Нагель (шкант) в строительном деле обозначает крепеж в виде штыря, и служит он для предотвращения смещения элементов строительной конструкции, так как при изменении температуры и влажности древесина также меняет свои характеристики – разбухает, усыхает, деформируется. Конструктивно нагель деревянный изготавливается круглым или прямоугольным, длина метиза – 120-150 мм. Также в домах из дерева может применяться не только деревянный нагель, но и железный или пластиковый. Для панельных строительных объектов производятся нагели по бетону.
Разновидности и характеристики нагелей
Теперь, когда мы знаем, что такое нагеля, можно рассмотреть их параметры и классификацию. При применении деревянных нагелей в соединении бруса, балок, бревен или других элементов конструкции штыри удерживают от непропорционального изменения размеров соединяемые детали при усушке дерева. Вбитый в древесину нагель для бруса при приложении изгибающих, сдвигающих или прямых нагрузок проворачивается из-за смятия древесины, и изгибается, увеличивая площадь соприкосновения и сопротивление нагрузке.
Если древесина набирает влажность, то ее объем увеличивается, и в месте нахождения нагеля для бруса начинается обратный сдвиг, то есть, нагрузка на метиз уменьшается, и нагель вновь занимает первоначальную позицию. Поэтому именно для деревянных конструкций, более подверженных изменениям геометрии и физических характеристик, деревянные нагеля предпочтительнее других типов метизов.
Преимущества, которыми обладают деревянные нагели:
- Шканты из дерева гораздо эффективнее выдерживают любые нагрузки, так как дерево – материал гибкий;
- Так как и нагели для бруса, и сам брус сделаны из древесины, их параметры схожи, и при усушке, переувлажнении или механических нагрузках объем и размеры изменяются одинаково и одновременно, что помогает сохранить целостность конструкции;
- При переувлажнении деревянный нагель расширяется, уплотняя и герметизируя соединение.
Недостатки: деревянный шкант служит намного меньше, чем металлический нагель, больших нагрузок выдержать не способен, поэтому использование таких метизов ограничено особенностями зданий и сооружений. 
Металлические нагели сделаны из железного прута, но их увеличенная долговечность и прочность не являются основанием для более частого применения в строительстве деревянных домов. образует слишком прочное и неподвижное соединение, которое удерживает деревянные детали от необходимых минимальных сдвигов пир усадке, усушке или увлажнении.
Достоинства металлических нагелей в строительстве:
- Фиксированный размер – это надежность удержания нагеля в заданном положении без выдавливания или проваливания;
- При забивании железных метизов верхних слой древесины не способен деформироваться или коробиться;
- На металлические нагеля проще крепить теплоизоляцию, использовать пружинную стяжку.
Недостатки: из-за высокого коэффициента теплопроводности железа в местах креплений часто появляются «мостики холода». При этом жесткое крепление помогает появлению и накоплению конденсата вокруг метизов, а резьбовая поверхность, разрушая при вкручивании древесину, облегчает впитывание влаги в деревянные элементы конструкции брусового сооружения. 
Классификация нагелей
Деталь нагель что это такое? Конструктивно и как деталь, имеющая определенные формы и размеры, эти метизы подразделяются на несколько подгрупп.
По функциональной принадлежности:
- Гладкий цилиндрический нагель – это круглый симметричный или асимметричный стержень из перечисленных выше материалов. В свою очередь, такие метизы подразделяются на:
- Гладкие цилиндрические изделия, которые вбиваются в заранее просверленные отверстия и соединяют элементы конструкции по длине. Для более плотного соединения диаметр нагеля и отверстия делается одинаковым. Кто хоть раз сверлил отверстия под шканты – знает, как важно соблюдать это условие. Из-за точности соблюдения диаметров лучше использовать дрель для сверления бруса под нагели со сверлом по дереву, а не по металлу – так внутренние края отверстия меньше разбиваются;
- Стяжной болт с гайкой тоже считается нагелем, и применяется для увеличения сил трения между элементами, что увеличивает несущую способность узла;
- Если диаметр отверстий при расчетах соединений оказывается ≤ 6 мм, то используют винтовые нагели. При вкручивании винт разрушает волокна древесины, поэтому такой способ соединения применяют в особых случаях;
- Металлические гвозди Ø ≤ 6 мм. Их не вкручивают, а забивают, что намного быстрее. При этом гвоздь раздвигает волокна, не разрушая их. При этом дерево вокруг образующегося отверстия уплотняется и может расколоться;
- Пластинчатыми нагелями соединяют сразу несколько бревен или балок по высоте. Длина пластины зависит от нагрузки.
