Практически сторона квадратной шайбы принимается равной 4,5d (где d- диаметр болта).
Размеры квадратных шайб принимаются по диаметру болтов согласно табл.3 (рис.2).
Таблица 3: Сортамент болтов
| п/п | Диаметр болтов (мм) | Площадь сечения (см²) | Вес, кг | Размеры квадратных шайб болтов (мм) | |||||||
| по стер-жню, dбр | по наре-зке, dнт | по стер-жню, Fбр | по наре-зке, Fнт | 1 пог.м болта | одной гайки | рабочих болтов | стяжных болтов | ||||
| шести-гран-ной | квад-рат-ной | разме-ры, мм | вес 1 шайбы, кг | разме-ры, мм | вес 1 шайбы, кг | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | 6 | 4,701 | 0,283 | 0,173 | 0,22 | 0,004 | 0,004 | 30х30х3 | 0,01 | — | — |
| 2 | 8 | 6,377 | 0,505 | 0,316 | 0,39 | 0,008 | 0,007 | 40х40х4 | 0,048 | — | — |
| 3 | 10 | 8,051 | 0,785 | 0,509 | 0,62 | 0,014 | 0,014 | 50х50х5 | 0,095 | — | — |
| 4 | 12 | 9,727 | 1,13 | 0,744 | 0,89 | 0,020 | 0,021 | 60х60х6 | 0,164 | 45х45х4 | 0,06 |
| 5 | 16 | 13,4 | 2,01 | 1,408 | 1,58 | 0,052 | 0,053 | 80х80х8 | 0,386 | 55х55х4 | 0,088 |
| 6 | 20 | 16,75 | 3,14 | 2,182 | 2,47 | 0,093 | 0,095 | 100х100 х10 | 0,760 | 70х70х5 | 0,18 |
| 7 | 24 | 20,1 | 4,521 | 3,165 | 3,55 | 0,141 | 0,144 | 120х120 х12 | 1,341 | 90х90х7 | 0,42 |
| 8 | 27 | 23,1 | 5,722 | 4,18 | 4,49 | 0,182 | 0,187 | 140х140 х14 | 2,091 | 100х10 х8 | 0,591 |
| 9 | 30 | 25,45 | 7,065 | 5,06 | 5,55 | 0,291 | 0,297 | 160х160 х15 | 2,93 | — | — |
| 10 | 36 | 30,80 | 10,17 | 7,44 | 7,99 | 0,496 | 0,506 | 190х190 х18 | 4,957 | — | — |
Минимальные расстояния между болтами и минимальные удаления от кромок дерева устанавливаются с учётом допустимых напряжений скалывания древесины. О чём более подробно будет рассказано в следующих разделах сайта.
В капитальном строительстве, когда требуется надёжность и устойчивость конструкции, болты могут применяться только в том случае, когда с помощью специальных средств (например, скоб) будет предотвращено возникновение сдвига в швах контакта (узел 33).
Например, могут быть использованы калиброванные отверстия, т.е. такие, когда диаметр отверстия равен диаметру болта, или же проведено последующее заполнение промежутка между стержнем болта и краями отверстия.
1.2. Соединение на стержневых нагелях
Стержневые нагели — это цилиндрические стальные стержни, как правило, без гайки и резьбы которые вгоняются в просверленные отверстия уменьшенного на 0,2…0,5 мм диаметра (рис.3 поз.6).
У стягивающих болтов (рис.3 поз.1) под головкой (рис.3 поз.2) и гайкой (рис.3 поз.3) устанавливаются шайбы (рис.3 поз.5).
Рекомендуется устанавливать по обе стороны большие и толстые шайбы.
Применение стержневых нагелей имеет большое значение для несущих соединений, т.к. при нём можно не опасаться деформаций из-за выборки зазоров в отверстиях и ползучести конструкций.
Соединения с помощью стержневых нагелей позволяют добиться высоких показателей: при небольшой площади они могут воспринимать сравнительно большие нагрузки.
Их лучше всего применять для пакетов досок, а также для соединения со стальными элементами, находящимися внутри конструкции (узел — 35).
