Соединения деревянных элементов. Виды соединений деревянных конструкций Как делать деревянные конструкции

Ни для кого не секрет, что сделать что-то полностью из массива древесины без единого крепления, без разделения изделия на детали довольно сложно и практически невозможно. Кроме того, вырубка леса сейчас идет не такими ударными темпами, как прежде, поэтому приобрести большой массив древесины - удовольствие не из дешевых. Если нечаянно допустить ошибку, можно испортить весь брусок. Намного легче разделить чертеж на отдельные детали, а не выпиливать каждый изгиб или выемку, постоянно переворачивая все изделие. При этом все отдельные детали должны соответствовать размерам, а при соединении составлять единое целое. Кроме того, немаловажным фактором прочности изделия будут точность и прочность соединений.

Виды соединений

Все соединения, будь то плотничные или столярные, называются посадками, потому что в их основе лежит принцип насаживания детали с шипом на деталь с пазом. В зависимости от того, как плотно соприкасаются детали в креплении, все посадки разделяются на напряженные, плотные, скользящие, свободные и очень свободные. В основе всех соединений лежит узел - место крепления. В зависимости от того, какую фигуру напоминают соединившиеся детали и как расположен узел, существует несколько видов соединений. Среди них выделяются торцевые, боковые, угловые, т-образные и крестовидные.

Торцевое соединение

Рис. 53.	Рис. 54.
Рис. 55.	Рис. 56.
Рис. 57.	Рис. 58.

Есть еще одно определение такого соединения - наращивание. Оно характеризуется тем, что все детали скрепляются между собой в торцевой части, при этом увеличивается длина целой детали. В зависимости от типа крепления такие торцевые соединения могут выдержать большие нагрузки при сжатии, растяжении и изгибе. Обычная целая доска здесь во многом уступает доске, полученной при наращивании.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся сжатию, может иметь различную конструкцию. Основная особенность этого соединения состоит в том, что каждый брусок обладает и накладкой, и пазом, которые чаще всего делаются равными и по толщине, и по длине. Можно делать наращивание с прямой накладкой в полдерева (рис. 53) или торцевое соединение с косой накладкой (рис. 54).

Если нет уверенности в прочности будущего соединения, можно дополнительно усложнить его шипами или различным стыком. Естественно, это соединение требует дополнительного клеевого крепления или крепления с помощью гвоздей и шурупов. Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся растяжению, в основе своей конструкции содержит накладку в замок Прежде всего необходимо расчертить накладку. Затем на одной детали сделать паз, а на другой - выступ. Именно этот замок и позволит обеим половинам избежать разъединения.

Так же как и соединение, сопротивляющееся сжатию, этот тип соединения может иметь прямую (рис. 55) и косую накладку (рис. 56). В качестве дополнительного крепления здесь можно использовать клей, гвозди или шурупы. Торцевое соединение, препятствующее изгиб, в своей основе использует накладку либо с косым стыком (рис. 57), либо накладку со ступенчатым стыком (рис. 58).

Особенностью первого типа соединения, где используется косой стык, является то, что торцевые стороны обеих деталей срезаются под острым углом. При этом при выпиливании торцов нужно с точностью до нанометра соблюдать угол среза. Второй тип соединения характеризуется тем, что на торцевых сторонах деталей есть небольшие пазы и шипы. Оба перечисленных типа соединений обязательно должны иметь прямую поверхность накладок. Накладки с косой поверхностью используются достаточно редко, хотя они не уступают по прочности прямым. Для дополнительного крепления здесь в одинаковой степени могут использоваться клей, шурупы или гвозди.

Дополнительное крепление больших брусьев, использующихся при строительстве домов, может быть металлическим или деревянным. В качестве деревянных креплений используются шипы, как выдолбленные, так и вставные. Металлические крепления могут быть в виде хомутов или обмотки толстой проволокой. Нередко встречается крепление болтами.

Боковое соединение

Рис. 59.	Рис. 60.
Рис. 61.	Рис. 62.
Рис. 63.	Рис. 64.
Рис. 65.	Рис. 66.

Боковые соединения называют еще сплачиванием. Чаще всего такое соединение используется при устройстве полов, дверей или ворот. Это достаточно прочное соединение. Большие массивы, которые получаются в результате такого соединения, дополнительно крепятся поперечными досками или щитами. Если детали имеют гладкую поверхность боковых кромок и при соединении просто склеиваются, то такое соединение называется боковым на гладкую фугу (рис. 59). Если в каждой детали на боковой стороне имеется паз по всей длине, в который вставляется соединяющая рейка, то такой тип соединения называется боковым на вставную рейку (рис. 60).

Если на боковых сторонах снята четверть и детали крепятся с их помощью, то такое соединение называется боковым в четверть (рис. 61). Следующая разновидность этого соединения - боковое в паз и гребень, которое имеет несколько типов в зависимости от качества гребня. Этот паз может быть как треугольным (рис. 62), так и прямоугольным (рис. 63).

Для устройства крыши используют следующий тип бокового соединения, который способствует лучшему стоку осадков с поверхности и большей защите покрытия от разрушающего воздействия атмосферных явлений. Такой тип соединения называется боковым внахлестку (рис. 64). Соединять детали нужно следующим способом: под нижнюю планку кладут тонкую рейку и закрепляют гвоздями верхний боковой край детали, затем устанавливают следующую планку, сделав нижним ее краем небольшую нахлестку, равную 1/4 толщины планки, и также закрепляют ее несколькими гвоздями.

Также для соединения сразу нескольких деталей в одно целое с помощью только одной можно использовать сплачивание с наконечником (рис. 65). Этот тип требует одинаковой выемки с боковой стороны одиночной детали и с торцевой стороны соединяемых деталей. Чаще всего он используется при составлении паркетных полов. В качестве декоративного приема чаще всего используется боковое соединение с перекрытием (рис. 66), которое не только украшает поверхность, но и способствует большей звуко- и теплоизоляции. Такое соединение выполняется следующим образом: сначала через промежуток, равный половине ширины планки, настилается первый ряд. Затем сверху него на детали устанавливается второй ряд, который закрывает пустоты.

Т-образное соединение

Такое соединение названо из-за своего вида. После закрепления деталей вставная деталь как бы вырастает из массива другой. Чаще всего такой тип соединения используется при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Угол, при котором соединяются детали, обязательно должен быть в 90°. При других углах соединение получается непрочным и очень быстро приходит в негодность.

Среди множества разновидностей т-образного соединения 2 типа встречаются наиболее часто. При первом типе используется потайной шип, который имеет трапециевидную форму и вставляется с одной из сторон балки (рис. 67). Второй тип для крепления использует ступенчатую прямую накладку (рис. 68). Для того чтобы сделать такую накладку, потребуется прежде всего сделать обычную накладку, выбрав древесину с одной части на 1/2 всей ширины, а на другой части - на 1/3. Затем на первой части выбирают древесину на половине накладки еще наполовину, тем самым толщина незатронутой части бруска будет составлять 1/4 от ширины целого бруска. На второй части конструкции, где первоначально древесина выбрана лишь ни 1/3, делают еще небольшое углубление так, чтобы незатронутая древесина составляла 1/2 всей толщины бруска. Такая ступенчатая накладка считается наиболее прочной. Для дополнительного крепления здесь преимущественно используется клей. Шурупы и гвозди могут только повредить целостность ступеней.

