Стандартные ошибки при строительстве каркасных домов. Что лучше, гвозди или шурупы и саморезы

Когда создают современную каркасную конструкцию, то используют саморезы, гвозди или шурупы. Это достаточно удобный вариант крепежа. А в древности такие деревянные конструкции создавали без единого гвоздя или шурупа. Мастера умели создавать скрытый шип-паз. Такое крепление было очень прочным. Созданные еще несколько веков назад, западноевропейские фахверковые дома живут и сегодня, потому что тот шип-паз, который применяли плотники того времени, - это мастерство, без которого невозможно было построить каркасный дом. Скорее всего гвозди и разнообразные скобы уже были, но они не использовались в то время, по причине их чрезвычайно высокой стоимости. Крепление шип-паз во многом себя оправдывает, потому что при нем дерево соединяется с деревом, и это считается более целесообразным, чем крепить саморезами или гвоздями дерево к дереву. И все же сегодня саморезы и гвозди – популярный тип метизов, а мастеров, владеющих мастерством устройства точного и надёжного типа «косой зуб», «ласточкин хвост» сегодня почти нет. Хотя такие альтернативные соединения вполне приемлемы и даже предпочтительны и в наше время.
Прочность каркасной конструкции и ее жесткость зависит не только от качества соединений и качества самого используемого материала, но и от способа крепления, и грамотно распределенных нагрузок на этапе проектирования. Если соединения сделать неправильными или перегруженными, то в скором времени они проявят себя поющими звуками и скрипами. Чтобы конструкция не разболталась, нужно строго соблюдать технологию сборки и следить за качеством сборки элементов каркаса. Чтобы саморезы не подвергались коррозии, они должны быть оцинкованными или обработанными иными способами против коррозии. Можно дополнительно окунуть их в олифу, грунтовку или какой-нибудь иной защитный состав во время завинчивания или хорошо обработать после, хотя это будет уже менее эффективно.

На самом деле, гвозди успешно заменяют на саморезы различных типов. Потому что они обладают целым рядом преимуществ. Основное же достоинство – они надежно закрепляют все элементы. В отличие от гвоздя, саморез обладает резьбой. Это позволяет его вкручивать в любые материалы: будь то дерево, пластмасса, гипсокартон, фанера или металл. Для металла используют специальные саморезы, с более прочной структурой и меньшей резьбой. К тому же саморезы, при такой же длине, как и гвоздь, обладают повышенными качествами по прочности удержания на выдёргивание или растяжение. Даже маленький саморез будет прочно держать любой материал, и, скорее всего, не будет ослабляться со временем, как может быть с гвоздем при сборке мебели. Это позволяет успешно применять саморезы там, где гвозди могут испортить внешний вид. И что еще важно, саморезы при необходимости могут быть легко удалены, так как имеют резьбу и шлиц для выкручивания.

Несколько советов и хитростей при использовании саморезов и гвоздей в строительстве

Количество использованных гвоздей еще не гарантирует прочность конструкции.

Располагать гвозди нужно «с умом». Желательно не бить их в край доски, чтобы не расколоть. Забивать гвозди лучше «под углом» – так они надежнее держат.

Если нужно забить гвоздь в определенное место, но есть риск расколоть доску, предварительно затупите острие, гвоздь не будет раздвигать волокна и расщеплять доску, а будет их сминать.

Длину гвоздя желательно подбирать таким образом, чтобы он немного не выходил из материала, к которому прибиваем. Слишком тонкий гвоздь держать будет плохо. Длинный – забивать долго, а прочнее не будет если он выйдет наружу или ещё расколет доску.

Там, где конструкция «работает на отрыв», вместо гвоздей лучше использовать саморезы необходимого диаметра. Это надежнее.

Саморезы предпочтительнее и там, где на конструкцию передаются какие-либо вибрации, например: двери, окна; а также, где мы ведем обшивку по дереву каким-либо иным материалом: ДВП, ЦСП, фанерой, пластиком и т.п., а также при креплении к деревянным конструкциям, к примеру: металлических подвесов проводов, флагштоков и т.д. В таких местах гвозди со временем «вылезают», и их приходится добивать, что прочности не добавляет. Лучше сразу заменить такой «живой» гвоздь на саморез или шуруп.

Саморезы также используют в тех местах, которые, вероятно, впоследствии придется разбирать, это облегчит разборку и не повредит разбираемый материал.

Чтобы саморез не расколол дерево при завинчивании, можно предварительно высверлить отверстие такого же или меньшего диаметра.