По форме:
Основные геометрические формы нагелей: круглые и сложные (фигурные). Цилиндрические метизы на практике применяются чаще, особенно в деревянных объектах.
- Круглый стержень обеспечивает надежное соединение;
- Квадратный нагель имеет меньшую площадь контакта с элементом, поэтому деталь будет закреплена не жестко;
- Шестиугольные нагели объединяют преимущества первых двух вариантов;
- Метизы сложной конфигурации специального назначения.
Свойства и материалы нагелей
Деревянный шкант должен изготавливаться из более прочной древесины, чем соединяемые детали. Например, при соединении элементов из хвойных пород дерева нагели должны изготавливаться из дуба, березы, бука, ясеня, лиственницы, и т.д.
- Согласно нормативам СНиП, при изготовлении деревянных нагелей можно пользоваться древесиной высшего или первого сорта, без сколов, трещин, сучков и отверстий от них, свилеватости и т.д. влажность такой древесины не должна быль более 12%;
- Все метизы необходимо пропитывать антисептическими и антипиреновыми составами;
- Геометрические размеры шкантов не устанавливаются точно – требования ГОСТ 30974-2002 определяют диаметр или сечение нагеля не более 1/6 от диаметра или сечения соединяемого изделия – бруса, балки, бревна. Например, при соединении бревен Ø ≤ 140 мм используют метизы Ø 20-25 мм, при Ø ≥ 140 мм – нагели Ø ≥ 30 мм;
- По длине шканты могут быть произвольными, но строительная практика показала, что длина в среднем нагелей берется в диапазоне 120-150 мм для скрепления двух элементов. При соединении трех и более деталей длина метиза увеличивается соответственно.
Как крепить нагеля
Деревянные шканты в строительстве применяются редко – в основном для соединения деталей деревянного дома из бревен или бруса, поэтому схема и технология соединения зависит только от технологии укладки бревен или бруса. Как правильно монтировать нагель:
- При соединении двух бревен отверстие под шкант в верхнем бревне делают сквозным, в нижнем – на половину диаметра;
- Отверстие под нагель сверлят вертикально с таким расчетом, чтобы бревно или брус передвигались при насаживании на шкант. Располагаться отверстие должно строго точно по центру соединяемой Детали
- Если шкант вставляется на углу, то от угла пир сверлении отверстия следует отступить на 30-40 см. Следующие по длине отверстия сверлятся через 150-200 см, располагать их необходимо в шахматном порядке;
- По глубине отверстие должно быть больше длины метиза на 20-30 мм, чтобы при усадке бревен они не зависли на шкантах;
- Нагель в отверстие забивают деревянной киянкой, поэтому диаметр отверстий и диаметр нагелей должен совпадать.
Строительство деревянных домов было и продолжает оставаться популярным. Дело в том, что такие сооружения не только красивы, но и энергоэффективны. А еще дерево является экологически чистым натуральным материалом. Для возведения представленных конструкций чаще всего применяются нагели для бруса. Что это такое и как они используются, вы узнаете далее.
Что представляет собой изделие?
Нагели для бруса - это специальные гвозди, изготовленные из дерева. Нужно отметить, что их необязательно покупать, так как можно сделать самостоятельно. Кроме того, такой крепеж предотвращает горизонтальное смещение брусьев, ведь может захватывать несколько элементов сразу.
