случаев в качестве нагелей используют металлические грозди. К преимуществам этого типа изделий относятся:

простота и быстрота монтажа и, как следствие, удешевление строительства;
прочность и долговечность;
невысокая цена.

Причинами, по которым следует отказаться от применения металлического крепежа, служат:

Разнородность структур. Дерево со временем будет усыхать, деформироваться, металл - нет. При жестком закреплении образующие стену брусья могут «зависнуть» на арматуре, или наоборот, начать болтаться.
Подверженность коррозии. Перепады температур, изменения уровня влажности приводит к ржавлению элемента и порче материала вокруг него. В дальнейшем на поверхности сруба могут образоваться коричневые пятна.

Деревянные нагели: проверенно временем

Традиционно при строительстве срубов использовались деревянные шканты. Деталь изготовлялась из древесины с высокой прочностью - дуба, березы, бука. Отдать предпочтение этому варианту крепежа рекомендуется по таким причинам:

предотвращение деформации бруса при дальнейшей эксплуатации;
равномерная усадка стен дома;
устойчивость к короблению, перепадам температур.

При покупке детали следует обратить внимание на ее качество. Древесина нагеля должна быть хорошо просушенной, не иметь следов плесени. Забивать изделие в отверстия следует киянкой.

Какой вариант выбрать

Металлические нагели оптимально подойдут в ситуациях, когда особое внимание уделяется именно надежности стяжки бруса. Для минимизации негативного влияния детали на конструкцию в целом рекомендовано использовать шканты, изготовленные из коррозионо стойких сталей. Компенсировать неспособность изделия справляться с нагрузкой «на изгиб» поможет покупка нагелей типа «пружинный узел» - крепежного элемента, состоящего из болта с пружиной.

Во всех иных случаях отдают предпочтение деревянному соединению. Оно обеспечит равномерную усадку всего дома, хорошую теплоизоляцию строения.

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:

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;
- Не подвержен действию перепадов температур . Дерево практически не меняет линейные размеры при различных температурах, поэтому крепежный элемент будет всегда на своем месте;
- Отсутствует ржавчина . Металл со временем ржавеет, что приводит к гниению соприкасающихся с ним деревянных поверхностей;
- Отсутствует конденсат. На стали при резком изменении температуры образовывается влага, которая совсем ни к чему внутри несущей стены.
- Шкант срастается со стеной. Через определенное время дом станет монолитным, деревянные поверхности спаиваются.
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;
- Долговечность конструкции.

Форма

Также выделяют несколько основных форм:

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;
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;
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.

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.

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).

Преимущества и недостатки

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

Преимущества:

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

Но есть и недостатки:

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

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

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

Плотность бетона по многим параметрам является очень высокой, что делает его идеальным стройматериалом для строительства стен и перекрытий. Однако в нем очень сложно вмонтировать крепеж для полки, люстры и других «навесных» деталей интерьера. В данной статье мы будем искать решение данной проблемы, и поможет в этом нагель.

Что это и где применяется

Он представляет собой обычный саморез с усиленным стержнем и шестигранной головкой, который можно вкручивать в бетон.

Помимо мелких предметов, с их помощью можно укрепить:

дверные коробки ;
рамы ;
ограждения ;
трубопроводы ;
радиаторы отопления .

Ниже разберемся более подробнее с разновидностями подобного крепежа, а также с тем, как пользоваться нагелем по бетону правильно.

Виды

Метизные изделия, применяемые для монтажа в поверхности из бетона, обычно классифицируют по следующим признакам:

Форме головки	Потайная (коническая с крестообразными шлицами). Шестигранная (под рожковый и накидной ключ, резьба – внутренняя, шлицы — крестообразные). Метизы-шпильки, имеющие резьбовой сгон под гайку. Шурупы с прямоугольным или в виде крюка оголовком, может быть округлым.
Типу защитного покрытия	Оцинкованные (серебристые) метизы, которые используются в разных места – снаружи и внутри помещений. Омедненные (желтые) изделия – применяются только для внутренних работ. Зачерненные (черные) шурупы разрешено использовать только в помещениях с нормальной влажностью.
Форме и шагу резьбы на стержне	Универсальные метизы – их длина 12-220 мм, Ø 3-6 мм. На стержне нарезана обычная резьба в виде винтовой канавки. Инструкция разрешает их монтировать в посадочное отверстие (куда предварительно установлен дюбель) и прямо в стену из пенобетона. Шурупы «универсальные» с накаткой «елочка» на стержне. Их монтируют лишь в посадочные отверстия с полимерной втулкой (дюбель). Глубина должна превышать длину метиза на 3-5 мм. Длина изделий – 12-200 мм, Ø 3-8 мм. При установке применяют обычный или ударный шуруповерт. Нагель – шурупы, имеющие переменную резьбу. Они вкручиваются в стены сразу без предварительного рассверливания. В этом и заключается его особенность. Вкручивание проводится ударным шуруповертом и проходит без задержек. Длина метизов – 70-200 мм, а диаметр одинаковый 7,5 мм.

Форма головки непосредственно влияет монтаж самореза. К примеру, шурупы в виде крюков и шпилек разрешено устанавливать лишь в отверстие, предварительно рассверленное и с дюбелем. Другие без сверления или с ним.

Например, шурупы с шестигранной или потайной головкой вкручиваются без рассверливания посадочного отверстия. Однако под такой монтаж подходит не каждый бетон.

Совет: лучшим является ячеистый бетон, а железобетон для данного способа монтажа не подходит.

