Какой крепеж выбрать для сборки элементов каркасного дома
Немало людей для строительства собственного загородного дома выбирают древесину – бревенчатые срубы, строения из бруса и каркасные дома. Однако если решения узлов бревенчатых и брусовых домов имеют традиционную конструкцию, то крепление элементов деревянного каркаса может быть выполнено по-разному. В частности, немало строителей-самоучек уверены, что самонарезающий шуруп обеспечит дополнительную прочность и долговечность конструктивным узлам каркаса. Между тем, оптимальным видом крепления пиломатериала в точках стыковки элементов каркасного дома является гвоздевое соединение.
Конструктивное решение мест соединения элементов каркаса дома
Корректное проектирование дома во многом зависит от правильно выбранной расчетной схемы. Отличительной особенностью расчетной схемы деревянных каркасных индивидуальных жилых домов являются шарнирные соединительные узлы. Такие соединения не воспринимают изгибающие моменты, но рассчитываются на вертикальные (растяжение – сжатие) и перерезывающие (поперечные) усилия, а поэтому весьма чувствительны к свойствам крепежных элементов, соединяющих узел воедино.
В узлах соединения деревянных элементов каркасного дома используются два основных вида крепления:
- гвоздями – гладкими, ершеными и винтовыми;
- самонарезающими шурупами – оцинкованными, фосфатированными, оксидированными.
Гвоздевое соединение сплачивает деревянные детали за счет расклинивания древесных волокон стальным стержнем, который удерживается за счет сил трения поверхности гвоздя о древесину. Самонарезающий шуруп действует иначе – он вкручивается, а не забивается и удерживается в теле древесины соединяемых элементов не только за счет трения, но и за счет выемок, образованных спиралями резьбы. При воздействии вертикальных нагрузок, соединение на саморезах сможет воспринять значительно большее усилие, т.к. для удаления шурупа придется не только силы трения, но и разрушить нарезки в древесине.
Гвоздевое соединение легко воспринимает сдвиговые усилия, в то время как термобработанный металл, из которого изготовлены саморезы, может не выдержать таких нагрузок и сломаться. Саморезы хорошо работают в растянутых узлах, однако значительная часть метизов, соединяющих элементы каркасного дома, работает на срез.
При анализе работы узлов крепления элементов каркаса деревянного дома нельзя не учитывать свойства пиломатериала, в частности высокую степень влияния влажности на древесину. Древесная структура легко впитывает и также быстро отдает влагу, при этом волокна целлюлозы – материала, из которого на 70% состоит древесина, увеличиваются в размерах при увлажнении и уменьшаются при высыхании. Поэтому древесина «дышит».
Свойства соединений на гвоздях и на саморезах
Кроме способности воспринимать значительные перерезывающие усилия, соединения на гвоздях имеют и другие преимущества, в частности:
- простую сборку, не требующую специального инструмента – для забивания гвоздей достаточно простого ручного молотка, хотя предприятия, специализирующиеся на возведении каркасных домов, покупают пневматический инструмент — нейлер;
- гвозди, проходя сквозь волокна древесины, не способствуют образованию трещин и сколов;
- при избыточной нагрузке гвоздь гнется, а самонарезающий шуруп ломается, способствуя разрушению узла;
- гвозди ощутимо дешевле качественных самонарезающих шурупов;
- защитное покрытие поверхности тела гвоздя полностью сохраняется в ходе забивания, в то врем как при закручивании в древесину шурупа, значительная часть верхнего слоя стирается;
- гвозди надежно фиксируются в древесине и вытащить забитый гвоздь значительно сложнее, чем выкрутить самонарезающий шуруп.
Самонарезающие шурупы не рекомендуется использовать для соединения элементов каркасного дома по следующим причинам:
- высокие трудозатраты, поскольку забивка гвоздей нейлером быстрее многократно;
- саморезы значительно дороже гвоздей;
- меньшая коррозионная стойкость самонарезающих шурупов относительно гвоздей;
- риск разрушения соединительного узла каркасного дома при воздействии значительной сдвиговой нагрузки.
В то же время самонарезающие шурупы:
- значительно лучше гвоздей воспринимают усилия растяжения, хотя при правильном проектировании в узлах каркасных домов должны возникать только перерезывающие усилия, воспринимаемые гвоздями;
- при необходимости переделать узел шуруп можно выкрутить, получив исправный метиз, а вытащить гвоздь, сохранив его первоначальную форму весьма затруднительно.
При строительстве каркасного дома могут использоваться, как гвозди, так и самонарезающие шурупы, но только в тех узлах, где это рационально.
Где в каркасном доме использовать гвозди, а где саморезы
При сборке элементов каркаса дома гвоздевые соединения используются в узлах, где преобладают поперечные срезывающие усилия, в частности:
- в местах крепления обвязочных балок и балок перекрытия;
- в узлах установки стоек каркаса;
- при устройстве прогонов составного сечения;
- при креплении стропильных ног и др.
Длина гвоздей выбирается в соответствии с толщиной соединяемого пиломатериала. Для усиления соединительного узла могут использоваться винтовые и ершеные гвозди с дополнительной резьбой и бороздками, что повышает сцепление тела гвоздя с древесиной.
Самонарезающие шурупы целесообразно применять в узлах с отрывными нагрузками, например:
- при креплении подсистемы для сайдинга;
- при креплении плитного утеплителя к конструкциям перекрытия;
- при устройстве обрешетки под кровлю и др.
При установке саморезов необходимо погружать их в древесину заподлицо с поверхностью. В нагруженных и ответственных узлах, подвергающихся воздействию влаги, саморезы должны иметь соответствующую антикоррозийную защиту.