Намного легче закручивать саморез, если смазать его мылом или обмакнуть в масло.

Быстро завернуть много саморезов вам поможет дрель, в патрон которой устанавливается бита или отвертка. Если есть возможность, воспользуйтесь специальным шуруповертом. Работать им будет, конечно, удобнее. В этом случае скорость сборки на саморезах будет такая же, как и на гвоздях.

В разделе, Скачать документы, инструкции, программы есть документ: Соединения на гвоздях, винтах и шурупах. Выбор крепежа для деревянного домостроения, требования и методы испытаний.
Стандарт подготовлен Ассоциацией деревянного домостроения в рамках принятой программы «Общая программа работ по нормативно-техническому обеспечению производства и применения деревянных конструкций». Очень подробный документ с объяснениями: какой и где использовать крепёж, его тип и размер.

А сейчас очередной факт: что произошло с саморезами всего за несколько дождливых дней.

В 2013 году, летом, у моего дома было покрашено крыльцо. Перед покраской в середине лета все доски были сняты (благо всё держалось на оцинкованных саморезах). Доски были слегка прошлифованы ручным электро рубанком, чтобы не торчали заусенцы и краска легла ровнее. Так как доски за пару лет полностью высохли и их подстрогали, то пришлось их прикручивать на новые места вплотную друг к другу, но без особого фанатизма. Всё было сделано быстро без щелей и покрашено кроющим антисептиком "Винха", которым и покрашен весь дом. Каково было моё удивление, когда, приехав по осени на дачу (осень выдалась на редкость дождливая), я обнаружил, что там, где доски понизу были привинчены на один целиковый брус каркаса крыльца, доски были оторваны и вышли за пределы крыльца почти на 5см! С учётом того, что всего-то досок не более чем 1,8м по ширине, и они не подвергались прямым осадкам (максимум редкими косыми дождями по хорошо прокрашенной поверхности).
Так как уже было достаточно холодно, то не стал ничего делать, оставив на следующий год. На первом фото ниже видно, что произошло с оцинкованными саморезами 4х40 мм: саморезы в шести крайних досках (из всего двадцати) были сломаны на 3 части. Первая часть - головка и тело 0,8-1 см было в доске снаружи, часть тела прим 1-1,5 см торчало из доски внутри, и примерно 2 см осталось в брусе каркаса крыльца, из которых вывернулось всего несколько штук, а большинство не удалось подцепить. Поэтому пришлось доски прикручивать саморезами под небольшим углом чтобы не попасть в обломки, оставшиеся в брусе, рис.2.

Последнее десятилетие шурупы и саморезы стали настолько популярными, что про гвозди у нас практически не вспоминают. В то же время на Западе в каркасном строительстве по большей части используют только гвозди. Так что лучше, гвозди или саморезы?

Мы провели небольшой тест, чтобы показать один из основных недостатков шурупов, о котором многие забывают.

Чтобы саморезы или шурупы из металлического сплава при заворачивании не гнулись, в процессе изготовления их подвергают закалке. После нее металл становится твердым, но хрупким. Это и есть основной недостаток шурупов и саморезов. Но если быть точным, закалке подвергаются только оцинкованные саморезы (белые, желтые). Черные саморезы, как правило, изготавливаются из оксидированной стали С1022, хотя она тоже относительно хрупка.

Гвозди не подвергаются закалке, потому лучше держат большие нагрузки. Если нагрузка чрезмерно повышается, гвоздь будет гнуться, но не сломается, в противовес шурупам или саморезам. Оттого их до сих пор применяют в строительстве при сборке каркасов в зонах с повышенными нагрузками. Шурупам же, зачастую, отводится роль крепления отделочных материалов.

Еще одно преимущество гвоздей – со специальными гвоздезабивными пистолетами процесс сборки конструкций ускоряется в разы.

Теперь небольшой тест. Для сравнения мы взяли два шурупа 6х90 и 4,5х70, два самореза 4,8х110 и 3,5х55, а также небольшой гвоздь 3х75.

Увидеть разницу между ними вам поможет короткий видеоролик.

Видно, что закаленные саморезы являются самыми хрупкими и ломаются практически сразу. Черные стальные саморезы оказываются более прочными, но тоже не выдерживают нескольких изгибов. А вот чтобы сломать гвоздь, нужно сделать пару десятков резких изгибающих движений.

Данный тест вовсе не означает, что мы агитируем за использование гвоздей. Лишь хотим показать, что к выбору крепежа следует относиться с должным вниманием. И, разумеется, найдется масса мест, где саморезы дадут фору любым гвоздям.

