Соединение деревянных деталей без гвоздей – как скрепить

Плотничное дело. Уроки мастерства. Содержание

Способы соединения брусков при столярных работах

Простейшим способом углового соединения является приторцовка на ус. Тщательная подгонка соединяемых плоскостей, хорошая склейка, обязательное применение вспомогательных креплений — деревянных накладок, металлических угольников, сколачивание шпильками, свинчивание шурупами — делает этот способ вполне надежным. Приторцовка на ус может быть значительно усилена применением различных вставных шипов: плоских глухих, круглых глухих, плоских сквозных (рис. 1). По прочности такие соединения не уступают вязке на цельных шипах.


Рис. 1 Угловая вязка брусков: а — приторцовкой на ус; б — с помощью накладок; в — на деревянных шпильках; г—на шурупах; д—на круглых вставных шипах; е — плоским вставным шипом; ж — плоским глухим шипом

Распространенным способом угловых соединений является вязка на одинарный шип (рис. 2). Одинарные шипы можно делать сквозными и глухими. Сквозной одинарный шип прост в изготовлении, более прочен, нежели глухой. Глухой одинарный шип имеет в свою очередь то преимущество, что не требует дополнительных затрат на скрытие видимых частей соединения.


Рис. 2 Угловые соединения одинарным шипом: а — сквозным; б — глухим

Непременным условием высококачественного изготовления шипового соединения является правильная и точная разметка (рис. 3). Разметку производят двухлинейным рейсмусом. Одну из чертилок ставят на расстоянии 1/3, а другую — на 2/3 ширины кромки бруска. Считая базой лицевую пласть, проводят риски на бруске под шип, а на другом бруске — под гнездо или проушину. Разметку гнезда удобно также делать уже по готовому шипу (особенно этот прием удобен при глухой вязке). Брусок с шипом ставят на место будущего гнезда, обводят по контуру карандашом. Затем ставят брусок на заплечик шипа и отмечают глубину отверстия. Глубина гнезда под глухой шип должна быть на 2—3 мм больше длины шипа для плотной пригонки заплечиков и для излишков клея.


Рис. 3 Последовательность изготовления шипового соединения: а — разметка шипа двухлинейным рейсмусом; б — подрезка шипа по контуру; в — запиливание шипа мелкозубой ножовкой; г — разметка гнезда под глухой шип

Режут шип мелкозубой пилой так, чтобы рез проходил около самой риски в сторону увеличения размера шипа. Брусок при пилении нужно хорошо укрепить в тисках. Во время выдалбливания следует следить, чтобы риски остались нетронутыми. После выдалбливания стенки гнезда зачищают стамеской или ножом.

Чтобы получить прочное соединение при одинарном шипе, нужно подгонять шип с натягом 0,1—0,3 мм, т. е. толщина шипа должна быть на 0,1—0,3 мм больше ширины гнезда или проушины. Если пытаться загонять в гнездо более толстый шип, то это неизменно ведет к раскалыванию бруска.

При сборке шипового соединения нельзя ударять киянкой или молотком непосредственно по детали, так как возможны отколы и вмятины. Для этого используют вспомогательный брусок, который кладут на заплечик шипа и легкими ударами по нему загоняют шип в гнездо (рис. 4а). Если шип в результате неточной разметки не имеет плотного прилегания заплечиков, то, не разбирая полностью соединения, можно сделать подрезку, или, как иногда говорят, поднутровку (рис. 4б).


