Соединение профилированного бруса: Виды соединений профилированного бруса

Виды соединений профилированного бруса — статья construction-houses.ru

С 2003 года действует строительный ГОСТ, описывающий способы и методы соединения профилированных брусьев при возведении зданий. Каждый из них обладает своими преимуществами, и выбор зависит от специфики здания и определенных задач. Любое соединение брусьев при строительстве должно обеспечивать надежность, стойкость, герметичность постройки, все это учитывается в технологии каждого способа. Рассмотрим наиболее распространенные и практичные из них.

Технологии углового соединения бревен

Используется два вида кладки бревен: когда угол здания остается прямым либо на углу с обеих сторон выступают концы брусьев. В первом случае метод называется «без остатка», во втором – «с остатком».

Если соединение бруса в углах выполняется с остатком, то такая кладка очень устойчива даже без дополнительного крепления, не пропускает внутрь сквозняки. При кладке без остатка расходуется меньше дерева, но при данном способе экономии расходов на строительства несколько снижена прочность соединений и защищенность от ветра по сравнению с первым вариантом.

Как укладываются бревна с остатком

Брусья укладываются друг на друга в выпиленные замковые пазы. Шипы и пазы делаются по-разному: с одной или с двух сторон бревна. Также существует четырехсторонний замковый паз, который усложнен сложным геометрическим вырезом с одной из сторон. Чем больше сторон имеют пазы, тем устойчивее и герметичнее кладется материал по углам строения.

Укладка без остатка

Это угловое соединение бруса выполняется гораздо проще: элементы без всякой предварительной обработки кладутся друг на друга в шахматном порядке. Данная методология называется «встык» – детали просто стыкуются без каких-либо укрепительных мероприятий. Получается обычный деревянный сруб, который легко возвести своими руками в короткие сроки. Однако при данном типе кладки необходимо уделить особое внимание ровности стен и влажности дерева – при каких-либо отклонениях норм в будущем возможно продувание из-за изменения структуры бревен под воздействием температуры и влаги.

Более надежными способами, которые исключают расхождение элементов в дальнейшем и продувание ветром, являются:

• на шпонках – на месте прилегания торцов брусьев друг к другу вырезается паз, захватывающий оба бревна, в него забивается укрепительная шпонка;
• теплый угол – отступив от внешнего края стены треть сечения бруса, нужно вырезать в одном бревне паз, а у другого оставить шип, затем соединить с уплотнителем и зафиксировать нагелями (по виду напоминает соединенные элементы мозаики с внутренней стороны угла).

Такие подходы к укладке позволяют обеспечить взаимную фиксацию между элементами для повышения устойчивости дома и защищенности его от продувания.

Как брусья соединяются по длине

Если длина здания превышает длину бруса, то придется обеспечить надежное сращивание нескольких элементов на протяженности стены. Здесь такие же принципы и цели соединения – предотвращение продуваемости и обеспечение прочности стыков. И для этого можно выполнять соединение бруса по длине тремя способами:

1. шпонками – на стыке обоих бревен вырезается прямоугольное отверстие, в которое помещается шпонка с уплотнителем, препятствующая проникновению ветра и расхождению элементов;
2. коренным шипом – торец одного бруса оформляется как паз, а другой как шип;
3. косым замком – торцы спиливаются по косой линии с двухуровневым сечением и взаимно соединяются, что абсолютно исключает возникновение зазоров при любой степени усадки (трудоемкий метод с объемными отходами).

Выбирая простые способы соединения бруса при возведении жилого дома, вы рискуете получить в будущем заметную деформацию и продувание. Сложные разновидности кладки требуют мастерства и усилий, но при этом гарантируют надежность постройки.

Соединения бруса в углах и прямых стенах дома

Соединения бруса в углах и прямых стенах дома требуют прочности и герметичности. На герметичность брусового дома огромное влияние оказывает влажность стройматериала. Если строить дом из бруса естественной влажности, при усушке и усадке сруб будет испытывать значительные внутренние напряжения, что может привести к его деформациям.

Применив пиломатериал, который был просушен до 20%, можно убить в зародыше сразу несколько проблем – щели, трещины, сильную осадку и пр. В идеале – использовать для сруба профилированный или клееный брус из ламелей камерной сушки. Усадка такого сруба будет минимальной.

Второй метод избежать продувания углов – выполнять эти углы особыми, сложными формами соединений.

Углы должны быть прочными. На сруб действуют силы от возможных подвижек грунта, от собственного веса и веса крыши, кровли и снега, а также давление от силы ветра. Углы должны выдерживать все нагрузки, а кроме того, выдерживать деформации от колебаний линейных размеров вследствие дождя, снега и изменений тепло-влажностного режима.

Очень важные плюсы этого вида рубки:

• Продувание с улицы минимальное, даже при сильном ветре и в мороз;
• Высокая надежность. Даже не зафиксированные нагелями, брусья, соединенные в углах одним из видов рубки с остатком, не смещаются даже при умеренных подвижках грунтов основания под действием пучения или сейсмики. Нижние венцы держит вес верхних и плотное соединение углов.

Основные виды рубки с остатком

Способ рубки односторонним замковым пазом

Данный способ одинаково хорош и для квадратного бруса, и для профилированного. Одна сторона бруса выпилена с образованием паза, перпендикулярного оси бруса. Толщина паза равна половине толщины бруса, ширина и длина паза одинаковы. Замок получается, когда этот паз вмещает ½ бруса, расположенного к нему перпендикулярно. Такой венец плотно фиксирован в отношении нижележащего венца одного направления. Дополнительная фиксация нагелями придает углу достаточную прочность.

Рубка двусторонним замковым пазом

Этот вид рубки немного сложнее – выбирать пазы придется и с верхней грани бруса, и с нижней. Пазы в этом случае имеют ту же ширину, что и при способе одностороннего паза и глубину, равную ¼ толщины. Двусторонняя выборка пазов отнимает в два раза больше времени и требует большей точности, но дает неоспоримое преимущество – жесткую фиксацию каждой пары брусьев не по одному, а по двум направлениям. То есть налицо уже пространственная жесткость. Теперь при любых температурных и влажностных колебаниях сдвиг брусьев и венцов относительно друг друга практически невозможен.

Рубка четырехсторонним замковым пазом

Очень сложная рубка, пазы могут быть как симметричны, так и ассиметричны, и выбрать такой сложный паз вручную крайне трудоемко. Обычно такие сложные пазы с идеальной геометрией делают на оборудовании, производящем домокомплекты. Затем на стройке эти комплекты собираются из нумерованных брусьев, как конструкторы Лего.

Сложная и дорогая обработка, но практического улучшения герметичности угла не наблюдается, хотя в теории такой угол должен стать совершенно идеальным.

Основные виды рубки без остатка

Угол без остатка дает экономию по пиломатериалу. Брус целиком находится в плоскости стены, концы не выступают наружу. Но общей экономии не наблюдается, так как эти углы требуют дополнительного утепления и конопатки. По прочности, надежности и защите от продувания данные виды рубки также уступают углам, срубленным с остатком. Конкуренцию может составить только теплый угол, он же коренной шип.

Рубка без остатка позволяет выполнить фасад дома более строгим геометрически, проще выполнять наружную отделку. Вопрос эстетики спорный, и больше относится к стилю.

Без остатка рубят углы как из квадратного бруса, так и из профилированного.

Рубка встык без остатка

Самый простой и быстрый способ для возведения хозпостройки. Никакая дополнительная обработка не требуется, просто укладывают брусья нужных длин шахматкой. Чтобы брусья в венцах и сами венцы не смещались друг относительно друга, при этом способе рубки обязательно применяют крепеж – накладные пластины из оцинкованной стали, стальные скобы или деревянные нагели.

Трудозатраты в данном случае минимальны, плотницкий опыт может отсутствовать полностью. Если делать сруб таким способом из высушенного бруса, можно получить приемлемый результат. Из сырого пиломатериала, как говорят плотники, при любом старании угол будет ходить после усушки. Угол деформируется, а колебания влажности будут способствовать линейным колебаниям, в результате будут появляться продуваемые зазоры.

Рубка встык на шпонках

Шпонка может быть разной формы. Под прямую шпонку потребуется выбирать прямые пазы по торцам и боковым поверхностям соседних брусьев. Под шпонку – ласточкин хвост требуется выбирать довольно сложный паз, с уширениями от середины. Шпонка также имеет сложную форму.

Соединение прямой шпонкой предотвратит смещение брусьев венца в горизонтальной плоскости, но не в вертикальной. По вертикали венцы будут удерживаться только собственным весом и весом вышележащих конструкций. Шпонка в форме ласточкиного хвоста надежно зафиксирует угол и не даст брусьям смещаться по обоим направлениям. Этот способ рубки без остатка дает практически непродуваемый угол.

Рубка в полдерева

Тоже несложная рубка. По концам брусьев делают запилы на ½ толщин, получается шип, одинаковый по длине и ширине. Без фиксации нагелями это соединение надежным не будет. После усушки и осадки сруба угол, скорее всего, будет продуваться, и потребует дополнительного утепления. Вторая конопатка срубов после выдержки и осадки делается всегда.

Как и при рубке встык, можно модифицировать этот способ, закрепив углы шпонками. В этом случае брусья смещаться не будут.

Еще улучшить можно способ рубки в полдерева, если стыковать концы в лапу. Лапа имеет более сложную форму – запилы делаются наклонные, клиновидные, точно по размерам. Результат – повышение прочности сруба, брусья фиксированы друг относительно друга в венцах, а вес вышележащих венцов предотвращает смещение нижележащих. Угол выглядит эстетично изнутри и снаружи, фасад дома геометрический, гладкий.

Соединение в теплый угол (в коренной шип)

Считается самым теплым, непродуваемым соединением и одновременно гарантирует фиксацию венцов. Способ не из самых сложных:

Торцы обрезают, оставляя шипы, и длина и ширина которых должна быть ровно 1/3 сечения бруса. Более простой шип имеет форму прямоугольника, сложнее – шип с односторонним уширением. Пазы стыкуемых брусьев выбираются по размерам этих шипов, но без точной подгонки, поскольку пазы нужно законопатить мхом, льняным или джутовым волокном, пенькой или войлоком. Брусья с шипами осаживают сверху на брусья с пазами. Крепление венцов нагелями при данном способе рубки обязательно.

Крепление брусьев нагелями

• Классическая древесина для нагелей – березовая, не имеющая дефектов, сучков и косослоя, а также с параллельным расположением волокон относительно продольной оси.
• Оптимальная длина нагелей равна 0,8 от суммы высоты двух соединяемых венцов. Иногда одним нагелем соединяют не два, а три бруса. Диаметры нагелей от 25 до 35 мм.
• Нагели устанавливают в интервале до 1,5 м, и обязательно с обоих сторон каждого угла. По горизонтальным рядам нагели смещают в шахматном порядке.

Соединения брусьев по длине

Длинные прямые участки стен могут превышать длину пиломатериала. Сращивание бруса по длине делается в одной плоскости. Требования к соединениям те же, что и для углов – прочность и герметичность.

Самый простой способ состыковать брус по длине – соединение на прямоугольных шпонках. Венцы будут надежно зафиксированы в поперечном направлении, продуваться такой стык не будет. Шпонка вырезается чуть меньше паза, чтобы оставить зазоры для конопатки. Уплотняют пазы под шпонку мхом, джутовым и льняным волокном и др. материалом.

Сложнее и эффективнее способ стыковки брусьев коренным шипом. Прямое сращивание технологически немного проще углового, но так же требует точности. Зазоры между пазом и шипом в несколько мм должны быть, чтобы проложить их конопаткой.

Самый сложный, затратный по материалу и труду, и одновременно лучший по результату вид сращивания по прямой – стыковка косым замком. Размеры должны быть точные, подгонка близкая к идеальной. Конфигурация замка непростая. В итоге – два бруса имеют в соединении два полностью перекрытых сечения, что дает стыку прочность, а хитрая форма косого замка делает невозможным появление зазора даже при значительной усадке.

Как сделать прочные сварные соединения двутавровых балок?

Хотите более прочные сварные соединения двутавровых балок? В этой статье мы объясняем, что необходимо знать термины сварки, необходимые для подготовки под сварку двутавровых балок.

Сварочная терминология

Терминология балочной сварки часто вызывает путаницу. Ниже объясняются некоторые из этих терминов.

Геометрия пересечения

Наклон

Острый угол между осями стержня в горизонтальной плоскости.

Уклон

Острый угол между осями стержня в вертикальной плоскости. Также называется «наклон».

Форма

Фактическая геометрия для создания торцевого выреза, выреза или отверстия для правильной посадки.

Подготовка под сварку

Угол разделки φ

Угол между противоположными поверхностями соединяемых деталей, образующий разделку, заполняемую сварочным материалом. Может быть внутренним или внешним углом разделки канавки для подготовки к сварке.

Угол скоса β

Угол, образованный между осевой линией, перпендикулярной стене, и поверхностью среза стены. Равен углу резания и может быть отрицательным или положительным.

• Перпендикулярный разрез имеет β=0°;
• Самая большая β-плазма 45° (- или +).

Двугранный угол ψ

Угол между внешними гранями соединяемых стен. Расчеты оптимальной подготовки сварного шва основаны на ψ.

Корневое отверстие (R)

Разделение на стыке между стенами после укладки. Техника увеличения проникновения в шов для более прочных соединений.

Выемка

Отверстие в стенке прямо под фланцем для обеспечения полного проникновения фланцевого соединения и проведения неразрушающих испытаний. Подробнее о швах

Типы сварных швов

• Угловой шов
• Сварной шов с разделкой кромок
• Сварка встык

Руководство по подготовке под сварку для сварных соединений двутавровых балок

Компания HGG разрабатывает станки для резки балок для резки боковых поверхностей и подготовки под сварку с различными типами фасок.

Резка под углом

Нет

Предпочтительно в случае болтовых соединений или для угловых сварных швов.

Одинарная разделка

Скошенный срез для сварки разделкой. Подготовка под сварку на верхней или нижней стороне.

Одинарная разделка с носиком

Скошенный срез для сварки разделкой с широкой корневой поверхностью. Подготовка под сварку на верхней или нижней стороне.

Двойная разделка

Х-образный скос для сварных швов с разделкой Х или К. Маленькая корневая поверхность может быть нанесена после резки.

Двойная разделка с носиком

Х-образный скос для сварных швов с разделкой по оси Х или К с широкой корневой поверхностью.

Крысиные норы

Это открытое отверстие в стенке прямо у фланца позволяет выполнять непрерывные сварные швы на фланцевых соединениях поперек стенки с полным проплавлением соединения. Необходимое уменьшение полотна позволяет избежать дефектов, таких как разрывы, включения и неполное прохождение проходов. Крысиные отверстия позволяют проводить неразрушающий контроль всего соединения. В зависимости от контрактных документов и включенных в них правил сварки производитель может отказаться от применения решетчатых отверстий. Это позволяет избежать усадки стенки, но при расчете прочности необходимо учитывать возможные дефекты, которые невозможно проверить.

Нет
Без уменьшения сечения стенки для полной прочности. Неразрушающий контроль швов, расположенных поперек стенки, невозможен.

Тип 1
Традиционная крысиная нора. Требуемое расстояние между горелкой и фланцем для резки полотна требует минимальной шлифовки.

Тип 6
Оптимизированный HGG люк. Шлифовка не требуется.

AWS 6.2
Сварное смотровое отверстие для соединений, рассчитанных на сейсмический момент (только CAD-CAM).

Практический пример

Приведенные ниже примеры помогут вам понять структуру этого документа. Вырезы доступны для торцевых форм, отверстий и вырезов. Чтобы определить форму конца балки, необходимы четыре разреза. Верхняя полка, верхняя стенка, нижняя стенка и нижняя полка. Подготовка к сварке показана справа от разреза.

Сварное соединение балки с балкой, полностью закрепленное для стальных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками.

Сварное соединение балки с бекасом для несущих элементов в высокопрочных стальных конструкциях.