Рис. 69.

Для устройства крыш и ферм чаще всего используют такой тип крепления, как крестовое, немного напоминающее т-образное. Но здесь в одинаковой степени ведущей можно назвать и ту, и другую планки (рис. 69). Разновидности такого соединения различаются только по глубине крепежной накладки: от 1/6 толщины бруска до 2/3.

Угловое соединение

Такой тип креплений чаще всего используется в креплении оконных, дверных блоков и парниковых рам. Угловое соединение отличается от других тем, что сплачиваемые детали располагаются по отношению друг к другу под углом в 90°. В зависимости от использованных креплений все угловые соединения разделяются на соединения на шип и на соединения на ус.

Угловые соединения на шип имеют несколько разновидностей. Сквозное соединение на шип (рис. 70) может в своей конструкции использовать от 1 до 3 шипов, причем с увеличением количества шипов увеличивается и прочность крепления. Несквозное соединение отличается от сквозного тем, что шиповое крепление происходит в середине деталей и внешне остается незаметным. В этом случае внутри заготовок делают небольшие углубления под шипы, которые будут немного глубже, чем сами шипы, чтобы оставалось место и для клея (рис. 71).

Угловые соединения на ус отличаются тем, что стороны деталей, соединяющихся между собой, срезаны под углом в 45°. Так же как и соединения на шип, крепления на ус могут быть сквозными, при котором видно сплачивание, и несквозными, когда само крепление зафиксировано внутри деталей. Сквозное соединение на ус (рис. 72) может укрепляться как 1 шипом, так и 3. Принцип крепления здесь остается тем же, что и при угловом несквозном на шип. При несквозном соединении на ус разглядеть положение шипа невозможно. Здесь в равной степени могут использоваться как круглые шипы, так и плоские - крепление от этого ни в коей мере не ослабеет (рис. 73).

При выборке древесины под шипы обязательно делают гнезда немного больше, чем сами шипы, чтобы потом заготовки легко соединились между собой. Для возведения крыши требуется освоить еще 2 типа соединения: угловую врубку и врубку в лапу.

Угловая врубка

Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, так как детали находятся друг относительно друга под определенным углом. В зависимости от величины угла различают 2 типа такого соединения, которые в одинаковой степени перпендикулярно направлены на действующую силу соединения - сжатие. Первый из них используется только тогда, когда угол между деталями не превышает 45°. Сначала вытесывают древесину со вставной деталью, а затем подгоняют под нее поверхность основания (рис. 74). Второй тип соединения требует угла не меньше 45° между соединяющимися деталями. Врубка здесь делается несколько иначе, чем при первом типе, и состоит из двух плоскостей, расположенных под разным наклоном к первоначальной поверхности основания (рис. 75).

Этот тип соединения используется только при строительстве сруба стен или колодца. Чаще всего такое крепление делают простым, так как оно и без того прочное, но встречаются и некоторые усложнения конструкции в виде дополнительных накладок. Чтобы получилась врубка, необходимо обтесать конец бревна, сформировав куб, и разделить его стороны на 8 частей. Затем из куба на торцевой поверхности вырубают трапецию, одно основание которой должно составлять 6 частей, а другое - 4 части. Лапа со стороны вдоль волокон должна тоже иметь форму трапеции, постепенно сужаясь к основанию бруска. Возле бруска толщина трапеции должна составлять примерно 2-3 части, а с торца - не больше 6 частей (рис. 76)

Рис. 76.

Дополнительные крепления, используемые при соединении деталей

Зачастую сплачивания и наращивания бывает недостаточно, и само соединение через несколько лет приходится ремонтировать. Для того чтобы соединение прослужило дольше, его специально закрепляют различными деревянными или металлическим деталями. Среди деревянных деталей можно выделить такие крепления, как нагели, шканты, клинья и шпонки. Все эти виды делаются из твердых пород древесины, которые высушивались в течение долгого времени.

Нагели

Нагели представляют собой деревянные гвозди из древесины твердолиственных пород. Чаще всего нагели используют при укреплении соединений в оконных рамах и рамах парника, при креплении деталей для рамы под зеркало. Перед тем как забить нагель в древесину, потребуется в массиве просверлить отверстие подходящего размера, сделав его немного глубже, чем длина деревянного гвоздя. Затем, чтобы не растрескалась древесина после забивки гвоздя, зачищают и закругляют нагель со всех сторон. После этого можно установить гвоздь на просвет отверстия, поставить на него дощечку и забить гвоздь молотком. Дощечка нужна для того, чтобы во время забивания нагель не растрескался и не раскололся.

Шканты

Шканты чаще всего применяют для закрепления на коньке крыши стропил. В отличие от нагелей, которые преимущественно бывают круглыми, шканты могут быть круглыми, цилиндрическими, квадратными и прямоугольными. Для большего удобства в процессе проникновения шканта в отверстие его конец всегда делается заостренным. Кроме того, чтобы шкант потом не вылетал, его забивают с некоторым напряжением. Для этого диаметр отверстия под него всегда делается меньшего размера, чем сам шкант. Чаще всего шкантовое крепление дополнительно усиливается с использованием клея.

Клинья

Клинья используются в столярном и плотничном деле достаточно шире, чем вышеперечисленные крепления. Это незаменимая часть конструкций крепления ручного инструмента, конструкций натяжения, конструкций для укрепления и выравнивания стен, полов и крыш. По форме клинья разделяют на 2 части: у одной обтесана только 1 сторона, у другой части обтесаны 2. Чаще всего для изготовления клиньев используется древесина хвойных пород.

Шпонки

Шпонки могут быть как деревянными, так и металлическими. Но все они представляют собой различные вставки в гнезда между двух балок и предназначены для увеличения их прочности. Такое крепление дополнительно снабжают стальными болтами, которые могут проходить как через шпонку, так и не затрагивать ее, сжимая только балки.

Деревянные шпонки . В зависимости от того, какая часть древесного ствола была использована при изготовлении шпонки, выделяют продольные, поперечные, продольные косые и шпонки с натяжкой. Сопротивление поперек волокон намного меньше, чем вдоль них, поэтому поперечные шпонки не пользуются большой популярностью. Поперечными они называются из-за того, что направление волокон шпонки перпендикулярно к направлению волокон обеих балок. Продольные шпонки обеспечивают более прочное крепление. Направление волокон шпонки здесь полностью совпадает с направлением волокон балок. Продольные косые шпонки требуют определенной точности гнезда. Чаще всего они расположены под углом 45°. Они обеспечивают еще большую прочность балки, не позволяя ей перегибаться сразу в 2 направлениях: вдоль и поперек. Шпонки с натяжкой используются там, где одновременно необходимо укрепить балку и усилить внутреннее натяжение. Для этого в гнездо между балками вбиваются сразу 2 шпонки, имеющие клиновидную форму. Обе шпонки должны быть забиты до упора.