Рис. 4 Приемы и способы крепления одинарного шипа: а — использование вспомогательного бруска при сборке; б — поднутровка; в — закрепление шипа клиньями; е — правильное применение нагелей

Для получения более прочного соединения на сквозной одинарный шип его расклинивают, применяя для этого клинья из твердых пород древесины. Конусность у них делается небольшой, порядка 5—8°. В шип заклинивают обязательно 2 клина, отступив от краев на 5—10 мм, как показано на рисунке 4в. Оба клина забиваются одновременно поочередными легкими ударами, чтобы брусок не дал трещины. После склейки одинарного шипа его при необходимости можно дополнительно укрепить деревянными гвоздями (нагелями). Нагели ставят по диагонали углового соединения. Отверстие для нагеля, расположенное ближе к наружным кромкам соединения, сверлится на расстоянии 1/3 ширины деталей (считая от кромок), а второе отверстие сверлится, отступя от внутренних кромок на 1/4 ширины соединяемых деталей. Как правильно применять нагели, показано на рисунке 4г.

Еще более проста в изготовлении вязка на одинарный шип с зарезкой заплечиков с одной стороны (рис. 5). В этом случае шип делают толщиной, равной 1/2 толщины бруска с шипом. Толщина детали с гнездом должна быть на 1/3 больше толщины детали с шипом. Односторонняя зарезка заплечиков требует почти в 2 раза меньше времени, чем двухсторонняя.


Рис. 5 Одинарный шип с одним заплечиком

На изготовление каркасов пустотелых щитов идут тонкие бруски, для соединения которых рекомендуется применять вязку открытым прямым шипом. В рамке каркаса щита зарезаются гнезда. Гнезда следует делать глубиной не более 1/2 ширины бруска. На брусках решетки зарезают открытые прямые шипы, ширина которых должна быть не менее 1/3 ширины бруска решетки. Этот способ вязки прост в изготовлении и менее трудоемок, чем другие (рис.

6).


Рис. 6 Вязка каркаса щита открытым прямым шипом

Для серединного или углового соединения брусков под прямым или острым углами один к другому чаще всего пользуются вязкой в полдерева (рис. 7). При такой вязке в обеих стыкуемых деталях зарезаются встречные пазы, по глубине равные 1/2 толщины соединяемых брусков. Вязку в полдерева желательно всегда укреплять нагелями. Только в этом случае такое соединение будет достаточно прочным.


Рис. 7 Вязка брусков в полдерева крестом

Плотничное дело. Уроки мастерства. Содержание

Соединение деревянных деталей требует прежде всего умения правильно разметить детали, чтобы они точно и плотно прилегали друг к другу. Необходимо взять себе за правило не делать без разметки даже самых простейших соединений.

Соединение «впритык» (рис. 82) — самое простое и непрочное. Для увеличения его прочности нужно соединяемые концы деталей сделать строго прямоугольными. Торцы следует обработать рубанком, а прямоугольность проверить угольником.

Соединение «внакладку» (рис. 83) применяется для соединения концов двух брусков под углом, причем каждый конец спиливают на половину толщины, если она у них одинакова, или спиливают конец одной, более толстой детали. Детали между собой склеивают и дополнительно крепят шурупами или деревянными нагелями. Это соединение также не очень прочное.

Соединение «в ус» (рис. 84) отличается от соединения «впритык» тем, что сопрягаемые концы деталей срезаются под углом 45°.

Разметку концов лучше всего делать при помощи ярунка. Такое соединение желательно укрепить накладкой из фанеры или металлическим угольником.

Усиленное соединение «в ус» (рис. 85) такое же, как и обычное, но укрепленное с внутренней стороны угла квадратным или треугольным деревянным бруском.

Накладка «вполдерева» (рис 86) удобна при Т-образном соединении двух деталей. Здесь так же, как при соединении «внакладку», либо обрезают обе детали наполовину, если они по толщине одинаковы, либо делают выемку только в толстой детали.

Соединение прямым сквозным шипом (рис. 87) является одним из самых прочных. Здесь, в зависимости от назначения, детали склеивают или крепят нагелями.

Соединение на двух вставных круглых шипах(рис. 88) также очень прочное. Требует точной сверловки отверстий. Ее производят по шаблону, изготовленному из тонкой фанеры или картона, вырезанных по толщине и ширине бруска с просверленными центрами для отверстий. Шаблон накладывают на обе детали и шилом делают разметку.