Цена саморезов зависит от сферы их применения, формы и шага резьбы, влияет на нее также и длина метизов. С «елочкой» изделия будут стоить дешевле нагелей и универсальных, а шуруп длиной 12 мм обойдется дешевле 200 мм, так как на него будет затрачено меньше материала и рабочего времени

Выбираем и устанавливаем саморез

Обычно шурупы для бетона подбирают по величине нагрузки, которую им придется выдерживать из-за веса детали интерьера. Например, для поддержки 100 кг понадобиться саморез длиной от 160 мм и Ø10 мм, а вот полку массой 5 кг удержит саморез длиной до 25 мм и Ø3 мм.

После определения типа и габарита изделия, можно приступать к процедуре монтажа. В данном случае нагели и универсальные шурупы разрешается вкручивать в стену (пол или потолок) сразу, не делая предварительное рассверливание основания, в тоже время с саморезом с резьбой «елочка» придется повозиться.

Совет: шуруп с «елочкой» следует устанавливать в посадочное отверстие, диаметр и длина которого должны превышать его габариты на 5 мм.

Связано это с тем, что после высверливания, в него требуется установить дюбель (желательно в натяг). Он может быть из полимерных материалов или древесины, его основная обязанность — принять и удержать крепеж. Вкрутить саморез в дюбель можно своими руками обычной отверткой.

Совет: после высверливания отверстия уберите из него пыль.

Важно правильно использовать саморез, иначе его можно просто обломать. Закручивать шуруп с не потайной головкой необходимо с определенным усилием, следя за тем, чтобы во время процесса его не сломать, элементарно перетянув. Также можно обломать головку из-за высокой температуры нагрева тела

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:

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

по мере снятия стружки производим измерение диаметра при помощи штангенциркуля;
по достижении потребного показателя обрезаем заготовку на определенную длину и делаем фаску; (см. также статью )
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:

по нижней детали наносятся метки точек крепления, их количество и расстояние между ними рассчитывается согласно нормативной документации;
отверстия под нагели должны располагаться строго по осевой линии бруса и быть перпендикулярными к его наружной поверхности;
для сверления используется дрель со сверлом, во время работы ее следует удерживать двумя руками, а положение тела должно быть устойчивым;
оптимальным будет применения инструмента со специальной насадкой, которая обеспечивает потребное его положение по отношению к брусу, это позволит существенно ускорить работу;
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:

в высверленные заранее отверстия нижнего бруса вставляются соединительные элементы и осаживаются при помощи деревянного молотка – киянки;
следующую подготовленную деталь поднимают вдвоем с помощником за края и переворачивают отверстиями вниз;
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.

Плотники и краснодеревщики в своей деятельности часто применяют соединения из нагелей, шпонок, шкантов и клиньев. Разные способы применяют в ситуациях, когда нужно точно и плотно соединить зафиксируя между собой ка деревянные детали некоторой конструкции, например сруба дома или какой-то ее отдельной части.

Деревянные нагели – это по сути гвозди из дерева.

Нагель (от немецкого слова Nagel, то есть, гвоздь) – это стержень, который помещается в технологическое отверстие, для предотвращения сдвига соединенных деталей между собой.

Деревянные нагеля нашли своё применение очень давно, они всегда были основными крепежными элементами у плотников, и на до сегодняшнего дня занимают свой важное место в отрасли деревообработки и домостроении . И дело не в том, что стальные гвозди дороже или как в прошлом были достаточно редки.

Дерево и сталь – это абсолютно разнородные материалы и что вступают в «конфкликт» между собой. Поэтому бытует мнение это применение гвоздей или других металлических креплений считается признаком не самой высокой квалификации плотника. Но нужно не забывать, что могут иметь место нагеля и из других материалов.

Требования к деревянным нагелям

Требования для нагеля из дерева:

сухая древесина
без грибков и плесени
без сучков и трещин
диаметр не менее 25 мм.

Плотность древесины нагелей для сборки домов, должна быть выше древесины сруба. Наиболее часто используется береза, то есть березовые нагеля, реже из сосны.

Свойства нагелей из дерева

Одним их положительных свойст деревянных нагелей это их свойство при намокание, набухать и делать соединение неразъёмным, что нашло своё применение при строительстве лодок в старину.
Ещё одной свойство это то,что деревянный нагель почти идеально держит вертикальную нагрузку,что нашло отражение при сборки срубов из бруса и бревна.
Деревянный нагель состоит из того же материала, что и стены сруба и поэтому создают почти идеальное и долговечное соединение
При использование нагелей из дерева проходит более равномерно

Технология монтажа и расчёт нагелей

1. Важно: отверстия сверлятся строго вертикально

2. Диаметр сверла, а значит и отверстия должен быть равен диаметр нагеля или на 1-2 мм больше

3. Деревянный нагель должен без усилий входить в отверстие (использовать можно усилие деревянной киянки)

4. Нагель шкант должен быть на 4-5 см меньше по длине, чем просверленное отверстие (это нужно, что сруб «не повис» на нагелях,а нормально осел)

5. Длину нагеля берут так, что бы соединить два,а иногда сразу три венца между собой.

6. Первый нагель ставят на расстояние 30-50 см от угла

7. Расстояние между нагелями берут обычно 1,5-2,0м.

8. Нагеля ставят в шахматном порядке

Что лучше металлические или деревянные нагеля?

Считают, что деревянные нагеля лучше, так как дерево с деревом «контактирует», делая соединение прочным. Деревянные нагель почти идеально держит вертикальную нагрузку, что оправданно их применение в деревянном домостроение.

Металлические же нагеля имеют свойства ржаветь со временем и изгибаться под нагрузкой, в этом их минус.