Металлические шпонки могут быть утапливаемыми и впрессованными, кольцевидными или квадратными. Утапливаемые шпонки используются при боковом креплении нескольких деталей. Для шпонки обязательно выдалбливается гнездо, затем устанавливается сама шпонка, а потом вся конструкция затягивается болтами. Для впрессованных шпонок тоже готовится гнездо, они закрепляются и затем закрываются другой половиной конструкции. Также соединение фиксируется болтами.

Гвозди

В столярном и плотничном деле гвозди представляют собой удобное, простое и часто встречающееся металлическое крепление. В зависимости от того, какую толщину имеют соединяемые планки, используют гвозди определенной толщины и длины. Чем толще и длиннее гвоздь, тем прочнее он будет держаться в массиве древесины. Но это не означает, что все планки нужно прибивать только толстыми и длинными гвоздями. Тонкая и узкая дощечка от такого гвоздя может просто расколоться на две половины. Такого эффекта можно достичь и при вбивании гвоздя в торцевую поверхность бруска, причем здесь еще возникает вероятность выпадения гвоздя из образовавшегося отверстия. Объясняется это тем, что гвоздь вбивается не поперек волокон, а вдоль них. При усушке натяжение здесь будет значительно ослабевать, будут появляться трещины.

Номер гвоздей (совокупность их длины и диаметра) всегда выбирают в зависимости от толщины планки - длина самого гвоздя должна быть как минимум на 3 мм больше толщины дощечки, чтобы она могла крепиться в основе. Перед тем как прибить планку к основе, делают несколько отметок на поверхности доски. Так можно равномерно, красиво, аккуратно и экономно вбить каждый гвоздь. Но только при этом не располагают гвозди слишком близко друг к другу - достаточно прибить доску в 2-4 местах, чтобы она крепко держалась. Кроме того, нужно постараться расположить гвозди так, чтобы предупредить возможное коробление и изгиб. Еще одно немаловажное правило - не вбивать гвозди близко к торцевой стороне планки: здесь древесина наиболее ослаблена, а трещина, которая пойдет от торца, расколет всю доску или расщепит несколько сантиметров доски.

Чтобы крепление получилось наиболее прочным, на толстую доску нужно положить тонкую, но не наоборот. Кроме того, соединение получится еще более прочным, если вбивать гвоздь под небольшим углом, а не точно перпендикулярно. Иногда бывает так, что шляпка гвоздя только испортит внешний вид поверхности. Чтобы шляпка была не видна, можно сделать следующее: вбить гвоздь на 3/4 всей его длины, затем плоскогубцами откусить шляпку и вбить остаток в массив. Такого же эффекта можно достичь, если предварительно расплющить шляпку, а затем вбить гвоздь и расправить остатки шляпки по направлению волокон. Затем такую поверхность нужно прошпатлевать, чтобы заделать образовавшееся углубление.

Если после забивания гвоздя его острый конец вышел наружу, конец нужно загнуть, а затем вбить его в массив. В некоторых случаях необходимо перебить гвоздь, который зашел в древесину по самую шляпку. Для этого нужно выбить его с обратной стороны, если он вышел наружу, или подрезать древесину с внешней стороны, затем поддеть шляпку плоскогубцами или молотком, подложить под образовавшийся зазор дощечку и выдернуть гвоздь либо клещами, либо гвоздодером. Дощечка понадобится для того, чтобы не смять древесину возле шляпки.

Шурупы

Используя при креплении детали шурупы, получают более качественное и надежное крепление. Чаще всего шурупы используют для крепления дверных и оконных петель, ручек, штапиков, обкладок. При креплении с помощью шурупа практически не нарушается целостность внутренних слоев древесины, не происходит их смещение, как при креплении гвоздем. Это объясняется прежде всего тем, что шуруп ввинчивается, а не забивается. Так же как и при вбивании гвоздя, нужно правильно выбрать диаметр и длину шурупа. Шуруп должен быть на 3-4 мм больше, чем толщина прикрепляемой планки, чтобы она могла хорошо держаться на основе.

Номер шурупа (соотношение его длины и толщины) подбирается под определенный тип планки. Для самой тонкой планки подбирается шуруп длиной 6 мм, толстая же планка крепится шурупом в 12-15 см. Также в зависимости от предназначения шурупа его шляпка может быть потайной или выпуклой. Первый вид шляпки предназначен для крепления деталей мебели с последующей шпатлевкой. Такие шурупы не должны быть видны на поверхности. Второй тип шурупов предназначен как для крепления деталей, так и для украшения поверхности.

В зависимости от величины шурупа его завинчивают одним из двух способов. Если шуруп небольшой, а древесина мягкая, то можно ограничиться лишь пометкой шилом на поверхности в месте ввинчивания. Но если шуруп большой или его диаметр слишком велик, то в месте крепления просверлите небольшое отверстие, по глубине и по диаметру немногим меньше шурупа, чтобы он мог хорошо держаться в массиве. Если таким шурупом закрепляют 2 достаточно толстые планки, то просверлить придется обе детали, чтобы при ввинчивании не растрескалась древесина.

Для того чтобы скрыть шляпку шурупа в массиве, понадобится сделать небольшое коническое углубление, ввинтить шуруп до предела и зашпатлевать. Но в любом случае, независимо от величины шурупа, он вворачивается с помощью отвертки с подходящим размером и видом полотна. Отвертка вставляется в шлиц - небольшую прорезь на шляпке шурупа крестообразной или прямой формы.

Чтобы облегчить труд при ввинчивании шурупов, можно воспользоваться несколькими уже проверенными способами. Если предстоит ввинтить шуруп в массив твердой древесины, то перед началом работы его нужно смазать хозяйственным мылом. В том случае, если на поверхность крепления будет наноситься краска или оно будет находиться внутри изделия, то можно в качестве смазки использовать солидол или лыжную мазь. При желании оставшиеся небольшие жирные следы можно будет убрать спиртом или другим обезжиривающим раствором.

В том случае, если придется работать с древесностружечной плитой, сначала просверливают отверстие чуть меньше, чем шуруп, затем смазывают его клеем и вставляют в него кусок трубки из пластика. Затем в модифицированное отверстие ввинчивают приготовленный шуруп.

Нередко случается, что шуруп необходимо ввинтить в торцевую часть доски или бруска. Но такое крепление никогда не считалось прочным. Для того чтобы увеличить прочность крепления, можно воспользоваться 2 приемами. Первый заключается в том, что просверленное под шуруп отверстие необходимо пропитать древесным лаком на масляной или спиртовой основе. Второй способ усиления конструкции состоит в использовании нагеля, который вбивается в торец бруска, а уже в него ввинчивается шуруп.