Срединная вязка одинарным шипом может быть сквозная и глухая в зависимости от назначения. При сквозной гнездо для шипа долбится насквозь. Глухое соединение применяют тогда, когда надо скрыть конец шипа. Сквозные шипы прочнее, так как у них больше площадь склейки.

Срединное соединение круглыми вставными шипами, как и при угловом соединении, требует точной сверловки отверстий.

Перекрестное соединение (рис. 89) осуществляется «вполдерева» при одинаковой толщине деталей или путем образования соответствующей выемки в более толстой детали.

Накладка «вполдерева» лапой обеспечивает большую прочность, чем обыкновенная накладка «вполдерева», т. к. сопрягаемые места делаются с косыми сторонами типа «ласточкин хвост».

Ящичные соединения (рис. 90) бывают с прямыми и косыми шипами типа «ласточкин хвост». Косой шип более трудоемкий, но при этом и более прочный.

Сращивание применяется для получения длинных деталей путем соединения по длине коротких. Наиболее простые способы сращивания — «в ус», «вполдерева», с прямым и вставным круглым шипом.

Нагель представляет собой деревянный стержень, изготовленный из твердых пород древесины. Концы нагеля слегка заостряют, чтобы он легко попадал в отверстие и чтобы при этом клей не стирался краем отверстия, а проникал внутрь.

Диаметры нагеля и отверстия для него должны быть одинаковыми. Желательно выбрать максимально допустимый диаметр нагеля, т. к. в этом случае площадь склейки больше и соединение прочнее. Однако необходимо оставлять достаточную толщину стенок детали.

Отверстия под нагели сверлят после того, как детали собраны и склеены. Исключение составляют соединения на шипах: здесь можно сверлить отверстия до склеивания. При небольшой площади соединения делают один нагель в центре. При достаточной площади, особенно при соединении «внакладку», размещают два нагеля по диагонали.

Иногда, если это необходимо для внешней отделки, наружный конец нагеля слегка утопляют и отверстие зашпаклевывают. Этот способ применим в изделиях, предназначенных под покрытие масляными или эмалевыми красками.

В изделиях, предназначенных под лакировку, отверстия для нагелей сверлят глухими, чтобы лицевая поверхность детали осталась нетронутой.

Основными видами прочного соединения деревянных изделий между собой является их склеивание и крепление склейки вдоль волокон. При соблюдении всех правил склеивания прочность клеевого шва больше, чем сцепление волокон древесины между собой.

Прочность склейки зависит от качества клея, правильного его приготовления, правильных методов склеивания и последующей выдержки склеенных деталей. Непременным условием качественной склейки является применение сухой древесины. Древесину обычно склеивают столярным или казеиновым клеем.

На качество склеивания столярным клеем в немалой степени влияет густота клея. Для твердого дерева требуется более жидкий клей, для мягкого — более густой, т. к. мягкое дерево сильнее его впитывает. Совершенно жидкий клей применяется для заполнения пор древесины при склеивании торцов.

Столярный клей следует наносить на поверхность обоих склеиваемых деталей, это обеспечит большую прочность.

Затем склеиваемые детали, в зависимости от их размеров и расположения, сжимают струбцинами, накладыванием грузов, временно сбивают гвоздями и т. д. Запрессовка деталей не требуется только при склеивании шипов в гнездах, т. к. они сидят там достаточно плотно. Если же шип входит в проушину, то желательно произвести дополнительное сжатие. Подвергать детали дальнейшей обработке можно не менее чем через сутки, когда клей окончательно затвердеет.

Столярный клей хорошо склеивает древесину, но имеет существенный недостаток — интенсивно поглощает влагу. Поэтому склеенные им детали нельзя держать в среде с повышенной влажностью.

Казеиновый клей получил большее распространение благодаря тому, что он дешевле, проще в изготовлении, не боится влаги, по прочности склеивания иногда даже превосходит столярный.