Нагели для бруса особенно важно использовать в том случае, если дом строился из сырой древесины, которая до усадки может деформироваться. Естественно, количество таких элементов нужно рассчитать заранее. Тут все зависит от типа бруса и проекта сооружения. В любом случае крепление является надежным.
Преимущества изделия
Нагели для бруса обладают такими достоинствами:
Простота установки, ведь под элемент обязательно должно быть просверлено отверстие.
Брус крепится надежно и плотно.
Усадка здания происходит равномерно (если древесина сухая).
Изготовить крепежные элементы можно самостоятельно из подручных материалов.
Шканты для бруса не поддаются коррозии и ржавлению.
Устойчивость к перепаду температур.
Как видите, представленные элементы значительно лучше обычных гвоздей или других крепежных элементов.
Разновидности нагелей
Шканты для бруса - это те же деревянные гвозди, которые имеют особую форму. Они обладают небольшими ребрами.
Существуют такие виды нагелей:
1. По материалу изготовления:
Металлические. Они более прочные, однако могут ржаветь и поддаваться коррозии. Кроме того, усадка происходит труднее.
Деревянные. Они очень просты в изготовлении и использовании, надежно скрепляют брусья, способствуют «безболезненной» усадке, являются экологически чистым натуральным материалом.
Стеклопластиковые.
2. По форме:
Квадратные. Такие элементы используются реже, так как их форма предусматривает проделывание сложных отверстий.
Круглые. Они самые распространенные. Для изготовления таких деталей требуется только сухая древесина.
Деревянные нагели чаще всего производятся из березы, дуба, бука или других Они имеют разную длину и диаметр. Подбор материала зависит от того, какие бревна используются для строительства, а также от того, какое отверстие было сделано. Естественно, лучше выбирать длинные элементы, однако монтировать их будет сложнее.
Особенности монтажа бруса при помощи нагелей
Крепление бруса нагелями требует соблюдения определенной последовательности работ:
1. Определение места установки. Учтите, что нагели нужно монтировать по всему периметру бруса, на замковых соединениях. Расстояние между нагелями составляет около 50 см.
2. Сверление бруса под можно сделать при помощи перфоратора.
3. Установка нагеля. Делать это следует максимально аккуратно. Если киянка соскользнет с элемента, то вы можете пораниться. Он же, в свою очередь, может быть поврежден. Чем короче штырь, тем легче его забивать, но тогда он менее эффективен.
Учтите, что во время монтажа конструкции ее нужно будет утеплить джутовыми лентами или паклей.
Естественно, во время работы нужно соблюдать определенные правила, которые обеспечат вам правильную установку крепежей и надежную фиксацию строительного материала. Например, можете воспользоваться такими советами:
Учтите, что каждый ряд нужно фиксировать отдельно. В противном случае можно спровоцировать поломку нагелей.
Один элемент способен соединить 2 венца.
Для заколачивания нагеля применяется киянка. Молоток использовать не следует, так как он может разрушить целостность кольев.
Все отверстия в срубе должны быть сделаны строго под углом в 90 градусов.
Штыри устанавливаются в шахматном порядке.
В месте установки оконных и дверных коробок брус нужно закреплять на расстоянии 15-20 см до области выреза.
Нагель может соединить 2 строительных элемента. При этом он должен заходить в третий на глубину до 7 см.
Во время работы учтите, что забивать нагели нужно на некотором расстоянии от угла: 30-50 см.
Длина шканта должна быть немного меньше, чем глубина просверленного отверстия. Это будет способствовать полной и равномерной усадке. А диаметр элемента обязан быть тоже на 3 мм меньше.
Если вам не хватило приобретенных нагелей, вы можете сделать их самостоятельно. Самым простым способом считается производство нагелей из Их нужно просто разрезать в соответствии с установленными параметрами. Естественно, перед началом строительства необходимо собрать весь необходимый материал. Вот и все особенности использования нагелей для сооружения деревянного дома из бруса.
