В частном домостроительстве ни один проект не обойдется без нагельного типа соединения – это саморезы, гвозди, шпильки и прочее. Они плотно ставятся в отверстие в конструкциях, которые работают на сдвиг. В них нагель получает две нагрузки — на сдвиг и на срез. В общем, нагелем может быть любой стержень, который скрепляет два элемента конструкции.
Срез в соединении появляется тогда, когда на нагель оказывают одновременную нагрузку две силы в разных направлениях. Например, если 2 параллельные балки стягиваются в балку, то среза там не будет из-за одинакового вектора у обоих элементов конструкции. И если возникает верхняя нагрузка, то все элементы будут работать на изгиб.
А если два элемента сбивают внахлест, чтобы продлить балку, либо же из досок собираются стропила, то сила среза будет давить на нагель.
Листайте дальше! Там наглядная схема и пояснения.
Я заметил, что современные строители часто используют резьбовые шпильки. Они действительно удобные – очень просто нарезать нужный размер по длине нагеля, но есть у них важные минусы, из-за которых они просто бесполезны при нагрузке на срез.
Минус первый – смятие
На смятие цельнорезьбовая шпилька вообще не работает. Для этого нагель должен сидеть максимально плотно и всей площадью соприкасаться с пазом, а по факту древесина деформируется и возникает достаточно большой люфт.
А по факту выходит вот что
Строительные фермы – это конструкции, находящиеся все время под динамическими нагрузками ветра, снега и других факторов, и даже при прочно закрепленных деталях, люфт будет появляться.
Чтобы шпилька получала нагрузку на смятие максимально эффективно, её нужно не вбивать в отверстия при помощи молотка, а аккуратно сделать резьбу в дереве методом вкручивания. Только так нагель обеспечит более менее правильную работу.
В таких соединениях по дереву часто берут болты, шпильки с частичной резьбой или глухари, имеющие резьбу только на концевой части шурупа.
Здесь нужно обеспечить такое соединение, чтобы нагрузка от смещения элементов, оказывала давление на место без резьбы.
Минус второй – сечение
Если по проекту строительства нужно делать болтовое соединение, то с применением шпильки сечение нагеля будет уменьшаться.
Если мы берем шпильку диаметром 10 миллиметров, то автоматом происходит переход на диаметр 8,3 миллиметра, что уже не по проекту. И в этом случае прочность на изгиб у соединения будет почти на 25 процентов меньше. А это достаточно важный недостаток конструкции.
Я рекомендую делать шпильковые соединения только в роли страховки, чтобы элементы конструкции плотно соединялись как тиски, и добавить туда около 5-6 больших гвоздей с диаметром около 4-5 миллиметров. В этом случае гвозди будут брать на себя все нагрузки, а шпилька будет хорошей подстраховкой!