На рисунке узла -34 приведен вариант крепления конькового узла стропильной фермы. Брусчатые раскосы прикреплены к верхнему поясу четырьмя нагелями. В середине — стяжные болты. Верхние пояса стропил скреплены с коньковой подбалкой болтами.
На эскизе узла 35 приведён вариант крепления двухветвевой стойки с одинарным ригелем. Такое крепление даёт практически жёсткое соединение двухветвевой стойки с одинарным ригелем с помощью расположенных по кольцу нагелей.
Стяжные болты обеспечивают плотность соединения и используются при монтаже стропильной системы и стеновых перегородок.
В выше рассмотренных соединениях следует использовать не более 4-х стержней на соединение.
Минимальный диаметр стержневого нагеля 8 мм.
Глухие стальные цилиндрические нагели следует заглублять в древесину не менее, чем на 5 диаметров.
При использовании нагелей большого диаметра возможно появление трещин на концах соединяемых элементов, вызванное скалыванием древесины вдоль волокон.
Поэтому концевые расстояния принимают несколько больше, чем промежуточные.
2. Соединение деревянных конструкций на гвоздях
Тот факт, что гвозди имеют широкое применение, объясняется простотой их использования, достигаемой, в первую очередь, благодаря изобретению пневматического пистолета, с помощью которого может осуществляться автоматический забой гвоздей различной длины, вплоть до 120 мм.
Гвозди большего диаметра могут забиваться пневматическим способом после предварительной посадки.
Соединение на гвоздях имеет специфические особенности. В месте забивки гвоздя древесина сминается, образуя проволочные трещины, отщепы под гвоздём.
Частично эти недостатки устраняются применением гвоздей крестообразного профиля, для которых можно не сверлить отверстия даже при диаметре более 6 мм.
Их, как и обычные гвозди, забивают в древесину без предварительного рассверливания гнёзд.
Для гвоздей диаметром более 6 мм (а для древесины из ольхи — более 5 мм) требуется высверливать отверстия, равные 0,9 диаметра гвоздя.
Если же крепление конструкций гвоздями должно учитывать нагрузки на выдёргивание (повышенные ветровые нагрузки), то высверливание отверстий НЕДОПУСТИМО.
Ниже приведены некоторые виды гвоздей наиболее используемые в монтаже стропильной системы крыши.
2.1. Соединение на проволочных круглых гвоздях
Гвоздь круглый проволочный — наиболее часто встречающийся тип крепежа для деревянных соединений. У гвоздя ровная или потайная шляпка и гладкая ножка. В поперечном разрезе ножка представляет собой заострённый стержень в сечении круглый или квадратный с закруглёнными углами.
Толщина проволочных гвоздей колеблется в пределах d=0,8…8 мм. Длина проволочных гвоздей колеблется в пределах 8…250 мм.
Где 5 мм — диаметр (d) гвоздя, а 120 мм — длина (L) стержня гвоздя.
Сортамент гвоздей приведён в табл.4.
Таблица 4: Гвозди строительные проволочные круглые
| п/п | Размер, мм | Масса 1000 шт., кг | ГОСТ | п/п | Размер, мм | Масса 1000 шт., кг | ГОСТ | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 1 | 0,8х8 | 0,035 | 4028-63 | 2х25 | 0,64 | 4029-63 | ||
| 0,8х12 | 0,054 | 2х40 | 0,986 | 4028-63 | ||||
| 2 | 1х16 | 0,105 | 2х50 | 1,23 | 4028-63 | |||
| 3 | 1,2х16 | 0,154 | 8 | 2,5х32 | 1,28 | 4029-63 | ||
| 1,2х20 | 0,196 | 2,5х40 | 1,58 | 4029-63 | ||||
| 1,2х25 | 0,232 | 2,5х50 | 1,93 | 4028-63 | ||||
| 4 | 1,4х25 | 0,32 | 2,5х60 | 2,31 | 4028-63 | |||
| 1,4х32 | 0,403 | Рекомендуемый сортамент гвоздей для кровельных работ | ||||||
| 1,4х40 | 0,50 | 9 | 3х40 | 2,31 | 4029-63 | |||
| 5 | 1,6х8 | 0,129 | 4033-63 | 3х70 | 3,88 | 4028-63 | ||
| 1,6х12 | 0,129 | 3х80 | 4,44 | 4028-63 | ||||
| 1,6х16 | 0,225 | 10 | 3,5х80 | 5,78 | 4030-63 | |||
| 1,6х25 | 0,42 | 4033-63 | 3,5х90 | 6,80 | 4028-63 | |||
| 1,6х40 | 0,656 | 4028-63 | 11 | 4х100 | 9,80 | |||
| 1,6х50 | 0,814 | 4х110 | 11,77 | |||||
| 6 | 1,8х32 | 0,675 | 12 | 4,5х125 | 18,3 | |||
| 1,8х40 | 0,817 | 5х150 | 22,4 | |||||
| 1,8х50 | 0,997 | 13 | 5,5х175 | 33,2 | ||||
| 7 | 2х20 | 0,519 | 4029-63 | 6х200 | 44,2 | |||
| 2х20 | 0,499 | 4033-63 | 14 | 8х250 | 98,2 | |||
| 2х25 | 0,622 | 4033-63 | х | х | х | х | ||
При выполнении каркасных работ наиболее часто применяют гвозди длиной — 60, 75 и 100 мм. При облицовочных работах используются более короткие гвозди.