Нагелем называется стержень, который соединяет элементы деревянных конструкций, препятствует их взаимному сдвигу, а сам при этом работает на изгиб и срез. Нагели изготавливают из стали, древесины твердых пород и пластмасс, в виде стержней круглого сечения. Их устанавливают в предварительно просверленные отверстия. Диаметр отверстий для нагеля делают равным диаметру самого нагеля, чем обеспечивается плотность соединения и уменьшается опасность раскалывания.
Считается, что стальные нагели работают на срез, хотя на самом деле среза по телу нагеля не происходит. Древесина мягче нагеля и происходит ее смятие, а сами нагели - изгибаются, тем не менее, по аналогии с заклепочными соединениями металла, нагели рассчитываются на срез, а место среза (которого фактически нет) называют «условным срезом».
Растянутые стыки на цилиндрических нагелях могут быть симметричными и несимметричными (рис. 11). Для обжатия нагельного соединения, в сопряжение сплачиваемых элементов устанавливают стяжные болты, в количестве примерно равном 25% от общего количества нагелей. Стяжные болты включаются в расчетное (требуемое) количество нагелей. Нагели устанавливаются не менее чем в 2 ряда, количество нагелей в ряду ограничено шириной сплачиваемых элементов.
Рис. 11. Несимметричный и симметричный нагельные стыки
Расчетную несущую способность одного цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по таблице.
Расчетная несущая способность одного цилиндрического нагеля
| Напряженное состояние соединения | Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез) по СП 64.13330. 2011 2017 | |||
|---|---|---|---|---|
| гвоздя, стального, алюминиевого, стеклопластикового нагеля | дубового нагеля | |||
| кН | кгс | кН | кгс | |
| 1. Смятие в симметричных соединениях | ||||
| а) смятие в средних элементах |
0,5cd | 50cd | 0,3cd | 30cd |
| б) смятие в крайних элементах |
0,8ad | 80ad | 0,5ad | 50ad |
| 2. Смятие в несимметричных соединениях | ||||
| а) смятие во всех элементах равной толщины, а также в более толстых элементах односрезных соединений |
0,35cd 0,55cd |
35cd 55cd |
0,2cd 0,3cd |
20cd 30cd |
| б) смятие в более толстых средних элементах двухсрезных соединений при a ≤ 0,5c |
0,25cd 0,4cd |
25cd 40cd |
0,14cd 0,2cd |
14cd 20cd |
| в) смятие в более тонких крайних элементах при a ≤ 0,35c |
0,8ad 1,2ad |
80ad 120ad |
0,5ad 0,75ad |
50ad 75ad |
г) смятие в более тонких элементах односрезных соединений и в крайних элементах при c > a > 0,35c |
k н ad 1,5k н ad |
100k н ad 150k н ad |
k н ad 1,5k н ad |
100k н ad 150k н ad |
3. Изгиб нагелей в симметричных и несимметричных соединениях |
||||
| а) из стали С 38/23 из стали С 235 и арматуры А 240 (R н = 440 МПа) |
1,8d² + 0,02a², но не более 2,5d² 2,2d² + 0,025a², но не более 3,1d² |
180d² + 2a², но не более 250d² 220d² + 2,5a², но не более 310d² |
- | - |
| б) из алюминиевого сплава Д16-Т | 1,6d² + 0,02a², но не более 2,2d²) 2d² + 0,025a², но не более 2,2d² |
160d² + 2a², но не более 220d² 200d² + 2,5a², но не более 220d² |
- | - |
| в) из стеклопластика АГ-4С | 1,45d² + 0,02a², но не более 1,8d² 1,8d² + 0,025a², но не более 2,2d² |
145d² + 2a², но не более 180d² 180d² + 2,5a², но не более 220d² |
- | - |
| г) из древесно-слоистого пластика ДСПБ | 0,8d² + 0,02a², но не более d² d² + 0,025a², но не более 1,5d² |
80d² + 2a², но не более 100d² 100d² + 2,5a², но не более 150d² |
- | - |
| д) из дуба | - | - | 0,45d² + 0,02a², но не более 0,65d² 0,55d² + 0,025a², но не более 0,8d² |
45d² + 2a², но не более 65d² 55d² + 2,5a², но не более 80d² |
| 4. Изгиб нагелей из стали С 235 и арматуры А 240 (R н = 440 МПа) в торцевых соединениях с металлической накладкой с жестким креплением нагелей | ||||
 |
2d² | 200d² | - | - |
1. Расчетную несущую способность нагеля в рассматриваемом шве следует принимать равной меньшему из всех значений, полученных по формулам таблицы (то есть нужно просчитать все возможные варианы и выбрать наименьший результат).
