Т-образное соединение. Это соединение названо так из-за своего внешнего вида. После закрепления деталей вставная деталь как бы вырастает из массива другой. Чаще всего такой тип соединения используется при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Угол, при котором соединяются детали, обязательно должен быть 90°. При других углах соединение получается непрочным и очень быстро приходит в негодность.
Среди множества разновидностей Т-образного соединения два типа встречаются наиболее часто (рис. 24). При первом типе используется потайной шип, который имеет трапециевидную форму и вставляется с одной из сторон балки. При втором типе для крепления используется ступенчатая прямая накладка. Для того чтобы сделать такую накладку, потребуется прежде всего изготовить обычную накладку, выбрав древесину с одной части на 1∕2 всей ширины, а на другой части — на 1∕3. Затем на первой части выберите древесину на половине накладки еще наполовину, тем самым толщина незатронутой части бруска будет составлять 1∕4 от ширины целого бруска. На второй части конструкции, где первоначально древесина выбрана лишь на 1∕3, сделайте еще небольшое углубление, так чтобы незатронутая древесина составляла 1∕2 всей толщины бруска.
Рис. 24. Т-образное соединение: а — с потайным шипом; б — с прямой ступенчатой накладкойКрестообразное соединение. Для устройства крыш и ферм чаще всего используют такой тип крепления, как крестовое. Оно напоминает Т-образное. Но здесь в одинаковой степени ведущей можно назвать и ту и другую планку (рис. 25). Типы такого соединения различаются только по глубине крепежной накладки: от 1∕6 толщины бруска до 2∕3.
Рис. 25. Крестообразное соединениеУгловое соединение. Такой тип креплений чаще всего используется в креплении оконных, дверных блоков и парниковых рам. Угловое соединение отличается от других тем, что сплачиваемые детали располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. В зависимости от использованных креплений все угловые соединения разделяются на соединения на шип и на ус.
Угловые соединения на шип имеют несколько разновидностей. Сквозное соединение на шип может использовать в своей конструкции от 1 до 3 шипов, причем с увеличением количества шипов возрастает и прочность крепления. Несквозное соединение отличается от сквозного тем, что шиповое крепление происходит в середине деталей и внешне остается незаметным. В этом случае внутри заготовок проделайте небольшие углубления под шипы, которые будут немного глубже, чем сами шипы, чтобы оставалось место и для клея.
Угловые соединения на ус отличаются тем, что стороны деталей, соединяющихся между собой, срезаны под углом 45°. Так же как и соединения на шип, крепления на ус могут быть сквозными, при которых видно сплачивание, и несквозными, когда само крепление зафиксировано внутри деталей. Сквозное соединение на ус может крепиться как одним шипом, так и тремя. Принцип крепления здесь остается тем же, что и при угловом несквозном на шип. При несквозном соединении на ус разглядеть положение шипа невозможно. Здесь в равной степени могут использоваться как круглые шипы, так и плоские — крепление от этого ни в коей мере не ослабеет.
При выборке древесины под шипы обязательно сделайте гнезда немного больше, чем сами шипы, чтобы в дальнейшем заготовки легко соединились между собой.
Угловая врубка. Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, т. к. детали находятся друг относительно друга под определенным углом.
В зависимости от величины угла различают два типа такого соединения, которые направлены непосредственно на действующую силу соединения — сжатие. Первый из них используется только тогда, когда угол между деталями не превышает 45°. Сначала вытесывают древесину со вставной деталью, а затем подгоняют под нее поверхность основания. Второй тип соединения требует угла не меньше 45° между соединяющимися деталями. Врубка здесь делается несколько иначе, чем при первом типе, и состоит из двух плоскостей, расположенных под разным наклоном к первоначальной поверхности основания.
