Угловая врубка. Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, т. к. детали находятся друг относительно друга под определенным углом.
В зависимости от величины угла различают два типа такого соединения, которые направлены непосредственно 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. 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.
Врубка в лапу. 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, а затем разделить его стороны на 8 частей. Затем из куба на торцевой поверхности вырубите 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. При соединении бревен таким типом крепления готовый сруб будет очень прочным (рис. 26). 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 металлическими 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 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, отшкурьте и закруглите нагель со всех сторон. После этого можно установить гвоздь на просвет отверстия, поставить на него дощечку и забить молотком. Дощечка нужна для того, чтобы во время забивания нагель не растрескался и не раскололся.
Шканты чаще всего применяют для закрепления на коньке крыши стропил. В отличие от нагелей, которые бывают преимущественно круглыми, шканты могут быть также 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 использованием клея.
Клинья применяются в столярном и плотничном деле гораздо чаще, 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 две части: у одной обтесана только одна сторона, у другой части обтесаны две стороны. Чаще всего для изготовления клиньев используется древесина хвойных пород.
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 как проходить через шпонку, так и не затрагивать ее, сжимая только балки. В зависимости от того, какая часть древесного ствола была использована при изготовлении шпонки, выделяют продольные, поперечные, продольные косые деревянные шпонки 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 двух 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 две 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.
Шурупы. Используя при креплении детали шурупы, вы получите более качественное и надежное крепление. Чаще всего шурупы используют для крепления дверных и оконных петель, ручек, штапиков, обкладок и т. п. При креплении с помощью шурупа практически не нарушается целостность внутренних слоев древесины, не происходит их смещения, 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.
Болты. Основное предназначение болтов — соединять между собой бревна, брусья или толстые доски в несущих конструкциях. В зависимости от толщины балок их диаметр может колебаться от 10 до 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 надевается шайба, 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 двух 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 слесарей. Чаще всего для крепления несущих конструкций используют хомуты из нержавеющей стали, которые представляют собой полоски толщиной 8–16 мм и шириной от 28 до 105 мм. Хомуты могут быть прямо-угольными, квадратными и круглыми и используются в зависимости от формы соединяемых деталей. На место крепления двух или более досок или балок установите одну половину хомута, с другой стороны на этом же уровне установите вторую часть и затяните их болтами.
Уголки представляют собой металлические полоски из нержавеющей стали с несколькими отверстиями для крепления. Такие уголки могут быть прямыми или комбинированными, т. е. посередине имеется еще одна планка, расположенная под углом 45°. Различная толщина и ширина уголков позволяет использовать их и при креплении оконных рам, дверных полотен, ворот и т. п.
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 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 или S-образную скобу. Концы такой скобы располагаются 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 напоминает концы скобы. Именно они используются при закреплении оконных блоков и дверных коробок в проемах. Длина глухарей может колебаться от 10 до 12 см.
Возведение стен из древесных материалов
Стены лучше всего делать из ели или сосны, потому что сосновые и еловые доски и бревна содержат смолу, благодаря которой они долго не рассыхаются и обладают стойкостью к атмосферным осадкам. Стены могут изготавливаться из бревен, которые горизонтальными рядами укладываются друг на друга и скрепляются (связываются) в углах врубками.
Стены из бревен
Ряд бревен, скрепленных по периметру вышеописанным способом, называется венцом. Венцы, сложенные друг на друга на высоту от основания дома до крыши, называются срубом, в котором нижний венец является окла́дным.
При возведении бревенчатых стен окладный венец изготавливайте из толстых бревен, обтесанных на два канта (один кант обтесывайте с той стороны, на которой бревно будет лежать на фундаменте, другой кант — с внутренней стороны). Чтобы бревна находились в устойчивом положении и хорошо прилегали друг к другу, делайте кант шириной не менее 15 см. Венцы скрепляйте между собой в 13–15 сантиметровый паз, выбранный в нижней части каждого бревна. При выбирании паза вы можете придать ему форму полукруга или треугольника.