В ходе работы случается и такое, что уже намертво ввинченный шуруп мешает соединению тех или иных деталей. Убрать его помогут следующие несколько приемов. С помощью разводного гаечного ключа фиксируют между его рамками полотно отвертки, которую потом устанавливают в шлиц шурупа. Затем немного нажимают на отвертку и поворачивают гаечный ключ. Даже самый старый шуруп должен без труда вывинтиться. При другом способе понадобится молоток. Сначала вставляют жало отвертки в шлиц, обхватывают рукоятку отвертки всей рукой, чтобы открытой оставалась верхушка, и, осторожно ударяя молотом по верхушке, синхронно поворачивают отвертку. Следующий способ поможет заменить шуруп с отколовшейся наполовину декоративной шляпкой. Для этого понадобится гаечный ключ, отвертка и тонкая небольшая деревянная дощечка. Если шуруп завинчен недалеко от края, то можно просто воспользоваться гаечным ключом. Потребуется крепко зажать остатки уцелевшей половины и поворачивать ключ до тех пор, пока шуруп полностью не вывинтится. Если же шуруп расположен посередине детали и воспользоваться одним гаечным ключом невозможно, берут отвертку, устанавливают ее на место бывшего шлица и придвигают как можно ближе к ней приготовленную дощечку, Всю эту конструкцию фиксируют гаечным ключом. Затем осторожно поворачивают ключ и следят за тем, чтобы он не сорвался.

Болты

Основное предназначение болтов - соединять между собой бревна, брусья или толстые доски в несущих конструкциях. В зависимости от толщины балок их диаметр может колебаться в пределах 10-30 мм, а по длине такие крепления могут достигать 70-90 см. При выборе размера болта обязательно должна учитываться ширина балки. Для того чтобы установить болт в бревно, понадобится просверлить сквозное отверстие, чуть меньшее диаметра болта. Затем на выбранный болт надевают шайбу, которая предотвратит вдавливание шляпки болта в массив древесины. Также на болт надевается контргайка, которая предотвращает ослабление крепления. Такой собранный болт теперь уже можно вбивать в массив. Выступающий конец болта также снабжается шайбой и контргайкой. На него надевается гайка, которая до предела затягивает всю конструкцию.

Хомуты

Также для крепления 2 балок или толстых досок используется такое крепление, как хомут. Многим оно известно из слесарного дела, когда необходимо заделать на время дыру в водопроводной трубе до прихода слесаря. Чаще всего для крепления несущих конструкций используют хомуты из нержавеющей стали, которые представляют собой полоски толщиной 8-16 мм и шириной 28-105 мм. Хомуты бывают прямоугольными, квадратными и круглыми и используются в зависимости от формы соединяемых деталей. На место крепления 2 или более досок или балок устанавливают одну половину хомута, с другой стороны на этом же уровне - вторую часть и затягивают их болтами.

Уголки

Уголки представляют собой металлические полоски из нержавеющей стали с несколькими отверстиями для крепления. Такие уголки могут быть прямыми или комбинированными, то есть посередине имеется еще одна планка, расположенная под углом 45°. Различная толщина и ширина уголков позволяет их использовать и при креплении оконных рам, дверных полотен, ворот.

Накладки

Накладки применяются при соединениях в торец или при наращивании. Они представляют собой стальные пластины различной толщины, длины и ширины, в зависимости от наращиваемых деталей.

Строительные скобы

Строительные скобы используются для крепления всевозможных деревянных конструкций. Внешне они представляют п-образные или s-образные прутья из толстой квадратной или цилиндрической стали, достигающие в длину 45-55 см. Различные типы скоб используются при различных типах соединений. Наиболее часто встречаются прямые скобы, концы которых направлены в одну сторону. Лучшего соединения балок между собой можно достичь, если взять развернутую скобу или s-образную. Концы такой скобы располагают параллельно друг другу. Если необходимо максимально закрепить деревянное соединение, то лучше всего воспользоваться повернутой скобой, один конец которой загибается под углом 45°.

Глухари

Этот тип крепления чем-то напоминает концы скобы. Именно они используются при закреплении оконных блоков и дверных коробок в проемах. Длина глухарей может колебаться от 10 до 12 см.

Соединение деревянных деталей клеем

Без клея практически невозможно обойтись при соединении деталей. При склеивании древесины нужно использовать клей, который должен быть либо прозрачным, либо светлым, не изменял цвет древесины, не слишком быстро схватывался, легко удалялись его излишки, а внутри шва он способствовал бы предохранению древесины от гниения и проникновения микроорганизмов внутрь. Кроме того, большинство клеев обладают водоотталкивающими свойствами.

Клеи

Все клеи можно разделить на природные и синтетические. В зависимости от того, какие ингредиенты использованы при составлении природного клея, они бывают животными, растительными и минеральными. При изготовлении синтетических клеев используются только искусственно созданные соединения. Любой клей, который потребуется для работы, состоит из нескольких компонентов: собственно клеящего вещества, растворителя, который поддерживает определенную консистенцию состава, отвердителя, который помогает ему схватиться и соединить детали, и антисептиков, предохраняющих обработанную поверхность от воздействия насекомых, микроорганизмов и различных веществ, разрушающих структуру древесины.

Среди природных клеев наиболее часто используются костные, приготовленные на основе костной муки. Но такие клеи плохо реагируют на влажность, и поэтому, если, например, в мансарде планируется устроить душ или ванную комнату, для склеивания лучше взять другой клей. Казеиновые клеи делаются на основе молочного белка. Они очень прочно склеивают поверхности, но в качестве растворителя здесь используется щелочь, которая окрашивает древесину.

Клей К-17 удобен при чистом склеивании больших поверхностей, он образует тонкую пленку и долго не застывает. Клей ПВА, или поливинилацетатная дисперсия, быстро схватывается и поэтому требует быстроты в работе. Он представляет собой белую жидкость, которая после высыхания становится прозрачной пленкой. Этот клей наиболее универсален при склеивании деталей. Столярный клей может использоваться несколько раз. Для этого просто понадобится подогреть его на огне.

И столярный, и костный клеи продаются в гранулах или стружках, которые в домашних условиях превращаются в клейкую массу. Если купили клей в виде стружек или гранул, то его можно сразу всыпать в горячую воду и, помешивая, довести на медленном огне до полного растворения. Если клей в виде плиток, то перед тем как опустить в воду, его измельчают, затем заливают в емкости холодной водой и оставляют на день до тех пор, пока он полностью не разбухнет. И только потом перекладывают куски в другую посуду и приступают к самой процедуре склеивания. Готовый клей должен стекать с палочки, которой пользуются при размешивании, он должен быть густым и напоминать по консистенции жирную сметану.