Основные и наиболее распространенные соединения в каркасном доме проще и надежнее выполнять с помощью специального крепежа . Для каждого из них существует свой крепеж, обеспечивающий прочность и стабильность всей конструкции. Он прост в применении и позволяет отказаться от таких трудоемких соединений как врезка «вполдерева» или различных «замков».

Соединительный крепеж для сборки каркасных деревянных строительных конструкций применяется давно: стягивающие скобы, болты и хомуты. Очень часто используется при строительстве каркасных домов. Сегодня он стал разнообразней и совершенней. Крепеж не только упрощает и ускоряет сборку строительных конструкций, но и делает их более прочными и стабильными. Наиболее эффективно крепеж используется при возведении сборно-каркасных домов. Соединительный крепеж для сборки строительных деревянных конструкций слишком разнообразен, чтобы его описать в одной статье. Поэтому на примере каркасного дома рассмотрим лишь часть крепежа, но наиболее применяемого и серийно производимого.

Соединительный крепеж изготавливают из холоднокатаного стального листа толщиной 2,0 - 4,0 мм, в виде перфорированных (с отверстиями) пластин, уголков, держателей, опор для балок, коннекторов (пластин с игольчатыми шипами — соединителей), а также башмаков под несущие стойки и колонны, монтируемые непосредственно на фундамент. В зависимости от назначения (размеров соединяемых деталей и передаваемых на них нагрузок), каждый вид такого крепежа представлен в нескольких вариантах исполнения: по размерам, конфигурации перфорации (отверстиям) и даже с дополнительными элементами (ребрами) повышенной жесткости.

Перфорация крепежа регламентирует толщину гвоздей и стягивающих болтов, а также их количество: с одной стороны, их достаточно для надежной фиксации соединения, с другой, не происходит растрескивание древесины. Такой крепеж может иметь различные покрытия, защищающие его от коррозии: цинковое, грунтовка или полимерно-порошковая краска. Часть соединительного крепежа используется и для ремонтных работ (например уголок при устройстве каркаса внутренних перегородок). Поэтому, выбирая такой крепеж (типоразмеры, толщина металла, вариант конструкции, перфорация, ребра жесткости и защитное покрытие), следует представлять, какие нагрузки он будет испытывать при эксплуатации.

Соединительный крепеж имеет ряд неоспоримых преимуществ перед классическими соединениями при строительстве малоэтажных деревянных домов и, в первую очередь, сборно-каркасных, в которых приходится делать массу различных узловых соединений.

Во-первых, нет необходимости выполнять трудоемкие и требующие немалого мастерства классические соединения типа врезки “вполдерева” или затяжных замков. Не происходит расщепление деревянных конструкций от чрезмерно большого количества и размеров гвоздей и болтов: нормированная перфорация крепежа (отверстия) не позволяет использовать слишком толстые гвозди и вбивать их близко к краю бруска.

Во-вторых, классическая врезка приводит к снижению прочности бруса за счет уменьшения его сечения в местах соединений (выборка древесины). Стальной соединительный крепеж, наоборот, создает дополнительное усиление конструкции узлов.

: используют в стыковых соединениях, в которых действуют нагрузки на растяжение, например при сращивании бруса для затяжки или изготовлении ферм крыши.

Крепежные пластины используют в соединениях, испытывающих нагрузки на растяжение. Их накладывают на соединение с двух сторон и стягивают: болтами — 2 отверстия диаметром 11 мм и гвоздями — остальные отверстия диаметром 7,5, 5 и 4,5 мм. Размеры отверстий задают диаметр используемых болтов и гвоздей: их задача — обеспечить необходимую прочность соединения, не допуская расщепления древесины.

: применяют в различных угловых соединениях (стен, стоек с несущей рамой, стягивающей балки, стропил крыши и т. д.). Уголок с ребром жесткости имеет более высокую устойчивость к нагрузкам на изгиб.

Крепежные уголки применяют при угловом соединении между собой стен или верхнего стягивающего бруса с фермой крыши. Представлены различными типоразмерами и несколькими конструкциями, включая усиленные ребром жесткости. Уголки накладывают на соединение с двух сторон и стягивают: болтами- 2 отверстия диаметром11 мм и гвоздями — остальные отверстия диаметром 7,5, 5 и 4,5 мм. Болты для фиксации применяют лишь в особо прочных соединениях.