Гвоздь может быть оцинкованным и не оцинкованным. При гальванической оцинковке толщина образующегося защитного слоя цинка толще, поэтому такой гвоздь более устойчив к ржавчине. Поверхность у обычного гвоздя остаётся шершавой, благодаря чему трение между гвоздём и древесиной больше, чем у гвоздя с гальванической, оцинковкой.
В облицовочных (отделочных) работах используют оцинкованные или другим образом обработанные гвозди для того, чтобы руки работников всегда оставались чистыми и не пачкали облицовку.
2.2. Соединение на рифлёных зубчатых гвоздях
Гвоздь рифлёный (зубчатый). У такого гвоздя потайная (утапливаемая) шляпка и рифлёная ножка. В поперечном разрезе ножка представляет собой круглый стержень с закруглённым острым углом.
Толщина зубчатых гвоздей колеблется в пределах d=3…10 мм. Длина рифлёных гвоздей колеблется в пределах 25…100 мм.
Прочность на вытяжение из дерева у зубчатых гвоздей примерно в пять раз больше, чем у обычных гвоздей соответствующих размеров.
Поэтому их применение предпочтительно в тех соединениях, где требуется повышенная прочность на выдёргивание (повышенную ветровую нагрузку).
2.3. Соединение на резьбовых гвоздях
Гвоздь резьбовой (винтовой). У гвоздя потайная (утапливаемая) шляпка и ножка с пологой резьбой. Толщина резьбовых гвоздей колеблется в пределах d=1…10 мм. Длина проволочных гвоздей колеблется в пределах 8…150 мм.
Гвоздь может быть оцинкованным и не оцинкованным.
Они применяются в тех местах, где соединение может оказаться под воздействием переменных нагрузок.
Деревянный пол и наружную обшивку обивают резьбовыми гвоздями.
2.4. Соединение на шурупах
Как правило, соединения с помощью шурупов бывают односрезными и работают по восприятию усилий, действующих под прямым углом в направлении стержня.
.
Для винтов (шурупов) диаметр высверленных отверстий должен быть на 2…3 мм меньше диаметра самого винта (шурупа).
Если же крепление конструкций винтами (шурупами) должно учитывать нагрузки на выдёргивание (на повышенные ветровые нагрузки), то высверливание отверстий НЕДОПУСТИМО.
Рекомендуемый сортамент шурупов с потайной и полукруглой головкой приведён в табл.5.
Таблица 5: Сортамент шурупов
| п/п | Наименование | Диаметр, мм | Длина, мм | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Шурупы с потайной и полукруглой головкой | 2 | 7, 10, 13 | х |
| 2 | 3 | 10, 13, 16, 20, 25, 30 | х | |
| 3 | 4 | 13, 16, 20, 25, 30, …60 | с градацией через 5 мм | |
| 4 | 5 | 13, 16, 20, 25, 30, …70 | с градацией через 5 мм | |
| 5 | 6 | 20, 25, 30 …100 | с градацией через 5 мм | |
| 6 | 8 | 50, 55, 60, …100 | с градацией через 5 мм | |
| 7 | 10 | 80, 90, 100 | х |
Рекомендуемый сортамент глухарей (винтов для дерева) приведён в табл.6.