Для того чтобы приготовить клей, потребуется приобрести специальное приспособление - клеянкой. Ее можно заменить 2 обычными кастрюлями, причем одна из них должна быть немного меньше, чтобы могла спокойно ручками крепиться к бортам другой. В меньшую кастрюлю наливают воды и засыпают клей, а в другую наливают воды, чтобы приготавливаемый клей не пригорел. Если во время приготовления клея образуется пенка, то ее необходимо периодически снимать. Большинство клеев не способны долго простоять и на следующий день при комнатной температуре приобретают запах гнили. Для того чтобы клей простоял несколько дней, при его приготовлении можно добавить несколько граммов фенола из расчета 1 г на 1 л клея. Теперь приготовленный клей можно нанести на поверхность детали. Для этого потребуется либо щетинная кисть, либо липовая кора, кусок которой предварительно размочен. В любом случае клей наносится на поверхность тонким слоем.

Склеивание

Соединять детали клеем можно 2 способами: склеиванием или наклеиванием. Склеивание используется при различных соединений на шип и на ус. Наклеивание применяется только при изготовлении фанеры, при отделке поверхности шпоном и т. п. Склеить детали можно 2 способами: сжав поверхности зажимами или притерев поверхности друг к другу после нанесения на них клея. Притиркой соединяют преимущественно тонкие детали, которые после небольшого схватывания подгоняют друг к другу и оставляют до полного высыхания клея.

Этот способ клеевого соединения деталей должен происходить быстро и четко, поэтому перед тем как приступать к его выполнению, приготавливают все необходимое для работы: зажимы, прокладки, ленты, опоры, ремни, а также поверхности склеиваемых деталей, которые должны быть обязательно чистыми. В случае если ее нечаянно испачкали грязными руками или капнули масло, протирают места загрязнения ацетоном или спиртом. Прокладки при склеивании используются для максимально равномерного распределения усилия при сжатии. Также он предохраняет поверхности от образования вмятин при зажиме струбцинами. Прокладка всегда делается чуть больше размеров склеиваемых деталей. Чаще всего прокладки делаются из листов фанеры.

Кроме того, чтобы избежать приклеивание поверхностей к прокладкам, понадобится подложить еще листы бумаги между прокладкой и поверхностью. При склеивании способом сжатия обязательно следят за тем, чтобы при установке зажимов не произошло смещения поверхностей, которое потом уже невозможно будет восстановить. Чтобы шов получился хорошим, прочным, работать лучше всего в комнате, где температура не опускается ниже 20°. Также клей нужно наносить тонким ровным слоем, при этом клей не должен быть слишком жидким. Но и толстый слой тоже недопустим - при высыхании он растрескается.

Также не рекомендуется шлифовать склеиваемые поверхности - плоскости должны быть немного шероховатыми, что позволит получить надежное соединение. Если необходимо склеить сразу несколько деталей, нельзя наносить клей сразу на все - в нижних слоях клей начнет схватываться, но не будет равномерно распределен, от этого поверхность получится волнами. Чтобы этого не случилось, детали делят на несколько частей, склеивают планки частей между собой, а потом уже и части. Склеивать лучше всего по уровням, например, в один прием - ножки стульев, в другой - сиденья.

Если приходится склеивать сложную конструкцию, состоящую из множества узлов, то сначала соединяют все детали без клея, подгоняют, если что-то выступает, и только потом наносят клей. Явные дефекты при склеивании устранить не удастся, а разобрать уже склеенную конструкцию без ее повреждений тоже невозможно. После того как нанесли клей на узлы конструкции, необходимо ее положить под пресс и выдержать определенное время, чтобы клей полностью схватился и подсох. Если использовали столярный клей, то вынуть деталь из-под пресса можно только через 1 сут. Клей ПВА требует меньше времени - всего 4-5 ч. Но это еще не означает, что клей полностью высох и конструкция готова к дальнейшей работе. После того как истекло необходимое время, ослабляют зажимы, проверяют, нет ли сдвигов слоев, и кладут все еще на 1 сут., чтобы клей высох полностью.

Наклеивание

Наклеивание отличается от склеивания тем, что здесь выполняют только облицовочные работы. Это достаточно простой способ имитировать массивы ценных пород древесины, используя только шпон и деревянную основу. Кроме этого, этот прием поможет и при изготовлении мозаики, которая прекрасно украсит крышку любого стола, створки шкафа, тумбочку в спальне и т. п. Хотя здесь и используется шпон ценных пород древесины, а сама работа требует внимательности и точности глаза, эту работу может выполнить даже человек, который никогда не имел дела с деревом. Это скорее похоже на аппликацию из бумаги и картона. Но здесь есть несколько особенностей, о которых всегда надо помнить и соблюдать во время работы.

Приклеивать шпон нужно только на очень ровную поверхность, немного шероховатую, но без видимых зазубрин. Если можно так сказать, поверхность основы должна быть бархатной.
Шпон обязательно должен приклеиваться поперек направления волокон основы, но не вдоль, иначе могут появиться трещины, которые только испортят поверхность. Они возникают из-за разной усадки шпона и основания.
Если используется дорогой шпон и наклеивается на древесно-стружечную плиту, то обязательно наклеивают промежуточный слой из дешевого шпона или хлопчатобумажной ткани.
Используя шпон из капа или древесины с высокой свилеватостью, подбирают основу из тщательно высушенной древесины, чтобы потом не образовались трещины.
Для наклеивания шпона на небольших поверхностях используют клей ПВА, а на больших - столярный клей. Это поможет сделать наклеивание более качественным.

Так же как и склеивание, наклеивание ведется 2 способами: запрессованием и притиркой. И тот и другой способ выполняются в следующей последовательности:

сначала наносят на основу слой клея, затем накладывают на нее шпон, проглаживают чистой суконкой, тем самым удалив из-под него все воздушные пузыри. После этого для лучшего соединения смачивают сверху шпон губкой с теплой водой. Через 1-2 ч, когда клей начнет загустевать, притиркой проглаживают шпон по направлению волокон, стараясь не задирать кромки. Для этого все движения должны быть направлены к кромкам или по диагонали к ним;
перед тем как оставить конструкцию до полного склеивания, нужно положить листы белой бумаги на швы. Теперь все это можно оставить так, как есть, а можно положить под пресс, сверху на шпон уложив бумагу, затем прокладку и только потом зажать струбцинами;
в качестве пресса для деталей с неровной изогнутой поверхностью может использоваться просеянный и подогретый песок. На поверхность кладут сначала лист бумаги, тем самым защитив шпон от загрязнения, а потом холщовый мешок с песком. Чем больше песка, тем больше будет оказываться давление. Но оно не должно быть чрезмерным, чтобы не произошло деформации шпона. Оптимальное давление будет оказываться слоем песка в 9-11 см. Освобождать поверхность от такого пресса можно только после окончательного остывания песка, чтобы шпон не «пошел пузырями».