Установка балок чердачного перекрытия или стропил крыши с помощью крепежных уголков. Перфорация крепежа обеспечивает оптимальное количество, толщину и расположение гвоздей с точки зрения нагрузок, возникающих в узле соединения и исключает расщепление древесины. Уголки с ребром жесткости более устойчивы к нагрузкам на изгиб.

Держатели и опоры балок

Держатели и опоры балок : незаменимы при устройстве перекрытий (пол и чердак) в каркасных домах. Выдерживают большие нагрузки на растяжение в различных угловых соединениях. Держатель предназначен для фиксации балки перекрытия на стене, колонне или другой балке во время строительства. Опора (или башмак) позволяет устанавливать балку на стенах или колоннах уже возведенного здания (при реконструкции).

Опора бывает универсальной (состоит из раздельных левостороннего и правостороннего элементов) - подходит для балок любого сечения и специализированной - для балок конкретного сечения. Кроме того, опора может иметь исполнение для открытого монтажа или под отделку. Башмаки для стоек и колонн: башмак заанкеривают болтами или заливают бетоном в фундамент или основание. Его конструкция позволяет, даже после установки, регулировать свою высоту (± 25 мм).

Держатель балки используют при устройстве деревянных перекрытий, когда она лежит концами на стенах или других балках. Каждое соединение фиксируют с двух сторон. Поэтому держатель бывает левосторонний и правосторонний. Его прибивают гвоздями. Количество и размер гвоздей регламентировано отверстиями диаметром 5 мм.

Состоит из двух отдельных частей — левосторонней и правосторонней и подходит к балкам различного сечения. Соединение фиксируют с двух сторон болтами и гвоздями. Преимущественно такие опоры производят одного типоразмера и из листовой стали толщиной не менее 2,5 см.

Рассчитана уже на конкретное сечение балки и представлена несколькими типоразмерами и двумя вариантами конструкции: 1 и 3 — под последующую отделку, чтобы скрыть выгнутые наружу их вертикальные «крылья» под крепеж; 2 — без последующей отделки («крылья» скрыты).

Опору балки используют при устройстве деревянных перекрытий, когда ее нельзя опереть на сами стены или колонны (например устройство перекрытия в существующем здании). Каждое соединение фиксируют с двух сторон болтами и гвоздями. В нашем примере опорами соединены две коротких балки через центральную стойку — практичное решение часто возникающей проблемы.

Башмаки для несущих стоек и колонн устанавливают (заанкеривают) в бетонном фундаменте во время его заливки (а к готовому крепят болтами). Существуют различные конструкции башмаков: 1 и 4 — для заливки в бетоне; 2 и 3 — крепятся болтами; 1 и 2 — стойку устанавливают в башмак; 3 и 4 — башмак врезают в стойку; все конструкции, будучи смонтированными, могут поворачиваться вокруг собственной оси и регулироваться по высоте.

Стойку или колонну устанавливают на смонтированном башмаке и фиксируют необходимым количеством болтов: 1 — стойку устанавливают в башмак; 2 — башмак врезают в стойку. В таком состоянии стойку можно развернуть на нужный угол вокруг оси и регулировать по высоте в диапазоне ± 25 мм.

Коннекторы

Коннекторы : предназначены для сложных узловых соединений в фермах крыш, перекрывающих пролеты 7,5 и более метров. Конектор представляет собой плоскую пластину, в теле которой, путем штамповки, вырублены игольчатые гвозди (или шипы) определенной конфигурации. Их изготавливают как в виде пластин с конкретными размерами, так и лентой (шириной 25 - 152 мм), разрезаемой на необходимую длину. Конекторы впрессовывают шипами в древесину (поперек волокон) с двух сторон соединения. Принцип работы с конекторами хорошо понятен на примере монтажа фермы крыши, где два конектора (с 2-х сторон) позволяют собрать узел сразу из 3-х деталей.

Коннекторы — специальный соединительный крепеж

Коннекторы — специальный соединительный крепеж. Он позволяет собирать и усиливать сложные узловые соединения 3-х и более деталей, например, в фермах крыш с пролетами боле 7,5 м. Конектор представляет собой плоскую пластину, в теле которой вырублены игольчатые шипы. Изготавливают в виде готовых пластин с конкретными размерами или ленты (шириной 25 — 152 мм). Их впрессовывают шипами в древесину с двух сторон соединения.

Узлами каркасного дома называют важные места, которые нужно обязательно строить определенным образом, чтобы они выполняли роль, которая в них заложена технологией.

Несколько догм каркасного домостроения.