Практика показывает, что пазы в форме полукруга гораздо лучше и удобнее, чем пазы в форме треугольника. Во все пазы кладите любой теплоизоляционный материал, например войлок, высохший мох, паклю. Затем венцы скрепите между собой с помощью прямоугольных шипов, высота которых может быть от 120 до 150 мм, а толщина — 25 мм.
Крепление стен с помощью вставных прямоугольных шипов. Углы стен бревенчатого дома вы можете рубить с остатком или без остатка. В первом случае концы бревен должны выходить за внешнюю поверхность стен на расстояние, равное диаметру бревна.
Углы стен, рубленные с остатком. При рубке углов без остатка в лапу или в обло вы можете сэкономить на расходе материала и получить непродуваемые углы. Делая углы вторым способом, т. е. без остатка, вы можете соединять бревна как простым, так и сложным способом, при котором в нижних бревнах делаются гнезда, а в верхних — потайные шипы. Если вы собираетесь срубить стены в обло, то делайте это следующим образом: при укладке окладного венца возьмите два нижних бревна и расположите их параллельно друг другу. Затем поперек уже положенных бревен положите два новых бревна и нанесите на них разметку при помощи такого инструмента, как черта.
Рубка углов в обло. Ножки инструмента раздвиньте на радиус нижнего бревна. После этого к нижнему бревну подставьте черту таким образом, чтобы ее концы стояли строго перпендикулярно к размечаемым бревнам. Далее одну из ножек двигайте по нижнему бревну, а другой делайте контур этого бревна на верхнем. То же самое выполните на другом конце бревна. Закончив разметку, положите материал разметкой вверх и с помощью топора по намеченным линиям сделайте так называемые чашки. Когда чашки будут вырублены, установите в них бревно. Проверьте, плотно ли бревно сидит на своем месте, если нет, то подгоните его.
Вышеописанным способом вырубите чашки во всех бревнах окладного венца. На вышележащих венцах, кроме чашек, вам нужно будет выбрать пазы, размеры которых сначала очерчиваются чертой. С двух сторон верхнего бревна нанесите риски, глубокие отметки, на ширину будущего паза. После этого с помощью топора сделайте насечки нужной глубины. Затем приступайте к выборке паза, глубина которого должна равняться намеченному размеру черты. Когда паз будет готов, бревно поставьте на место.
Рубка углов в лапу. Если вы хотите рубить углы в лапу, то помните, что в этом случае углы будут более холодными, чем при рубке углов в обло, поэтому их нужно будет хорошо заделывать теплоизоляционным материалом и закрывать угловыми досками.
Сначала обтешите концы бревен на длину, равную их диаметру, таким образом, чтобы они приобрели форму квадратного бруса. На каждом из обтесанных концов отметьте толщину канта. Затем вертикальные стороны и торец разделите рисками на восемь частей так, чтобы они были одинаковыми по размеру. Проведите через риски параллельные обтесанным сторонам линии и пометьте ребра как АБ, ВГ, ДЕ и ЖЗ. После этого снизу и сверху на каждом ребре отложите такие части: АБ — 1∕8 его части, ВГ — 2∕8, ДЕ — 2∕8, ЖЗ —3∕8. Намеченные вами точки соедините. Удалите ненужные участки древесины. Таким образом вы получите ребра в виде лап. Пазы сделайте так же, как при рубке углов в обло.
Для того чтобы бревна плотно прилегали друг к другу, в лапе можно сделать коренной (потайной) шип. Его размеры должны составлять примерно 1∕3 часть длины и ширины самой лапы, а стоять он должен вплотную к внутреннему углу.