2. В таблице: с - толщина средних элементов, а также равных по толщине или более толстых элементов односрезных соединений, а - толщина крайних элементов, а также более тонких элементов односрезных соединений; d - диаметр нагеля; все размеры в см.
3. Расчетную несущую способность нагеля в двухсрезных несимметричных соединениях при неодинаковой толщине элементов следует определять с учетом следующего:
а) расчетную несущую способность нагеля из условия смятия в среднем элементе толщиной c при промежуточных значениях a между c и 0,5c следует определять интерполяцией между значениями по пп.2,а и 2,б таблицы;
б) при толщине крайних элементов a больше c расчетную несущую способность нагеля следует определять из условия смятия в крайних элементах по п.2,а таблицы с заменой с на а ;
в) при определении расчетной несущей способности из условий изгиба нагеля толщину крайнего элемента а в п.3 таблицы следует принимать не более 0,6с .
4. Значения коэффициента k н для определения расчетной несущей способности при смятии в более тонких элементах односрезных соединений и в крайних элементах несимметричных соединений c больше a и больше 0,35c приведены в табл. 18 СНиП II-25-80 в табл.20 СП64.13330.2017 .
5. Расчет нагельных соединений на скалывание производить не следует, если выполняются условия расстановки нагелей в соответствии с пп. 5.18 и 5.22 СНиП II-25-80 6.18 и 6.22 СП64.13330.2017 .
6. Диаметр нагеля d следует назначать из условия наиболее полного использования его несущей способности по изгибу.
7. В соединениях число нагелей должно быть не менее 2. Исключение составляют нагели, устанавливаемые конструктивно (например, на период сборки и монтажа).
8. Для гвоздей, установленных в предварительно рассверленные отверстия диаметром, равным диаметру гвоздя, несущая способность по изгибу определяется как для нагеля из стали С235.
Расчетное количество нагелей определится по формуле:
n н ≥ N/Тn ш ≥ 2,
где n н - количество нагелей, шт; N - расчетное усилие, действующее на нагельный стык, кН (кгс); n ш - число расчетных швов одного нагеля, шт; Т - несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН.
Для того чтобы в нагельном соединении не произошло раскалывания древесины, нагели устанавливают на определенном расстоянии друг от друга (рис. 12).
рис. 12. Порядок расстановки нагелей
S 1
- расстояния между нагелями и от нагеля до торца элемента вдоль волокон; S 2
- расстояния между нагелями поперек волокон; S 3
- расстояние от нагеля до грани элемента поперек волокон; d
- диаметр нагеля в см.
Нагели в растянутых стыках конструкций из цельной древесины следует располагать в 2 или 4 продольных ряда, а в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в 2 ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S 1 , и поперек волокон - S 2 =2,5d.
При обеспечении достаточной плотности посадки нагелей могут применяться соединения со стальными накладками. Чаще всего в них используются гвозди, шурупы, глухари или глухие стальные цилиндрические нагели (рис. 13). Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину сплачиваемого элемента на величину не менее 5d .
рис. 13. Нагельные соединения со стальными накладками на болтах и на глухих цилиндрических нагелях
Количество нагелей рассчитывается по выше приведенной формуле, а стальные накладки проверяют на прочность при растяжении по ослабленному отверстиями под нагели сечению.
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.
Поговорим о нагелях, которые широко применяются при строительстве деревянных домов из брёвен и бруса. Это особый вид крепления, о правилах выбора и применения которого следует знать, чтобы построить надёжный и прочный дом. Поговорим о разновидностях нагелей и стоимости данного вида крепежа.