Таблица 6: Сортамент глухарей (винтов для дерева)
| п/п | Наименование | Диаметр, мм | Длина, мм | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Глухари (винты для дерева) | 6 | 35, 40, 50, 65 | х |
| 2 | 8 | 40, 50, 65, 80 | х | |
| 3 | 10 | 40, 50, 65, 80, 100, 120 | х | |
| 4 | 12 | 65, 80, 100, 120, 140, 160, 180 | с градацией через 10 мм | |
| 5 | 16 | 80, 100, 120, 140, 160, 180 | с градацией через 20 мм | |
| 6 | 20 | 120, 140, 160, 180, 200, 225, 250 | х |
Несущая способность шурупов и глухарей (винтов) определяется по правилам расчёта для стальных цилиндрических нагелей с диаметром d, равным диаметру ненарезной части винта, кроме случая, когда заглубление гладкой части винта в древесину менее 2d.
В этом случае расчёт следует вести по внутреннему диаметру ослабленного резьбой сечения. О чем более подробно будет рассказано в следующих разделах сайта.
3. Соединение на скобах, хомутах и анкерах
Вспомогательные стальные крепёжные детали (скобы, хомуты, анкера и др.) ставят чаще всего в узлах для соединения деревянных элементов в период сборки и монтажа, для соблюдения проектных размеров конструкций и при их работе на незначительные усилия.
Стальные скобы ставят в узлах конструкций из брусьев или брёвен. В зависимости от размеров сечений элементов и длины скоб диаметр их бывает 8…18 мм.
Забивают скобы в древесину без просверливания отверстий с таким расчётом, чтобы место забивки не совпадало с сердцевинной частью деревянных элементов.
А расстояния от вершины угла скобы до центра заглубления скобы в конструкцию должны быть одинаковыми.
Расстояние от центра забивки скобы до торца элемента (S1) принимают такое же, как и для нагелей (см. раздел по установке нагелей).
Таблица 7: Стальные крепления для деревянных конструкций
| п/п | Наименование | Эскиз | Ед-ца измер. | Размеры, мм | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | Скобы строительные прямые |  | l/h | 150/70 | 200/80 | 250/90 | 300/100 | ||||
| 2 | d, мм | 8 | 10 | 8 | 10 | 8 | 10 | 10 | 12 | ||
| 3 | Масса, кг | 0,1 | 0,15 | 0,12 | 0,18 | 0,14 | 0,22 | 0,26 | 0,38 | ||
| 4 | Скобы строительные игловые |  | l/h | 350/110 | 400/120 | 450/130 | 500/140 | ||||
| 5 | d, мм | 10 | 12 | 12 | 16 | 12 | 16 | 16 | 18 | ||
| 6 | Масса, кг | 0,3 | 0,48 | 0,49 | 0,86 | 0,54 | 0,96 | 1,06 | 1,34 | ||
Таблица 8: Хомуты для подвески балок
| п/п | Наименование | Эскиз | Ед-ца измер. | Размеры, мм | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | Хомуты для подвески балок |  | b, мм | 50 | 50 | 60 | 60 | 60 | 70 | 70 | 70 |
| 2 | h, мм | 150 | 180 | 180 | 200 | 220 | 200 | 220 | 240 | ||
| 3 | Масса, кг | 2,2 | 2,35 | 2,37 | 2,46 | 2,55 | 2,48 | 2,58 | 2,67 | ||
Развёртка хомута для раскроя металла показана на рисунке ниже (рис.5).
Узлы крепления балок при помощи металлических хомутов показаны на рисунке ниже (узел -5).1- продольные балки (стропила); 2- поперечная балка; 3- отделка вокруг коренника; 4- хомут; 5- гвозди ГОСТ4028-63.
Для крепления свесов кровли и стыка балок применяют Т-образные анкеры массой 2,19 кг.
Все вспомогательные стальные крепёжные детали (скобы, хомуты, анкера и др.) защищают от коррозии. Выступающие металлические части защищают деревянными элементами.