При наложении шпона на основу могут появиться некоторые недостатки. Прежде всего, это образование так называемых чижей - мест, где слой клея был недостаточным и произошло образование воздушных подушек. Обнаружить такие участки поможет самое простое простукивание - пустые места будут глухо звучать под ударами. Чиж следует надрезать ножом-косяком, затем осторожно приподнять один край и пипеткой или шприцем с иглой с большим просветом влить в пустоту несколько капель клея. После этого тряпкой, поглаживая поверхность круговыми движениями, распределяют клей внутри бывшего чижа и проглаживают шов, на который потом нужно наложить бумажную полоску. Затем это место необходимо прогладить утюгом, нагретым до температуры в 100-110 °С (цифра «1» на регуляторе температур).

Воздушные пузыри, образовавшиеся из-за неравномерной притирки, чаще всего имеют выпуклую форму. Такой пузырь также надо разрезать, немного размочить шпон вокруг пузыря, затем влить несколько капель клея из пипетки или шприца и притереть теплым утюгом через бумагу. Некоторые детали из шпона при наклеивании способны смещаться. Таким образом, у кромок появляются миллиметры лишнего шпона. Только после полного закрепления клея их придется выровнять. В зависимости от размеров выступающих краев используют либо нож-косяк, либо рубанок. Рубанок пригоден только при сравнительно небольшом выступе - примерно в 1 мм. Больший выступ снимается ножом-косяком. При этом обязательно кладут рядом с деталью планку такой же толщины, чтобы при выравнивании не произошел отлом шпона.

С древних времён, после освоения орудий труда, человек приступил к строительству жилища из дерева. Пройдя эволюцию, человек тысячелетиями продолжает улучшать строительство своего жилища. Конечно современные технологии упростили строительство, дали широкую возможность для фантазии, но основные знания о свойствах деревянных конструкций переходят из поколения в поколонее. Рассмотрим способы соединения деревянных деталей.

Рассмотрим способы соединения деревянных деталей, с которыми сталкиваются начинающие мастера. В основном это плотничные соединения, передаваемые из поколения в поколение, эти навыки применяются уже не одно столетие. Прежде чем приступить к соединению древесины, мы подразумеваем, что древесина уже обработана и готова к употреблению.

Первое основное правило, которое следует выполнять при соединении деревянных деталей - тонкую деталь крепят к более толстой.

Наиболее часто встречающиеся способы соединения древесины, которое понадобится при строительстве приусадебных построек бывает нескольких видов.

Соединение в торец

Это один из самых простых способов соединения (сплачивание). При этом способе необходимо как можно более плотно подогнать поверхности двух соединяемых элементов. Детали плотно прижимают друг к другу и скрепляют при помощи гвоздей или шурупов.

Способ простой, но для получения качества изделия необходимо выполнить несколько условий:

Длина гвоздей должна быть такая, что бы они пройдя через всю толщину первой заготовки, зашли своим острым концом в основу другой детали на глубину равную не менее ⅓ длины гвоздя;

Гвозди не должны располагаться на одной линии, а количество их должно быть не менее двух. То есть один из гвоздей смещают от осевой линии вверх, а второй наоборот вниз;

Толщина гвоздей должна быть такова, чтобы при их забивании в древесине не появилась трещина. Избежать появление трещины в древесине поможет предварительное сверление отверстий, причём диаметр сверла должен быть равный 0,7 диаметра гвоздей;

Для получения лучшего качества соединения, соединяемые поверхности предварительно хорошо смазать клеем, причем лучше применять влагостойкий клей, например эпоксидный.

Соединение в наклад

При этом методе, две детали накладываются одна на другую и скрепляются при помощи гвоздей, шурупов или болтов. Деревянные заготовки, при этом способе соединения, могут размещаться по одной линии или смещаться под определенным углом друг относительно друга. Для того что бы угол соединения заготовок был жестким, необходимо скрепить детали не менее, чем четырьмя гвоздями или шурупами двумя рядами по две штуки в ряду.

Если вы крепите при помощи только двух гвоздей, шурупов или болтов, то располагать их следует по диагонали. Если гвозди будут иметь сквозной выход через обе детали, с последующим загибанием выступающих концов - этот способ соединения значительно увеличит прочность. Соединение в наклад не требует высокой квалификации мастера.

Соединение в полдерева

Этот способ более сложный, он требует уже определенных навыков и более скрупулезного подхода к работе. Для такого соединения, в обеих деревянных заготовках делают выборку древесины на глубину равной половине их толщины, и шириной, равной ширине соединяемых деталей.

Соединять детали в полдерева можно под различными углами.

Важно соблюдать следующее правило:

Чтобы угол выборки на обеих деталях был равным, а ширина обеих выборок строго соответствовала ширине детали. При соблюдении этих условий, детали плотно прилегают к друг другу, а их кромки разместятся в одной плоскости. Скрепляют соединение гвоздями, шурупами или болтами, а для усиления прочности все так же используют клей. В случае необходимости, такое соединение может быть и частичное. То есть, конец одной из заготовок срезают под определенным углом, а в другой детали выполняют соответствующую выборку. Такое соединение применяется при угловом сплачивание. Оба шипа (выборки) в данном случае подрезают под углом 45 градусов, а стык между ними располагается по диагонали.

Сращивание по длине

Такое сращивание брусков и балок по длине имеет свои особенности.

На примет для вертикальных опор сращивание является простым.

Но совсем другое дело, когда балка или брус в месте сращивания подвержены нагрузкам на изгиб или кручение, в таком случае простым креплением гвоздями или шурупами не обойдёшься.

Сращиваемые детали срезают под углом (в косую накладку) и сжимают болтами. Количество болтов зависит от прилагаемых нагрузок, но их должно быть не менее двух.

Иногда устанавливают дополнительные накладки, например, металлические пластины, лучше с обеих сторон, сверху и снизу, для прочности можно дополнительно скрепить проволокой.

Соединение в шпунт

Такое соединение применяют при настилке пола или для досок обшивки. Для этого в грани одной доски выполняют шип, а в другой - паз.

При таком сращивании исключаются щели между досками, а сама обшивка приобретает красивый вид. Обработанная соответствующим образом пиломатериалы, поступают в торговую сеть, где их можно приобрести в готовом виде.

Примером таких материалов могут служить половая доска или вагонка.

Соединение “гнездо-шип”

Это одно из самых распространенных соединений деревянных деталей.

Такое соединение обеспечит прочное, жесткое и аккуратное сплачивание.

Само собой разумеется, что оно требует от исполнителя определенных навыков и аккуратности в работе.

При выполнении этого соединения, нужно помнить, что не качественное шиповое соединение не добавит надежности и не будет иметь красивый вид.

Шиповое соединение состоит из паза, выдолбленного или высверленного в одной из деревянных деталей, а так же шипа, выполненного на конце другого, прикрепляемого элемента.

Детали должны иметь одинаковую толщину, но если толщина разная, то гнездо изготавливается в той части, которая более толще, а шип изготавливается во второй, более тонкой части. Соединение выполняют на клею с дополнительным скреплением гвоздями, шурупами. При ввинчивании шурупа нужно помнить, что предварительное сверление облегчит этот процесс. Головку шурупа лучше утаивать, а направляющее отверстие должно составлять ⅔ диаметра шурупа и быть на 6 мм меньше его длины.