Примечательно, что, несмотря на немецкое название («нагель» в переводе на русский означает просто «большой гвоздь»), такой вид крепления широко распространился именно в России. Впрочем, в Европе нагели тоже применяли и применяют, ведь деревянное домостроение популярно и в западных странах.
Несмотря на название, на гвоздь нагель похож мало. Это скорее штырь, без острия и шляпки, гладкий, ровный, очень простой, но при этом надёжный и идеально подходящий для деревянных домов вид крепления отдельных брусьев и брёвен.
Нагели, канты, могут быть не только деревянными, но и металлическими, а также пластиковыми. Последняя разновидность встречается редко, так как является достаточно ненадёжной. Металлические нагели в виде обычного прута, струны или трубы используются чаще всего в виде арматуры, креплений для бетонных конструкций, а вот в деревянном домостроении их применяют с опаской. Для этого есть несколько причин:
- Металл отличается высокой теплопроводностью. Если металлический нагель используется для соединения деревянных деталей, гарантированно появится мостик холода;
- Из-за разницы в теплопроводности древесины и металла в месте такого соединения появится конденсат, а он станет причиной сырости в стене;
- Металлический штырь может повредить древесину;
- Металл слишком крепко, жёстко удерживает дерево, а все мы помним, что деревянные дома дают существенную усадку.
Сейчас такие нагели выделяют в особую позицию — шурупы по бетону, а в строительстве домов из бревна и бруса применяют деревянные нагели, о которых мы и продолжим говорить.
Почему именно деревянные нагели стали такими популярными? Потому что технология была проверена много веков назад на деревянных лодках. Крепление из древесины под воздействием морской воды не ржавело, напротив, расширялось и герметизировало отверстие, протечек не было. После такой проверки на водных просторах деревянные нагели вполне заслуженно получили распространение в строительстве и на земле.
Мы писали о процессе монтажа деревянного нагеля . Напомним, что мелкие крепежи такого рода называются шкантами и применяются в ходе сборки мебели.
Самые распространённые нагели из древесины — круглые, однако используются и квадратные. Считается, что у таких нагелей меньше площадь соприкосновения с площадью отверстия, а это снижает риск жёсткого закрепления бревна. Есть нагели в виде шестиугольника, как промежуточный вариант, а также в форме звезды, но они встречаются крайне редко.
В ходе использования деревянных нагелей очень важно помнить о двух условиях:
- Нагель должен быть чуть меньшего диаметра, чем предварительно просверленное в бревне или брусе отверстие. Кроме того, крепёж должен быть немного короче отверстия. Только в этом случае деревянный нагель обеспечит спокойную усадку деревянного дома, будет изменять размеры вместе с ним, в противном случае венцы могут зависнуть на креплениях;
- Древесина для нагеля должна быть крепче, чем сам брус или бревно. Если для строительства дома применяется сосна, то нагель должен быть из более прочного дерева, например, бука или берёзы. Также для производства нагелей используются лиственница, дуб, ясень.
Согласно СНиП, в ходе изготовления нагелей должна применяться древесина первого или высшего сорта, без свилеватости, сучков и других пороков древесины . Уровень влажности сырья не должен превышать 12%. Желательно обработать нагели антисептиками.
Есть ГОСТ 30974-2002, который гласит, что диаметр нагеля должен быть не меньше 1/6 от диаметра бревна. То есть, если у нас бревно диаметром меньше 140 мм, то нагель нужен диаметром 22-25 мм. При этом длина нагелей не регламентируется. Обычно берут крепления длиной 120-150 мм.
Что касается цены, то один нагель диаметром 22 или 25 мм и длиной 1,2 м из берёзы стоит порядка 18-20 рублей. Один метр дубового нагеля диаметром 21-25 мм стоит около 32 рублей. Обычно отпиливают крепление нужного размера уже на месте возведения сруба или дома из бруса.