При склеивании казеиновым клеем деталей с продольным направлением волокон можно ограничиться нанесением клея на одну из поверхностей. Если же хотя бы одна из деталей приклеивается торцом, смазывают клеем обе поверхности.

Склеенные поверхности выдерживают 5-10 минут, а затем сдавливают в зависимости от площади склейки в течение 3—6 часов и выдерживают еще сутки. Казеиновый клей не следует наносить слишком толстым слоем, т. к., выжимаясь, он образует корки, которые достаточно сложно снять при шлифовании. Если клей все же выдавился, излишек необходимо сразу же снять влажной тряпкой.

Если, помимо склеивания, детали скрепляют гвоздями или шурупами, то запрессовка необязательна.

Прежде чем наносить клей, необходимо подготовить склеиваемые поверхности. Подготовка состоит в хорошей подгонке друг к другу плоскостей соединения и придании им шероховатости при помощи рашпиля: шероховатые поверхности лучше склеиваются.

Обязательное условие хорошего склеивания — чистота поверхностей. На них не должно быть пыли, грязи, жировых или масляных пятен. Немалое значение для прочности склеивания имеет толщина клеевого слоя. Соединение будет непрочным как при слишком толстом слое клея, так и при слишком тонком. Поэтому клей надо наносить тонким, но плотным и равномерным слоем.

При всей кажущейся простоте скрепления деталей при помощи гвоздей, шурупов или болтов эти операции требуют соблюдения определенных правил, выполнение которых обеспечивает прочность соединений. Большое значение имеет также правильный подбор гвоздей, шурупов и болтов по длине и толщине.

Чем длиннее и толще гвоздь или шуруп, тем большую площадь соприкосновения с древесиной он имеет и тем соответственно будет выше прочность ее крепления. Поэтому длину гвоздя или шурупа подбирают так, чтобы она была меньше общей толщины соединяемых деталей на 3—5 мм. Сами гвозди и шурупы должны быть как можно толще, насколько это допускает ширина детали и расположение гвоздя или шурупа от краев.

Следует иметь в виду, что хорошо держит детали гвоздь, забитый поперек волокон; гвоздь, вколоченный в торец, держит намного слабее. То же относится и к шурупам.

Если детали из твердой древесины необходимо скрепить тонкими гвоздями или близко от края, то предварительно высверливают отверстие диаметром меньше толщины гвоздя.

Следует помнить, что несколько близко расположенных гвоздей, забитых в один слой древесины, могут расколоть деталь. То же самое может получиться и при вбивании гвоздя слишком близко от торца, особенно если гвоздь толстый, а детали тонкие.

При скреплении деталей разной толщины прибивают всегда тонкую деталь к толстой, а не наоборот. Длина гвоздей должна быть в 2-4 раза больше, чем толщина тонкой детали.

Соединения при помощи шурупов более прочны, чем соединения гвоздями. Благодаря винтовой нарезке поверхность соприкосновения шурупа с древесиной больше. Кроме того, между шурупом и древесиной образуется большое трение и механическое сопротивление обратному движению шурупа.

Сначала карандашом или шилом намечают места, куда нужно ввернуть шурупы. Затем высверливают отверстие диаметром, немного меньшим цилиндрической части шурупа и на половину его длины. Для мелких шурупов отверстие можно проколоть шилом. Ввинчивать шурупы в целое дерево без накалывания отверстий гораздо труднее, к тому же при этом можно расколоть деталь.

Конец шурупа вставляют в отверстие, придерживая его пальцами левой руки и слегка вгоняют молотком, следя, чтобы он встал вертикально. Затем шуруп ввинчивают отверткой до упора головки в поверхность. Шлиц головки устанавливают параллельно волокнам дерева.

При ввинчивании в ряд нескольких шурупов желательно, чтобы их шлицы были направлены по одной прямой или были параллельны друг другу.