Полностью сделанный сруб укройте рулонным материалом (рубероидом, толем) или досками так, чтобы на него не попадали атмосферные осадки, и дайте ему постоять не менее года. За год в результате усыхания древесины и уплотнения теплоизоляционного материала бревенчатые стены осядут примерно на 10–12 см. Поэтому при изготовлении сруба делайте его выше указанной в проекте высоты на 10–12 см. При вырубке гнезда помните о том, что его глубина должна быть на 1,5–2 см больше длины шипа.
Когда сруб даст осадку, его можно будет поставить на фундамент. На ровную и гладкую поверхность цоколя положите гидроизоляционный слой, например толь или рубероид, затем покройте его широкой с битумным слоем доской толщиной 0,5–0,6 см, а сверху расстелите стекловату, паклю, войлок или другой теплоизоляционный материал. Только после этого кладите окладной венец, который также покройте теплоизоляцией, затем второй венец и снова теплоизоляционный слой и т. д. Над дверными и оконными проемами не забудьте сделать зазоры для осадки. Размер их должен быть равен 1∕20 части высоты проемов. Зазоры также заполните паклей, стекловатой или войлоком, поместите в них бруски и законопатьте.
Конопаточные работы. Для того чтобы в бревенчатом доме было тепло, дважды проконопатьте швы между бревнами: первый раз — перед тем как оставить сруб на осадку, второй — после осадки. Законопатить швы вы можете с помощью пеньки, войлока и пакли. Конопатить нужно будет двумя способами: внабор и врастяжку.
Конопатить внабор вам придется в тех местах, где имеются большие щели и широкие пазы. Для этого из пакли сделайте длинные пряди толщиной 0,2 см и смотайте их для удобства в клубки. После этого вставьте пряди пакли в паз или щель. Количество прядей зависит от ширины и глубины паза: чем он глубже и шире, тем больше прядей приходится в него забивать.
Уплотнять паклю начинайте сверху, а затем снизу. Проконопачивайте пазы снизу вверх по всему периметру дома сначала с внешней, а потом с внутренней стороны. Конопатьте врастяжку неширокие пазы и щели. Для этого из пакли приготовьте прядь и вдавите ее при помощи лопатки в щель или паз. Делайте это до тех пор, пока щель и паз полностью не будут проконопачены. Паклю хорошо уплотните. Затем, сделав из пакли валик, поместите его в щель или паз и вбейте.
Обшивка стен. После того как все стены будут дважды проконопачены, вы можете приступать к их обшивке как снаружи, так и изнутри. В качестве обшивки применяется штукатурка, которая хороша тем, что предохраняет стены от возгорания. О том, как нужно оштукатуривать стены, смотрите в главе «Отделочные работы».
Стены из брусьев
Стены из брусьев отличаются простой конструкцией. Если вы хотите построить дом именно из этого материала, то заготавливайте брусья толщиной 12–14 см. В качестве прокладок используйте высохший мох или паклю.
Из брусьев сделайте сруб. Чтобы брусья плотно прилегали друг к другу и хорошо держались, скрепите их при помощи деревянных круглых нагелей, диаметр которых не более 3 см. Нагели поместите в заранее приготовленные отверстия, расположенные одно под другим, чтобы нагель мог соединять сразу несколько рядов брусьев.
Соединение угла с помощью коренного шипа. Для того чтобы углы строения были непродуваемыми, сделайте соединение брусьев при помощи коренных шипов.
Соединение угла с помощью вставных вертикальных реек (вполдерева). Соединять брусья вы можете не только коренным шипом, но и с помощью вставных вертикальных реек.
Для того чтобы сделать чердачное перекрытие или перекрытие между этажами, вам необходимо по стенам положить балки. Концы этих балок во внешних стенах прикрепите сковороднем, во внутренних — при помощи полусковородня. Балки, расположенные напротив друг друга, не кладите впритык, а врубайте на всю толщину стены. Стены из брусьев, как и стены из бревен, нуждаются в обшивке. Для обшивки вы можете выбрать такой материал, как кирпич или штукатурка.