1. Каркасный дом должен собираться на гвозди . Любые заявления, что его можно собирать на саморезы или уголки — ненужные мифы для каркасного домостроения. Строители всего мира строят каркасные дома на гвоздях (если не считать японцев, которые строят их на огромных деревянных штифтах и из огромного бруса, но не на саморезах же). Строители — халтурщики попытаются убедить вас в обратном, но вы им не верьте. Верьте мне и строительным кодам.

2. В каркасном доме практически не используются железные уголки. Они там не нужны. Исключением является работа с фермами, где те используются для удобства их установки. Это правило не касается стальных “башмаков”, которые применяются для подвеса лаг дома или террасы на балки “сбоку”. Хотя и это соединение можно часто заменить на соединение “на опорную доску”.

3. Для каркасного дома используются гвозди 90 мм (каркас) и 60-70 мм (пол и обшивка). Гвозди больших размеров не требуется даже при работе с доской толщиной 50 мм и тем более, если у вас каркасный дом из доски 40 мм толщиной. Перестраховка с использованием гвоздей больших размеров не нужна и приводит лишь к увеличению стоимости дома.

Итак, перейдем к конкретным узлам и гвоздевому бою в них.

Пол каркасного дома

Как приколотить обвязку лаг второго этажа к двойной обвязке стены (справедливо и для первого этажа):

Крепление лаг второго этажа (справедливо и для первого этажа):

Бой гвоздей в лаги перекрытия через обвязку лаг (справедливо и для первого этажа, где вместо обвязке — лежень или ):

Гвоздевое соединение лаг перекрытия на центральной несущей стене каркасника:

Сколько гвоздей нужно бить в перемычку лаг над центральной опорой:

Разметка плит черного пола

Черный пол и его крепление к лагам пола (справедливо и для обшивки стен плитным материалом):

Стены каркасного дома

Забиваем гвозди в нижнюю обвязку стены:

Верхняя обвязка стены дома к стойкам стены:

Сбиваем каркасные стойки стены к нижней обвязке и черному полу:

Каркасные стойки в середине дома крепим к нижней обвязке и лагам перекрытия в середине дома:

Вторая верхняя обвязка дома крепится к нижней обвязке и стойкам каркасной стены:

Сдвоенная стойка проема под хидер:

Гвозди в хедер окна (проема) дома:

Укосина в стене дома:

Дополнительная доска для крепления ГКЛ на потолок:

Мне кажется, что любовь наших строителей каркасных домов к саморезов проистекает из непонимания элементарных законов физики и механики. Кажется им, что если затянуть потуже, то будет крепко и надежно! Ну и винтят саморезы куда ни попадя - скрепляют ими каркасы стен и перекрытий, монтируют плитную обшивку и искренне считают, что если использовать снаружи не каленые, а оцинкованные шурупы, то дом на них простоит века. Ну-ну...

"Гвозди! Всем нужны гвозди!" кричал Крош в известном мультике и был во многом прав. Североамериканский "КОД " регламентирует использование только гвоздей, наш СП 31-105-2002 тоже настаивает на гвоздях, финны со шведами вон, почему-то строят каркасные дома с помощью нейлеров... Может они все не в курсе, что на свете есть такое чудо, как чОрный китайский саморез? =)

Однако, все намного прозаичней - материал, из которого сделан гвоздь, подразумевает возможность его деформации. То есть, в случае каких-либо не расчетных нагрузок гвоздь изогнется или вытянется не деформируя сбитые детали и не ломаясь сам.

В случае же каленого самореза (а они все каленые, даже оцинкованные) получается, что либо будут повреждены детали, либо саморез элементарно сломается. Да и гниют те же черные саморезы только в путь, ибо они предназначены для крепления ГКЛ/ГЛВ где не предполагается наличие больших нагрузок и отсутствует агрессивное воздействие влаги на крепежный материал.

Итак, использование саморезов (шурупов - один черт) в каркасе стен, это:

• потеря времени на процесс (нейлером бить гвозди на порядок быстрее!);
• потеря финансов (гвозди дешевле саморезов и биты постепенно стачиваются);
• разрушение крепежа в будущем за счет коррозии;
• высокий риск облома или разрушения каркаса в случае возникновения сильной нагрузки на сдвиг (сильный ветер, например).

Единственно, где можно использовать саморезы - это монтаж материалов к каркасу перекрытия, т.к. в этом случае на саморез не действуют нагрузки на сдвиг, повседневная эксплуатация не предполагает наличие влаги и можно сэкономить на клее и винтовых гвоздях.