Врубка в лапу. Этот тип соединения используется только при строительстве сруба стен или колодца. Чаще всего такое крепление делают простым, так как оно и без того прочное, но встречаются и некоторые усложнения конструкции в виде дополнительных накладок. Чтобы получилась врубка, необходимо обтесать конец бревна, сформировав куб, а затем разделить его стороны на 8 частей. Затем из куба на торцевой поверхности вырубите трапецию, одно основание которой должно составлять 6 частей, а другое — 4 части. Лапа со стороны вдоль волокон должна тоже иметь форму трапеции, постепенно сужаясь к основанию бруска. Возле бруска толщина трапеции должна составлять примерно 2–3 части, а с торца — не больше 6 частей. При соединении бревен таким типом крепления готовый сруб будет очень прочным (рис. 26). Зачастую сплачивания и наращивания бывает недостаточно, и само соединение через несколько лет приходится ремонтировать.
Рис. 26. Сруб. Схема крепленияДля того чтобы соединение прослужило дольше, его специально закрепляют различными деревянными или металлическими деталями. Среди деревянных деталей можно выделить такие крепления, как нагели, шканты, клинья и шпонки. Все эти виды делаются из твердых пород древесины, которые высушивались в течение долгого времени.
Нагели представляют собой деревянные гвозди из древесины твердолиственных пород. Чаще всего нагели используют при укреплении соединений в оконных рамах и рамах парника, при креплении деталей для рамы под зеркало.
Перед тем как забить нагель в древесину, потребуется в массиве просверлить отверстие подходящего размера, сделав его немного глубже, чем длина деревянного гвоздя. Затем, чтобы не растрескалась древесина после забивки гвоздя, отшкурьте и закруглите нагель со всех сторон. После этого можно установить гвоздь на просвет отверстия, поставить на него дощечку и забить молотком. Дощечка нужна для того, чтобы во время забивания нагель не растрескался и не раскололся.
Шканты чаще всего применяют для закрепления на коньке крыши стропил. В отличие от нагелей, которые бывают преимущественно круглыми, шканты могут быть также цилиндрическими, квадратными и прямоугольными. Для большего удобства в процессе проникновения шканта в отверстие его конец всегда делается заостренным.
Кроме того, чтобы шкант потом не вылетал, его забивают с некоторым напряжением. Для этого диаметр отверстия под него всегда делается меньшего размера, чем сам шкант. Чаще всего шкантовое крепление дополнительно усиливается использованием клея.
Клинья применяются в столярном и плотничном деле гораздо чаще, чем вышеперечисленные крепления. Это незаменимая часть конструкций крепления ручного инструмента, конструкций натяжения, конструкций для укрепления и выравнивания стен, полов и крыш. По форме клинья разделяют на две части: у одной обтесана только одна сторона, у другой части обтесаны две стороны. Чаще всего для изготовления клиньев используется древесина хвойных пород.
Шпонки могут быть как деревянными, так и металлическими. Но все они представляют собой различные вставки в гнезда между двух балок и предназначены для увеличения их прочности. Такое крепление дополнительно снабжают стальными болтами, которые могут как проходить через шпонку, так и не затрагивать ее, сжимая только балки. В зависимости от того, какая часть древесного ствола была использована при изготовлении шпонки, выделяют продольные, поперечные, продольные косые деревянные шпонки и шпонки с натяжкой.
Сопротивление поперек волокон намного меньше, чем вдоль них, поэтому поперечные шпонки не пользуются большой популярностью. Поперечными они называются из-за того, что направление волокон шпонки перпендикулярно к направлению волокон обеих балок. Продольные шпонки обеспечивают более прочное крепление. Направление волокон шпонки здесь полностью совпадает с направлением волокон балок. Продольные косые шпонки требуют определенной точности гнезда. Чаще всего они расположены под углом 45°. Они обеспечивают еще большую прочность балки, не позволяя ей перегибаться сразу в двух направлениях: вдоль и поперек.
Шпонки с натяжкой используются там, где одновременно необходимо укрепить балку и усилить внутреннее натяжение. Для этого в гнездо между балками вбиваются сразу две шпонки, имеющие клиновидную форму. Обе шпонки должны быть забиты до упора.