Прочность соединения гвоздями или шурупами зависит также от твердости древесины. Чем тверже древесина, тем прочнее сидят в ней гвозди и шурупы.

Наиболее прочный вид соединения, не зависящий ни от направления волокон, ни от твердости древесины, получается при использовании болтов с гайками.

Отверстия для болтов должны быть равны их диаметру. Длину болта подбирают так, чтобы выходящая за пределы детали часть была чуть больше толщины гайки. Под головки болтов и гаек подкладывают шайбы, чтобы предохранить древесину от вмятин.

Далее

Вернуться к оглавлению

Экспериментально-теоретические исследования составных балок на металлических зубчатых пластинах.

Деревянные балки, как основные элементы деревянных конструкций, широко применяются в зданиях и сооружениях самого различного назначения.

При необходимости несущую способность балок из цельной древесины можно увеличить, соединяя брусья по высоте с помощью металлических зубчатых пластин (МЗП). Составные балки из брусьев, сплачиваемые на металлических зубчатых пластинах, отвечают требованиям индустриального изготовления. При изготовлении таких балок можно использовать оборудование, применяемое при производстве ферм с узловыми соединениями на МЗП. Эти соединения сравнивались со всеми видами соединений деревянных конструкций и выявлены их отличительные особенности.

По сравнению с конструкциями на гвоздях и врубках выделяются следующие достоинства конструкций с соединениями на МЗП:

  • значительное повышение производительности труда при их изготовлении (в 40 и более раз);
  • снижение расхода древесины (до 20%) и стали (до 30%);
  • простота транспортировки и значительное ускорение монтажа их на объекте.
По сравнению с соединениями на призматических и круглых шпонках, нагелях, растянутых связях, соединения на МЗП отличаются меньшей трудоемкостью и материалоемкостью.

Основной отличительной особенностью работы составных балок из брусьев является то, что при расчете их на прочность и по деформациям необходимо учитывать податливость соединений на МЗП.

Податливость соединений приводит к сдвигу элементов, составляющих балку. В результате увеличиваются краевые нормальные напряжения и прогибы балок в сравнении с аналогичными балками цельного сечения. В практических расчетах это учитывают, вводя специальные коэффициенты kw и kж к моментам сопротивления и инерции соответственно, вычисленным как для цельного сечения.

Для выявления особенностей напряженного состояния составных балок с соединениями на МЗП на кафедре строительных конструкций и оснований проведены испытания балок, а также экспериментальное исследование несущей способности пластины МЗП-М-1.5, цель которого состояла в определении несущей способности зубьев новой пластины на сдвиг и в определении единичной податливости соединения. Были испытаны составные балки (из двух и трех элементов) на МЗП-М-1.5 пролетом 4 м. Балки их двух элементов представляли собой два бруса сечением 100х100 мм, соединенных МЗП (114х90 мм) с шагом 450 мм. Балки из трех элементов представляли собой три бруска сечением 75х100 мм, соединенных МЗП (75х79 мм) с шагом 700 мм.

Для оценки влияния пороков древесины на уменьшение несущей способности составных балок и на характер их последующего разрушения была составлена ведомость дефектов, на основании которой был сделан вывод о том, что древесина изготовленных балок относится к третьему сорту. Испытание конструкций проводилось на специально разработанном стенде в помещении лаборатории кафедры. Влажность древесины составила 8,5% и 8% соответственно для составных балок из двух и трех элементов.

В результате исследований получены экспериментальные значения модуля упругости, равные 8,1-104 кгс/кв.см и 9,7-104 кгс/кв.см соответственно для составных балок из двух и трех элементов, что близко к нормативному значению Е=105 кгс/кв.см.

Деформации сдвига под расчетной нагрузкой в опорных зонах составили 1,87-2,03 мм и 4,03-5,5 мм соответственно для составных балок из двух и трех элементов.