Одним из очень важных условий, является одинаковая влажность соединяемых деталей. Если соединяемые элементы имеют различную влажность, то при высыхании шип уменьшится в размере, что приведет к разрушению всего соединения. Именно поэтому соединяемые детали должны иметь одинаковую влажность, близкую к условиям эксплуатации. Для наружных конструкций влажность должна находится в пределах 30-25%.

Использование древесины для украшения построек.

Выбор древесины.

В резьбе для выполнения больших поделок с крупными элементами нередко используют древесину хвойных пород , как основную. Они доступны, а полосатая текстура может быть обыграна в орнаментах.

В качестве фона для накладной и прорезной резьбы, используется пихта .

Ценным материалом является кедр , его мягкая, с красивой текстурой и приятным желто-розовым или светло-розовым цветом ядра древесина. Древесина легко режется, мало растрескивается при усушке и устойчива к гниению.

Древесина груши используется для высокохудожественных деталей резьбы, так как она прочна и мало коробится от атмосферных воздействий.

Тополь , древесина очень мягкая и легкая - используется для изготовления резной декоративной колонны или фоновых щитов для крепления накладной резьбы.

Для изготовления цепочек из круглых колец хорошо использовать древесину яблони . Эту древесину используют в небольших поделках, в накладной резьбе. При этом используются пружинистые свойства яблони.

Так же используется древесина липы . Очень легкая, хорошо строгается, отлично сверлится и шлифуется.

Резьба из дуба трудоемка в изготовлении из-за его твердости.

Но дуб не боится влаги, не коробится. Изделия из натуральной древесины очень красивы, но бъют по карману. Для снижения стоимости изделия применяется шпонирование. Например, двери шпонированные выполняются, по заказу клиента, "под дуб". Получаем красивые двери, внешне схожи с натуральными, но по цене намного ниже.

Все фото из статьи

В этой статье мы сделаем обзор того, какие возможны варианты соединения изделий из дерева. А таких способов превеликое множество, от простого соединения встык до сложнейшего соединения «ласточкин хвост». Важно помнить, что не все их можно выполнить самостоятельно, но лишней нижеизложенная информация точно не будет.

Надежная сцепка — залог прочности и надежности для любой конструкции

Перечисляем допустимые варианты

Все они отличаются своей прочностью и сложностью, к примеру, корпус шкафа собирают фальцевым или стыковым соединением, реже используют совмещение «в паз» или «в ус». А вот для изготовления дверной рамы или панели пригодится мастерство шипового соединения.

Ниже перечислены способы соединения деревянных деталей.

Соединение деталей «встык»

Стыковым совмещением называют закрепление краев. Для этого обыкновенно используют крепежные средства и клей. Но стыковое соединение не очень-то надежное, поэтому его следует упрочнять, что сделать не так уж и сложно.

Крепление «встык» желательно упрочнять металлическим креплением: уголками и саморезами

Такой способ обыкновенно применяют при сборке лицевой рамы шкафа, где прочность не играет важной роли, поскольку части рамы надежно прикрепляются к самому шкафу. Соединение деревянных конструкций «встык» обычно укрепляют ламелями или нагелями, которые способны совместить отдельные части во время склейки.

Скрепление деталей «в ус»

Это совмещение имеет некоторые отличия от предыдущего. При склейке поверхности детали скашиваются под углом 45° по отношению к оси . Соединение деревянных деталей «в ус» также необходимо упрочнять с помощью дополнительного крепежа.

К сведению! Обычно такой способ объединения применяют в том случае, когда необходимо соединить два отрезка молдинга в углу.

Упрочнение соединения деталей из древесины

Как уже говорилось выше, упрочнить можно с помощью обыкновенных деревянных нагелей. Нагельные укрепления обыкновенно совершают с помощью двух нагелей, вклеенных в один и в другой конец поперечины, в вертикальные стойки, в соответствующие им гнезда. Существует определенная инструкция выполнения таких соединений:

Размечаем гнезда для нагелей:

Для четкой разметки, необходимо подлежащие скреплению детали приложить друг к другу.
Провести линию карандашом, отмечая места для нагелей.

Продолжить линию на кромку каждой из заготовок, с помощью угольника.
Высверливаем гнезда для нагелей:

Для того чтобы гнездо расположилось ровно посредине деревянной детали, необходимо использовать кондуктор для сверления.
Чтобы гнездо получилось необходимой глубины, необходимо использовать муфту для стопора.

Совет! Если у вас нет стопорной муфты, можно заменить ее, надев на сверло маленький кусочек пленки.

Собираем детали:

Необходимо нанести на нагель клей и вставить его в соответствующее гнездо первой детали.
Соединяем детали вместе.
Зажимаем.
Оставляем на время, чтобы дать клею высохнуть.

Упрочнение соединения при помощи ламелей

Если сравнивать виды соединений деревянных конструкций, безусловно, выигрывает ламельное объединение. Пусть цена таких соединений будет чуточку выше, зато с ними очень легко и удобно работать.

Ламели – это спрессованное дерево в виде сплющенных шариков. Гнезда для таких шариков вырезают при помощи специальной ламельной машины. При этом отверстие получается идеальной формы. А из-за того, что ламели немного короче, нежели гнездо, совмещение деталей при склеивании получается более точным. Это очень не удобно.

Если повнимательнее присмотреться к массивной старинной мебели или дверям, то в глаза бросается красивая и равномерная текстура: изделие кажется вырезанным из одного большого куска дерева. Только при ближайшем рассмотрении можно выделить отдельные дощечки, которые и составляют общую поверхность.

Раньше мебель не изготавливали, как это делается сегодня, из толстых досок. Просто столяры были искуснее. Из множества тонких дощечек они могли сделать большую панель с идеально гладкой поверхностью. Хотя известно, что дерево живет своей довольной бурной жизнью, даже когда оно больше не соединено корнями с землей. Оно подвергается воздействию температуры и влажности, а также механическим, нагрузкам, в результате чего может неожиданно проявить свой «характер».

Техника соединения дощечек так, чтобы они долго оставались ровными и гладкими, называется соединением встык по длине.

Нужно внимательно рассмотреть каждую дощечку и сравнить ее текстуру с текстурой соседних деталей: древесные волокна каждой детали должны проходить в обратном направлении по сравнению с волокнами соседних дощечек. Так одна доска «запирает» другую.

Характер текстуры зависит от того, из какой части ствола вырезана доска — из средней или крайней. Доски можно разложить по-разному: в одном случае так, что поверхность будет казаться срезом одного ствола, в другом, перемешав доски, создать необычный узор.

Но в любом случае при подгонке доски должны располагаться друг против друга так, чтобы получался волнистый узор. Поэтому достичь эффекта «целого дерева» и при этом «запереть» дерево очень непросто. Ведь видны попеременно то лицевая (обращенная к сердцевине дерева), то изнаночная (обращенная к коре) сторона досок.

Чтобы доски по длине плотно прилегали друг к другу, края должны быть абсолютно прямыми. Нужно вертикально закрепить доску между двумя направляющими досками и обработать поверхность рубанком. Обрабатывайте древесину сразу, не откладывая, — при изменении влажности воздуха она может снова деформироваться.

По столешнице, собранной из досок, раньше судили о мастерстве столяра. Умение соединять доски встык по длине может пригодиться и сегодня. Мы покажем и расскажем, как это делается.

Маркирование и склеивание

Как правильно соединять доски по длине вставной планкой

Планка укрепляет соединение по всей длине, выполняя при этом две функции: она увеличивает вдвое площадь стыковочных участков, покрываемых клеем, так как проникает внутрь обеих досок, что придает соединению дополнительную прочность, а благодаря противоположному направлению волокон в планке по отношению к волокнам в основных деталях соединение более устойчиво к нагрузкам.

Использование фанеры

Для планки, которая должна быть очень тонкой, самый подходящий материал — фанера. Если, к примеру, вы возьмете планку из цельного дерева, то расположение волокон в планке и досках окажется параллельным. При этом будет достигнута высокая прочность соединения, но сама планка не выдержит нагрузки и сломается, если доски начнут прогибаться. Можно использовать планку с поперечным направлением волокон. Она хорошо выдерживает нагрузку при прогибании досок и придает большую прочность соединению, но такие планки ограничены по длине и крайне ненадежны при продольных нагрузках. Многослойная фанера компенсирует недостатки планок из цельного дерева, обеспечивая соединению прочность.

Альтернатива рейке — вставные шипы, которые располагают с посадкой на клей на расстоянии 10-20 см друг от друга. Сначала в одной доске высверливают отверстие для шипов, затем специальными маркерами помечают расположение шипов на другой доске.

Левая планка длиннее, средняя — толще, чем нужно, правая выполнена правильно. Она должна быть короче общей высоты пазов, чтобы осталось место для клея.

Глухое соединение с использованием планки из многослойной фанеры. Планка полностью скрыта, а доски в торцах сохраняют целостность.

Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы - это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды: торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) - соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками. Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис. 1 - 5). Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс - для изделий мебельного производства, а третий - для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары. Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками. При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5 - 1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 - 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) применяют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Рис. 1. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся сжатию: а - с прямой накладкой вполдерева; б -с косой накладкой (на «ус»); в - с прямой накладкой вполдерева со стыком в тупой угол; г - с косой накладкой со стыком в шип.

Рис. 2. Торцевые соединения брусьев (наращивание), сопротивляющиеся растяжению: а - в прямой накладной замок; б - в косой накладной замок; в - с прямой накладкой вполдерева со стыком в косой шип (в ласточкин хвост).

Рис. 3. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся изгибу: а - с прямой накладкой вполдерева с косым стыком; б - с прямой накладкой вполдерева со ступенчатым стыком; в - в косой накладной замок с клиньями и со стыком в шип.

Рис. 4. Сращивание врубкой с усилением клиньями и болтами.

Рис. 5. Торцевые соединения брусьев, работающие на сжатие: а - впритык с потайным выдолбленным шипом; б - впритык с потайным вставным шипом; в - с прямой накладкой вполдерева (соединение может быть укреплено болтами); г-с прямой накладкой вполдерева с закреплением проволокой; д - с прямой накладкой вполдерева с закреплением металлическими обоймами (хомутами); е - с косой накладкой (на «ус») с закреплением металлическими обоймами; ж - с косой накладкой и закреплением болтами; з - разметка косой накладки; и - впритык с потайным четырехгранным шипом.

Рис. 6. Торцевые наращивания схемы фрезерования при торцевом склеивании заготовок: а - вертикальное (по ширине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; б - горизонтальное (по толщине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; в - фрезерование зубчатого соединения; г - выпиливание зубчатого соединения; д - выфрезерование зубчатого соединения; е - соединение в торец и склеивание.

Рис. 7. Сплачивание досок: а - на гладкую фугу; б - на вставную рейку; в - в четверть; г, д, е - в паз и гребень (с различными формами паза и гребня); ж - внахлест; з - с наконечником в паз; и - с наконечником в четверть; к - с перекрытием.

Рис. 8. Т-образные соединения брусков: а - с потайным косым шипом (в лапу или в ласточкин хвост); б - с прямой ступенчатой накладкой.

Рис. 9. Крестовые соединения брусков: а - с прямой накладкой вполдерева; б - с прямой накладкой неполного перекрытия; в - с посадкой в одно гнездо

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2 - 3 мм больше длины шипа. Это необходимо чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом, и в гнезде шипа после склеивания оставалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности- вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения. В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое - открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают. Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

При соединении деталей на «ус» (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина - в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16,а), при угле более 45° - две врубки (рис. 16,6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами. Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой «в лапу». Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Рис. 10. Угловые концевые соединения заготовок под прямым углом: а - с одинарным открытия сквозным шипом; б - с одинарным сквозным потайным шипом (впотемок); в-с одинарным глухим (несквозным) шипом впотемок; г - с одинарным сквозным полупотайным шипом (вполупотемок); д - с одинарным глухим шипом вполупотемок; е - с тройным открытым сквозным шипом; ж - в прямую накладку вполдерева; з - в сквозной ласточкин хвост; и - в проушины с подрезкой.

Рис. 11. Ящичные угловые соединения с прямыми сквозными шипами: а - выпиливание шиповых пазов; б - разметка шипов шилом; в - соединение шипа с пазом; г - обработка рубанком углового соединения.

Рис. 12. Угловые концевые соединения под прямым углом, укрепленные металлическими вставками - кнопками: а - 8-образной вставкой; б- клиновидной пластинкой; в- кольцами.

Рис. 13. Ящичные угловые соединения под прямым углом: а - прямыми открытыми сквозными шипами; б - косыми открытыми сквозными шипами; в - открытыми сквозными шипами в ласточкин хвост; г - паз на вставную рейку впритык; д - в паз и гребень; е - на вставных шипах; ж - на шипах в ласточкин хвост вполупотёмок.

Рис. 14. Косые (на «ус») ящичные соединения под прямым углом: а - косыми шипами впотемок; б - косым соединением на вставную рейку; в - косым соединением на шипы впотемок; г - косым соединением, укрепленным трехгранной рейкой на клею.

Рис. 15. Прямые и косые соединения заготовок: а - на двойное соединение в косые паз и гребень; б - на прямой паз и гребень; в - на трехгранный паз и гребень; г - на прямой паз и гребень впотемок; д - на прямые сквозные шипы; е - на круглые вставные шипы впотемок; ж - на шип в ласточкин хвост; з - на паз и гребень, укрепленные гвоздями.

Рис. 16. Узлы в элементах фермы.

Рис. 17. Сопряжение бревен стен сруба: а - простая лапа; б - лапа с ветровым шипом; в - разметка лапы; 1 - ветровой шип (приямок)