Под сопряжением подразумевается вертикальное и горизонтальное соединение брусьев между собой. Наружные и внутренние стены брусового дома представляют собой уложенные друг на друга венцы, которые выполняются из брусьев. Такая сборная конструкция должна работать как единая система.
По вертикали такое соединение называется сплачиванием и осуществляется нагелями, диаметр которых составляет 30 мм для элементов шириной более 140 мм. Нагельное соединение наиболее простой, при этом надёжный и экономичный вид стыковки деревянных конструкций. Оно исключает распор и достаточно равномерно распределяет усилия в соединяемых элементах.
Если сравнивать металлические и деревянные нагели, то для домов из древесины предпочтительнее выбор деревянных. Это объясняется природными свойствами дерева, которые значительно отличаются от свойств металла.
Вследствие усушки и деформации структуры древесины, а также возникновения в ней напряжения металл будет сминать её. Это значительно ослабит соединение брусьев между собой, кроме того, они могут зависать, образовывая щели в стенах.
Металл во влажной среде подвержен коррозии, что не только ухудшает эстетику дерева при появлении коричневых пятен, но также уменьшит надёжность нагельного соединения.
Деревянные нагели имеют сходную структуру с брусьями, поэтому в процессе осадки дома не создадут напряжения в соединяемых элементах. Их изготавливают из плотной сухой древесины, причём влажность соединительных элементов должна быть на 2 – 3 % меньше влажности стенового материала.
Устанавливают нагели в вертикальное отверстие, диаметр которого должен быть равным диаметру нагеля. Они могут пронизывать два или три бруса сразу. Установка нагелей производится от угла, отступив 20-25 см. Далее их располагают с шагом 150 – 200 см в шахматном порядке по вертикали.
Нагель вставляется так, чтобы сверху и снизу вертикального отверстия оставался зазор (0,8 – 1,5 см) для осадки стен. Все межвенцовые швы должны быть пронизаны нагельным соединением, иначе не произойдёт передачи усилий в сплачиваемых элементах друг другу и станет возможно горизонтальное смещение брусьев. Пространственная работа всей конструкции дома будет нарушена.
Разновидности угловых врубок в домах из бруса. Какую лучше выбрать?
Угловое соединение брусьев является конструктивно важным узлом в доме. В процессе усадки дома здесь возникают усилия сжатия, растяжения и сдвига, которые элементам врубок необходимо выдерживать. Кроме того соединение должно быть достаточно плотным, чтобы избежать попадания и застаивания в нём наружной влаги.
В зависимости от проектного решения наружных стен из бруса угловые соединения делают двух типов:
- Вариант «с остатком» предполагает выпуски брусьев наружу, которые отделываются как пилястры.
- Вариант «без остатка» подразумевает углы без выноса стен за пределы периметра дома.
Название угловых врубок для стен из бруса не отличается от врубок из бревна. Наиболее древнее соединение с остатком имеет название «в чашу» или «в обло», так как «облый» в прошлом означал «круглый». В нижнем бревне вырубалась как бы чаша, в которую вкладывалось верхнее бревно перпендикулярной стены угла. Существует вариант врубки, когда выемка делается в верхнем бревне. Тогда такое соединение называется «в охлоп». Верхнее бревно как бы прихлопывает нижний.
В стенах из бруса округлая чаша не вырубается, а делаются прямоугольные замочные пазы. Они могут выпиливаться или стёсываться:
- с одной стороны на глубину равную половине сечения бруса;
- с двух сторон на глубину равную ¼ сечения бруса;
- со всех четырёх сторон бруса.
Существует разновидность угловой врубки, четырёхсторонний замочный паз, её изготавливают с округлой чашей. В данном случае опиленная часть верхнего бруса имеет форму цилиндра. Когда делается паз с одной стороны и в нём оставляется небольшой шип посередине, а в верхнем брусе под него устраивается паз, такое соединение называют «в курдюк».
Чтобы уменьшить возможность продувания угла, в пазу делается шип, который называется присеком. Такое сопряжение брусьев называется «в присек». Оно более трудоёмко в исполнении и более подвержено гниению.
Углы без остатка выполняются угловой врубкой под названием «в лапу». Выступающие скошенные части наружных стен увеличивают устойчивость и прочность объёмной конструкции здания. Такое соединение не продуваемо и достаточно хорошо сохраняет тепло.
В отличие от него углы без остатка, выполненные с выемкой с одной стороны («в полдерева») и параллельными гранями, похвастаться такими достоинствами не могут. Прочность их значительно меньше, они продуваемы и могут пропускать холодный воздух вовнутрь. Чтобы защитить такой угол от влаги и ветра, его лучше обшить досками.
Чтобы увеличить устойчивость и прочность угла без остатка, применяется соединение с трапециевидным шипом и соответствующим пазом. Его ещё называют «ласточкин хвост».
Вариантов таких шипов существует несколько. Косые выемки делаются с одной, двух, трёх или четырёх сторон. Здесь важно, что брусья, как бы заклиниваются друг в друге, создавая надёжное прочное соединение. Такой угол называют «тёплым», так как его конструкция исключает возможность продувания и попадания влаги.
Для домов из бруса применяются также шпоночные соединения. Шпонки имеют прямоугольную форму, либо трапециевидную («ласточкин хвост»). Вставляются они в пазы соединяемых брусьев. Размер прямоугольного паза в ширину составляет ¼ от ширины бруса, а глубина - 1,2 ширины паза. При этом длина шпонки равняется двум длинам паза минус 10 мм, её толщина равна ширине паза минус 5 мм.
Существует угловое соединение с коренным шипом. Со стороны внутреннего угла в одном из брусьев делается шип, а в другом по его размерам – паз. Такой угол в обязательном порядке скрепляется вертикальным нагелем. Размеры шипа и паза одинаковы и составляют:
- в длину - 0,2 ширины бруса;
- в ширину – 0,8 длины паза.
Стык брусьев на шпонках и с коренным пазом менее прочное и более холодное сопряжение, если его сравнивать с тёплым углом («ласточкин хвост»).
Продольное соединение брусьев в венцах
Принцип стыковки брусьев по длине остаётся тем же, что при угловой врубке:
- Соединение с коренным шипом отличается от угловой врубки только центральным расположением шипа и соответственно паза в торце бруса.
- На шпонках. Шпонки здесь также вставляются в центрально расположенные пазы.
- «В полдерева». В данном случае брусья не накладываются друг на друга, а стыковка производится в перпендикулярном направлении. То есть зигзаг соединения виден сверху.
- Врубка «на косой замок» практически не отличается от врубки «в полдерева». Внутренняя продольная сторона паза в данном случае имеет зигзаг в виде двух разнонаправленных половинок прямоугольника. Такой вид соединения более прочен.
- Врубка «ласточкин хвост» довольно часто применяется и в продольной стыковке брусьев, поскольку она имеет более высокие показатели по прочности и теплоизоляции по сравнению с вышеперечисленными видами продольного соединения брусьев в венце.
Угловые врубки внутренних стен в наружные
Внутренние стены соединяются с наружными теми же врубками, как и в углах дома. Это может быть вариант и с остатком, и без остатка. Самое главное, чтобы соединение не ослабило конструкцию стены. Поэтому в месте врубки под бревном должен располагаться фундамент (ленточный, столбчатый). Важно, чтобы окладной венец с учётом внутренней стены плотно прилегал к нему.
Чтобы вся конструкция сруба работала одинаково, необходимо все врубки выполнять одного типа. Очень важно оставлять зазоры в любом типе врубок, но не более 5 мм. Они необходимы для компенсации процесса осадки дома.