Прогиб при нормативной нагрузке составил 2,1 см и 2,7 см соответственно для составных балок из двух и трех элементов, что превышает предельный прогиб, равный 2 см.

Разрушение конструкций произошло при N=1660 кгс и N1=1640 кгс соответственно для составных балок из двух и трех элементов при хрупком характере разрушения.

Коэффициент безопасности составил 2,28 для обеих конструкций, что соответствует норме.

На основании результатов проведенного исследования составных балок разработаны деревянные конструкции из элементов составного сечения. Эти конструкции представляют собой:

  • составные балки пролетом 6 м;
  • стойки высотой 6 м, составленные из двух элементов;
  • шпренгельные системы пролетом 6 и 12 м;
  • арки пролетом 12 м;
  • треугольные фермы пролетом 12 и 18 м;
  • трапецеидальные фермы пролетом 24 м;
  • треугольные фермы с верхним поясом переменного сечения пролетом 12 и 15 м.
Произведен расчет 10 видов конструкций, которые могут быть использованы на практике.

Японское столярное соединение. Виды соединения дерева на канале DS — все для столяра. Это демонстрация древней технологии Японского столярного соединения. Клей и гвозди при соединении древесины не используются. Доски подогнаны достаточно точно, деревянное соединение сливается воедино, а потом так же легко разбирается. Такое соединение древесины надежно, его долговечность измеряется веками. Различные виды соединения дерева, можете найти подписавшись на канал DS — все для столяра, по ссылке ниже. Подписаться на канал: https://goo.gl/zV6jea Вконтакте: https://vk.com/dsvsedlyastolyara столярное соединение. деревянное соединение. соединение по дереву. соединение древесины. японские столярные соединения. виды соединения дерева. ds — все для столяра.

Максим Архипов: Что там курят?фантазерам Голливуда так не придумать.

Denis Didenko: Для незнающих
Все это делается по причине постоянной нехватки сырья (леса). За нерачительное отношение к расходу материала могли покалечить, а то и родственникам отдать по деталям на ремонт)))
И жирный плюс никто не таскался с пиздоватыми 10-метровыми балками, а собирали все по месту

Радик Маниев: Японцы не знают наверно что есть гвозди и саморезы)))

Азм Шаден: Ничёсе япона мать!

avtandil zamanov: Колоссальный работа

Georg Romanov: кубик Рубика тихо курит в сторонке

S.P.Q.R OCTAVIANVS AVGVSTVS: Великие, японские мастера! У японцав все красиво и совершенно.

alexalex123451: И пусть потом скажут что они люди))

В. В.: лишний раз убеждаюсь что они пришельцы

Sergius Sergo: et tolko tugadumi s velikoy skreptnoy zadaiut takie voprosi! alio dauni etoy tehnike tisyachu let! togda ne bilo ne kleya ne vintov ne gvozdey dlya mebeli! a soedinenia viglyadyat chotko i krasivo estetichno!

Светлана Федотова: и что

Pennyswise: Узкоглазым идиотам заняться нечем????

Anton Damnaty: Какое же скучное видео….

Serega Gans30: СВИНОРУСАМ никогда не понять что такое ЭСТЕТИКА

Спокойный Малый: Кажется я понял "фишку"…Это как "ножедрочеры" только в столярстве.

Turgenew Turgenew: мимо проходил, сам кузнец. дерево не мое. но впечатлило. я так понимаю, такие стыки держат нагрузку как цельный брус?

а то и пожестче на излом?

mail hohol: Есть пару простых и надежных соединений, нахрена так много!? Да еще таких замороченных!? Сука, чем чуднее тем моднее!

Папаша Мерлуш: Ну и на кой хер такие соединения????

Владимир Ермаков: У япошек очень развито станкостроение ! Все эти соединения изготовлены именно на станках, а не в ручную !

Иван Соколов: Когда на Руси делали такие соединения, японцы палочки для риса еще делать не умели )))

Press CTRL+D to add the page to the bookmarks

Video on this topic

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *