При строительстве дома каждый неизбежно сталкивается вопросами, связанными с использованием различных стройматериалов. Желая помочь вам в этом важном деле, мы хотим обсудить один немаловажный аспект – использование нагелей при строительстве коттеджей и домов из профилированного бруса, а также ответить на самые популярные вопросы начинающих и более опытных строителей.

Любые деревянные дома, даже элементы деревянного сруба, изготовленные из качественного профилированного бруса, под действием внешних факторов в процессе эксплуатации могут деформироваться. Чтобы этого не произошло, строители используют специальные детали – нагели. По сути, нагели представляют собой штыри, которые монтируются перпендикулярно оси соединяемых венцов .

Предназначение нагелей – препятствование деформации дома, а также соединение смежных венцов между собой, предотвращение их смещения и придание стенам дома большей прочности.

Типы нагелей

Нагели бывают нескольких видов, которые классифицируются по материалу, из которого они изготавливаются – пластмассовые, деревянные и стальные – и по форме – пластинчатые и цилиндрические. Чаще всего строители используют деревянные нагели с квадратным или круглым сечением и цилиндрические нагели из стали.

Стальные нагели обычно изготавливаются из арматуры или труб. При строительстве домов из бруса использовать штыри из арматуры нежелательно: они обладают рифленой поверхностью, на которой брус может попросту «зависнуть», и между венцами образуются зазоры.

Вследствие того, что нагрузка, приходящаяся на нагель, в основном действует на изгиб, при соединении венцов лучше использовать не стальные, а деревянные нагели. Они изготавливаются из твердых пород дерева. Наиболее качественными считаются нагели из березы или дуба. Чаще всего российские строители используют березовые штыри квадратного сечения со стороной в 25 мм или круглого – диаметром 24-25 мм.
В последнее время используются нагели с квадратным сечением. Именно их рекомендуют мировые эксперты – финские строительные компании, лидирующие в деревянном домостроении. И это неудивительно: такие нагели лишь частично касаются стенок отверстия, сделанного в брусе, в результате чего риск «зависания» на них венца в период усадки значительно снижается. Но есть у деревянных нагелей и свой недостаток – они не прижимают брусья друг к другу, что становится причиной изгибов малонагруженных верхних венцов.

Монтаж нагелей

При монтировании штырей в брусьях просверливаются отверстия. Делают их строго перпендикулярно, в шахматном порядке с шагом в 150-200 см. Для правильной установки нагелей имеет значение не только местоположение просверленных отверстий, но и влажность нагелей, которая должна совпадать с влажностью профилированного бруса.

Еще по теме:

Основные положения по уходу за домом из бруса

Дома из профилированного деревянного бруса обладают целым рядом положительных качеств. Они экологичны, современны, в них комфортно проживать в любое врем года. Великолепные характеристики таких домов делают их очень популярными и востребованными в настоящее время.

Древесина широко используется в качестве материала для наружных ограждающих конструкций. Особенно популярным в последние годы становится профилированный брус. Из него возводят дома для круглогодичного проживания и постройки иного назначения.

Нагели применяются как один из самых надежных способов соединения элементов при возведении стен. Они обеспечивают достаточную жесткость конструкции, оставляя возможность для нормальной усадки.

Правильный монтаж нагеля позволит надежно соединить отдельные элементы в единую систему с необходимыми свойствами. Существует подробная инструкция по применению такого крепежа, точное выполнение которой даст возможность добиться желаемого результата. Квалифицированные мастера плотники хорошо знают специфику использования этих соединительных элементов.

Основные понятия и назначение нагеля

Древесина – материал природного происхождения с неоднородной внутренней структурой. При высыхании происходит не только пропорциональное изменение объема, но и некоторая деформация. Степень ее определяется взаимным расположением волокон, годовых колец и другими факторами. Вследствие этого происходит усадка материала с образованием зазоров между элементами, растрескивание и иные неприятные явления.

Нагель для бруса представляет собой крепежный элемент круглого или квадратного сечения. Он предназначен для разъемного соединения двух соседних деталей. Нагель может изготавливаться из древесины твердых пород или металла преимущественно стали .

Геометрические размеры применяемого крепежа должны соответствовать брусу. Малое его сечение и длина не обеспечат необходимой жесткости конструкции, а слишком большое может привести к разрушению.

Металлический нагель может быть цельным или пустотелым, а сечение его, как и в случае с деревянными – квадратным или круглым. Зачастую для экономии средств они изготавливаются из наличных или подручных материалов: стальной арматуры, водопроводной трубы и металлопроката. Неправильное применение данного вида крепежа может вызвать повреждения такого достаточно дорогого материала как профилированный брус.

Под нагели высверливаются глухие отверстия соответствующего диаметра в обеих соединяемых деталях. Количество и расположение точек крепления определяется в соответствии с требованиями руководящих документов в частности СНиП 2.01.07-85. В работе используется специальная дрель для сверления бруса под нагели с необходимыми приспособлениями и сверлами необходимого диаметра.

Изготовление и применение нагелей в строительстве домов из бруса

Важно!
Наилучшим материалом для нагелей по утверждению мастеров является береза.

Изготовление нагелей из древесины

Цилиндрическая форма этого соединительного элемента представляет собой классическое тело вращения. Соответственно для его производства наиболее пригоден токарный станок с набором соответствующих резцов. В качестве заготовок используются пиломатериалы, высушенные до определенной влажности. Предпочтение отдается наружным частям ствола, где плотность древесины выше, а значит, она способна выдержать большие нагрузки.

Нагели можно изготовить своими руками при наличии в домашней мастерской нужного оборудования.

Порядок выполнения операций следующий:

1. подбираем заготовку подходящего размера и формы, древесина не должна иметь трещин, глубоких повреждений, сучков и тому подобное;
2. устанавливаем ее в приемное устройство станка и тщательно закрепляем в строгом соответствии с руководством по использованию;
3. запускаем двигатель и при помощи резца придаем заготовке цилиндрическую форму;

1. по мере снятия стружки производим измерение диаметра при помощи штангенциркуля;
2. по достижении потребного показателя обрезаем заготовку на определенную длину и делаем фаску; (см. также статью )
3. снимаем готовое изделие со станка и повторяем все описанные действия для следующей заготовки.

У квалифицированного столяра на изготовление одного нагеля при наличии всего необходимого уйдет всего несколько минут. Неопытный мастер затратит больше времени, но практика показывает, что необходимый навык нарабатывается достаточно быстро. Цена изделий собственного изготовления будет минимальной.

Совет!
Обратите внимание, что при работе на токарном станке нужно использовать очки для защиты глаз от попадания стружки.

Применение нагелей при возведении стен из бруса

Порядок выполнения операций по сборке домов определяется технологией.

Установка нагелей в брусе производится следующим образом:

1. по нижней детали наносятся метки точек крепления, их количество и расстояние между ними рассчитывается согласно нормативной документации;
2. отверстия под нагели должны располагаться строго по осевой линии бруса и быть перпендикулярными к его наружной поверхности;
3. для сверления используется дрель со сверлом, во время работы ее следует удерживать двумя руками, а положение тела должно быть устойчивым;
4. оптимальным будет применения инструмента со специальной насадкой, которая обеспечивает потребное его положение по отношению к брусу, это позволит существенно ускорить работу;
5. суммарная глубина отверстий должна быть несколько большей, нежели длина нагеля, что обеспечит необходимый тепловой зазор. (см. также статью )

Сборка профилированного бруса на нагеля осуществляется следующим образом:

1. в высверленные заранее отверстия нижнего бруса вставляются соединительные элементы и осаживаются при помощи деревянного молотка – киянки;
2. следующую подготовленную деталь поднимают вдвоем с помощником за края и переворачивают отверстиями вниз;
3. совместив отверстия с нагелями, брус надевается на них и осаживается до упора.

Полезный совет!
При выполнении такой операции как сборка бруса на нагеля сложно добиться совмещения отверстий с крепежными элементами.
Упростить действие поможет привлечение еще одного помощника, который направит брус с большой точностью.
Для снижения трения при выполнении сборки опытные мастера используют мыльный раствор.

Надежное крепление бруса нагелями, тем не менее, должно иметь и некоторую степень свободы. При высыхании древесины изменение формы и уменьшение объема неизбежны, как и тепловое расширение при нагревании. Материалу оставляют некоторую степень свободы для компенсации изменения линейных размеров.

Заключение

Нагеля для бруса из твердых пород древесины представляют собой самый оптимальный вариант соединительного элемента для возведения строений. Они обеспечивают необходимую прочность ограждающей конструкции и не допускают коробления отдельных ее элементов.

Видео в этой статье поможет получить точное представление о процессе изготовления и применения этого вида крепежа.

Нагель — что это и где он применяется? На самом деле это слово обозначает штырь (крепеж), который предотвращает скольжение и смещение элементов стен деревянного дома. Конструкция из бруса, какой бы хорошо высушенной она ни была, всегда подвержена деформации и просадке. Нагели бывают круглой и прямоугольной формы, они могут быть сделаны как из металла, так и из дерева.

Нагель, установленный в стену из бруса, препятствует вращению бревен во время усадки дома.

Единственное условие, которое является обязательным при установке крепежа, он должен быть гладким, не иметь рифленой поверхности, выбоин и вставок. Его длина должна быть подходящей.

Выбор и установка

Поскольку главное предназначение нагеля — это удержание бруса в правильном положении и препятствование его выгибанию, то и при выборе материала нужно учитывать характер постройки. Лучше всего с такой задачей справляется дерево, так как брусья, на которые крепится штырь, также состоят из дерева.

Кроме того, крепежи из древесного материала не так подвержены изменениям формы в результате резких перепадов температуры. Они не ржавеют и не образуют конденсат от смены влажности. Деревянные крепежи не препятствуют запланированной просадке стен, так как выполнены из того же материала.

У деревянных штырей и деталей, которые они скрепляют, обычно одинаковая влажность, что благоприятствует равномерному распределению давления и естественному процессу впаивания крепежа в материал стен.

В том случае если брусья сделаны с применением мягких сортов древесины, к примеру, сосны, настоятельно рекомендуется взять штыри более твердых пород. Именно поэтому большой популярностью сейчас пользуются березовые крепежи. Они тверже большинства других пород дерева и поэтому применяются почти повсеместно.

Можно сделать вывод, что выбор штыря в случае, если строится деревянный дом, должен быть березовым. Это сможет гарантировать стабильное поведение крепежей при резких колебаниях погодных условий.

Металлические нагели

Но и у металлических штырей есть свои преимущества.

Почти все современные строительные фирмы утверждают, что построить надежный деревянный дом без использования металлических крепежных элементов невозможно.

Они приводят следующие причины:

• деревянные нагели не могут удержать верхние слои древесины от кручения;
• в процессе естественной усадки штыри начинают выходить из отверстий и шататься;
• нагель из дерева препятствует нормальной установке утеплителя;
• в случае использования деревянных крепежей исчезает возможность применения пружинных стяжек, которые очень хорошо себя зарекомендовали при сборке конструкций из бруса.

Металлический нагель бывает как цельным, так и пустым внутри, очень часто штыри изготавливаются прямо на месте из отходов строительства — кусков арматуры и труб.

Следует тщательно изучить технику установки железных конструкций, чтобы не повредить материал. Нужно иметь в виду, что слишком тонкие штыри будут болтаться в отверстиях, а слишком толстые приведут к трещинам и разломам. Нагель для бруса — крайне важный компонент строительства, к этому этапу надо подходить взвешенно.

Установка нагелей при строительстве

Чаще всего при строительстве домов из бруса первый слой крепят к следующему именно с помощью нагелей. Затем просверливаются отверстия в третьем слое, для того чтобы соединить и его с двумя предыдущими. Между нагелями не должно быть дополнительных препятствий.

При использовании штырей необходимо строго следовать таким рекомендациям:

• сверлить отверстия для конструкций нужно только вертикально, чтобы затем крепежи не становились препятствием для естественного скольжения брусьев;
• расстояние от угла должно составлять не менее 40 см;
• отверстие для штыря необходимо располагать строго по центру деревянного бруса;
• нельзя прилагать больших усилий при забивании нагеля во избежание его деформации;
• длина штыря должна быть на 2-3 см короче, чем глубина просверленного заранее вертикального отверстия (это нужно для того, чтобы при запланированной естественной просадке между брусьями не образовывались щели);
• установка деревянных штырей поможет избежать кручения древесины и зазоров между слоями брусьев.

Кроме того, нагели, или, как их еще называют, шканты, способствуют устранению причин, которые в будущем могут привести к появлению трещин в древесине. Принцип строительства дома из деревянных брусьев с помощью шкантов очень напоминает сборку детского конструктора.

Деревянные шканты можно изготовить и в домашних условиях. Для этого нужно взять материал без сучков и трещин, поместить его в деревообрабатывающий станок и с помощью резца придать необходимую форму. Все просто, главное — не бояться творить и строить!

Нагель - элемент для создания подвижного соединения между соседними деталями, в частности между брусьями и бревнами при возведении дома. Также встречается при производстве окон, в судостроении и т.д. Не многие слышали о таком приспособлении, но без него не обходится строительство деревянных домов и создание элементов привычных конструкций даже при том, что эти соединения нам не видны.

Что нужно знать о нагеле

Другое название нагеля - шкант. Слово «нагель» немецкого происхождения, означает «гвоздь», чем, по сути, и является. «Шкант» пришло в нашу речь с Вятки, где около 300 лет назад началось активное строительство деревянных домов из бревна. Уже тогда столяры внедрили в привычную технологию применение деревянных крепежей для устойчивости сруба, которые не видно при собранных конструкциях.

Изначально нагель деревянный, в настоящее время применяются крепежи из древесины и стали. Они служат на объектах с разным уровнем ответственности, поскольку могут воспринимать разную нагрузку.

У шканта круглое или квадратное сечение разного размера, который определяется расчетом.

Изготовление нагелей

Лучший деревянный нагель березовый или дубовый. Эти виды древесины обладают твердостью и достаточной жесткостью, чтобы удержать сруб любого размера. Материал должен быть тщательно просушен, в идеале - совпадать с брусом в содержании воды для равномерной усадки объема после сборки. Рекомендуется использовать принудительно просушенную древесину для снижения риска усушки, которая повлечет за собой ослабление соединения.

Квадратный нагель изготавливают на распиловочном станке строго по установленным размерам, поскольку в дальнейшем для них нужно будет проделывать отверстие в брусе или бревне по аналогичным параметрам. Часто используют унифицированные размеры: например, заказывают сруб с готовыми отверстиями под нагель, а крепеж заказывают отдельно, но того же сечения. Совпадение параметров необходимо для нормальной и быстрой работы, чтобы не пришлось подгонять изделия на месте.

Для изготовления шканта с круглым сечением рационально использовать токарный станок. С его помощью изготовить крепеж можно самостоятельно. Для этого используем деревянную заготовку подходящего размера, крепим ее на крутящий механизм станка и понемногу снимаем лишние слои ствола. Чтобы не убрать лишнего, постоянно сверяем диаметр полуфабриката штангенциркулем. Также важно, чтобы заготовка равномерно обрабатывалась по всей длине, чтобы изделие смогло без труда войти в подготовленное для него отверстие.

Нагель металлический изготавливают из стали разных марок и из готовых прокатов методом отливки или прокатки. Форма сечения у изделия может быть разной: круглой, квадратной, многоугольной. Стальной шкант более подходит для сборки металлических и бетонных конструкций. Сделанный из арматуры, крепеж при усадке древесины травмирует бревно, на месте разрыхления в последствии развивается плесень, ржавчина, что значительно снижает несущие характеристики конструкции.

Какой нагель выбрать

Нагель для бруса может быть металлическим или деревянным, квадратным или круглым. Какой же выбрать для строительства дома из бревна и бруса?

Дерево или металл

Для бревна лучше использовать деревянный шкант. Металл хоть и обладает большим запасом прочности, все же со временем ржавеет и портит древесину. Влажностью ржавые очаги подпитывает само бревно, которое несколько лет просыхает, а потом начинает интенсивно намокать-сохнуть.

Деревянный нагель обладает теми же характеристиками, что и бревно, потому диссонанса между элементами не возникнет.

Круг или квадрат

Форма сечения может быть определена расчетным методом. Если вкратце, то круглый нагель подходит для установки на небольшие дома облегченной конструкции, квадратный более надежен, потому применяется для фиксации бруса и бревна у больших коттеджей. Минимальный диаметр, который следует выбрать - 25 мм, можно больше.

Сверление отверстий под нагели

Расстояние между внутренними креплениями должно быть не более 1,5-2,0 метров. В обозначенных местах на собранном в несколько поясов срубе насквозь просверливается отверстие. Это можно сделать мощной дрелью с двумя ручками и с насадкой-сверлом большого диаметра по дереву.

На практике часто фиксируют по 2 бревна в шахматном порядке, но лучше пустить нагель на глубину 3-4 бревна. Получается, одно бревно связано и с верхним, и с нижним соседом через шаг.

Ширина отверстий в бревне для круглого и квадратного сечения нагеля должна быть меньше фактической на 2-3 мм. Для квадратного нагеля 25мм - отверстие 32мм. Запас берется с учётом предполагаемой величины усушки крепежа и стены. После сверления нагели забивать в отверстия будет непросто, особенно в случае с квадратным сечением: всегда есть риск даже незначительного смещения бруса относительно пояса на 1-2 мм, тогда процесс вбивания затрудняется. Если планируется внутренняя фиксация по 3-4 бревна, лучше заранее заказать сруб с уже пропиленными в заводских условиях отверстиями.

Сборка на нагеля: важные нюансы

Когда крепеж готов и отверстия высверлены, пора приступать к сборке основной конструкции. Важно помнить:

• Не нужно ничем промазывать и прокладывать гнездо перед вводом нагеля.
• Запрещено использования столярного клея, чтобы брус и нагель смогли двигаться относительно друг друга при усадке.
• Шканты должны быть установлены строго вертикально, чтобы нанизанный брус был зафиксирован в одной плоскости и не менял своего положения при усадке в горизонтальной оси.
• Забивание нужно осуществлять деревянной или прорезиненной киянкой. Металлический оголовок молотка повредит древесину и в ней начнутся процессы порчи.

В строительстве из бруса есть другая технология насаживания бревен и сруба:

• 1) На ярусе нижней обвязки высверливаются отверстия, в которые вставляются нагели.
• 2) Последующие ряды обвязки нанизываются на установленные нагели. Для этого в брусе или бревне нужно заранее высверлить отверстия для монтажа.

Нагели для дома из бруса или бревна вещь необходимая. Пусть их не видно в объеме дерева, зато можно ощутить прочность строения и быть полностью в нем уверенным.

В переводе с немецкого, нагель - это гвоздь. Нагель деревянный представляет собой крепежный элемент цилиндрической или квадратной формы. Он часто используется в строительной отрасли в процессе сборки домов и бань из дерева, бруса, бревна.

Под влиянием различных негативных факторов портиться эстетическая привлекательность деревянных зданий, а тепло плохо сохраняется в доме. Для снижения влияния таких факторов применяют деревянные нагели из твердых сортов древесины.

Нагель для бруса

Нагели могут иметь диаметр 24-25 мм или сечение 25х25 мм, а также длину от 1,2 м. такой крепежный элемент предотвращает смещения венцов деревянного дома относительно друг друга. Самой важной характеристикой нагеля можно назвать его гладкость. Поверхность нагеля должна быть идеально гладкой, чтобы отдельные брусья не зависали на нем или не поднимались, с образованием зазоров между венцами.

Главная задача нагеля заключается в снижении искривления бруса во время усадки, вследствие того, что он хорошо работает на изгиб. Высокой прочности соединения специалисты достигают использованием нагелей с одинаковым уровнем влажности с брусом или чуть суше. Таким образом получается, что во время усыхания бруса нагель надежно заклинивается между венцами.

Для срубов из мягких сортов лесоматериалов, к примеру, сосна или ель, применяют нагель из березы. У березы твердая древесина, а само дерево очень широко распространенно на территории России, по этой причине создавать из нее крепежные элементы не затратное дело. Помимо этого, береза имеет невысокую естественную влажность и плотную структуру. Естественно, и стоить нагель березовый будет на порядок ниже, чем дубовый, грабовый или буковый.

Применение деревянных нагелей можно назвать универсальным вариантом при сборке срубов из дерева, потому что главным отличием от металлических крепежных элементов они не подвержены коррозии и не оказывают влияния на структуру дерева. На заключительном этапе производства нагели обязательно пропитывают или обрабатывают антисептическими растворами против гниения.

Соединение в нагель

Монтаж нагелей происходит в шахматном порядке на расстоянии от края бруса от 200-600 мм и между деревянными стержнями 1,5-2 м. Отверстие под нагель необходимо выполнить одного с ним диаметра или немного меньше. Чтобы усадка происходила правильно, на нагелях ось отверстий должна находиться в вертикальной плоскости. При этом отверстия должны иметь глубину при соединении двух венцов как минимум две трети от толщины бруса, если отверстия под нагель сделаны на предприятии, то нагель можно монтировать на три-четыре ряда. Протяженность деревянного стержня, чаще всего, не более 1,25 м. Отметим также, что на предприятии, не всегда удается создать точную ось отверстий, потому что в процессе сверления прямо при сборке сруба, бревна, уложенные друг на друга дают нагрузку и лежат ровно по отношению друг к другу. Тогда как в станок бревна попадают по одному и часто имеют искривление, влияющее на ось отверстия.

При помощи деревянной киянки рабочие забивают нагель в брус. Внизу отверстия необходимо оставить небольшой зазор 8-10 мм, чтобы в процессе усадки нагель не уперся в венец и не образовались трещины на брусе. Деревянный стержень необходимо утопить на 4-5 см в брус, или оставить выступающим на это расстояние, чтобы можно было на него крепить следующий брус.

Последовательность сборки на нагели:

• три венца кладутся друг на друга
• далее создаются отверстия и монтируются нагеля
• потом кладутся следующие два ряда
• делаются отверстия на глубину трех венцов и снова забиваются нагеля
• эти действия повторяются до места установки крыши.

Расчет нагелей

Деревянные нагели рассчитываются на место изгиба, а края соединенных им частей - на смятие. Такой вариант предполагает установку нагелей прямыми рядами или в шахматном порядке. Если конструкция предполагает наличие растянутых элементов, то нужно установить, по меньшей мере, три стяжных болта с каждой стороны стыка.

Отверстия для нагелей из древесины мастера просверливают через все деревянные части, нуждающиеся в соединении. Прежде чем начать сверление, необходимо такие элементы стянуть болтами или прочими крепежными элементами. В другом случае, у мастеров не получится монтировать нагели плотно. Сечение отверстий для стяжных (нерабочих) болтов необходимо сделать на 1-2 мм больше, чем диаметр болтов.

Цель использования нагелей - не допустить смещения брусьев (или бревен) в поперечном направлении. При этом нагели, ни в коем случае, не должны создавать помех для перемещения их в вертикальном направлении. Иначе, возможно образование щелей между бревнами (или брусьями). Специалисты сверлят отверстия для деревянных нагелей строго вертикально.

Расстояние между дном отверстия и краем нагеля не должно быть менее 10 мм. Длину нагелей подбирают таким образом, чтобы можно было легко соединить два (а лучше - три) венца.

Нагели бывают двух видов:

• с круглым сечением
• с квадратным сечением.

Выбираются нагели в каждом конкретном случае согласно особенностям коттеджа или другого сооружения.