Что такое нагели и зачем они нужны? Нагель деревянный Что такое нагель в строительстве.

Хотя «нагель» и означает в переводе с немецкого «гвоздь», это несколько иной вид крепежа. В отличие от шурупов, и винтов в соединениях он слабо противостоит внешнему давлению, больше работая на сдвиг и препятствуя изгибам конструкций. Применяется обычно при постройке деревянных сооружений из бревен, бруса или досок.

Что собой представляет

Нагели отличаются от большинства видов крепежа: у них отсутствуют шляпки, нет резьбы . Внешне это прямые деревянные или металлические штыри длиной в 12–15 см и диаметром от 10 до 30 мм. Предназначены они для работы с древесиной, хотя существуют нагели и для бетонных конструкций. Помещенные в просверленные отверстия прутья предотвращают горизонтальные сдвиги фрагментов.

Древесина имеет свойство изменяться в объемах при колебаниях температуры или влажности . Особенно это характерно для свежих материалов. В зависимости от структуры, брус или бревна могут увеличиваться и уменьшаться в размерах. Как только фрагменты дерева начинают расходиться, поверхность их соприкосновения с нагелями увеличивается: штыри под давлением незначительно изгибаются, возрастает сопротивление дальнейшим подвижкам. Когда происходит усыхание дерева, штырь перестает испытывать высокое давление и вновь возвращается в начальное положение.

Для того чтобы крепеж не был разрушен в ходе эксплуатации, требуется грамотно подбирать нагели, совмещая по диаметру с отверстиями в древесине. В результате стены сохраняются ровными, деформирование не происходит. Нагельные соединения более гибкие, в отличие от тех, что обеспечивают гвозди . Крепления препятствуют расшатыванию и смещению построек.

Виды

Так как нагели используются преимущественно для работы с древесиной, изготавливают их чаще из дерева. Применяются и металлические прутья. Допускается один или несколько видов крепежа из различных материалов.

Нагели из дерева

Деревянные нагели или шканты – это хлысты с гладкой цилиндрической поверхностью. Диаметр их сечения от 10 до 35 мм. Длина может быть любой: до 1,5 м и больше. При забивании в бревна применяют обычно отрезки 10–15 см. Реже используют крепеж из тонких обрезных брусков квадратного или прямоугольного сечения. Лучшим сырьем для производства нагелей являются твердые породы : или . Из-за относительной дороговизны этих материалов чаще используется или . Хвойные виды для этих целей не подходят из-за своей податливости. Вытачивают нагели только из сухого материала с влажностью не выше 12%. Применяют для работ как с мягкими, так и с твердыми породами древесины.

Преимущества деревянных нагелей:

Деревянные шканты подходят для постройки лодок, плотов, надворных сооружений, бань, одноэтажных домов из сруба, уличной мебели и других конструкций из древесины.

Недостатки деревянных штырей:

• невысокая биостойкость;
• подверженность разрушениям;
• неспособность противостоять высокому давлению.

Этот вид крепежа не столько стягивает фрагменты конструкций, сколько служит закладным элементом, обеспечивая устойчивость относительно друг друга. Работа с деревянными нагелями занимает много времени, требует определенных навыков, довольно сложна в исполнении.

Шканты округлой формы создают лучшее сцепление с поверхностью, его рекомендуется использовать при постройке несущих стен . Квадратный крепеж менее прочен, так как упирается в материал только углами. Его применяют при сборке легких деталей или стен, не испытывающих массивных нагрузок.

Нагели из металла

Для обеспечения более жесткого соединения, способного противостоять высоким нагрузкам, требуется материал прочнее, чем деревянные штыри. При постройке стен крупных сооружений для скрепления бревен используют металлические прутья. Производство аналогического шканта из стали почти невозможно по причине дороговизны – нагельный крепеж диаметром в 25–30 мм для возведения дома обошелся бы в несколько сотен тысяч рублей. Железные прутья такого объема служат, как бы мощными мостиками холода при снижении температуры.

Большая, чем у букового или березового шканта, прочность позволяет использовать металлические прутья при работе не только с деревом, но и с бетонными конструкциями.

Нагели из металла имеют больше вариантов по размерам и конфигурациям, в зависимости от назначения:

• полые внутри прутья круглого сечения напоминают по форме деревянные шканты, но имеют меньший диаметр;
• пластинчатые предназначены для крепления сразу нескольких бревен;
• прутья шестиугольного или звездчатого сечения – крепеж специального назначения, используется редко;
• подпружиненные глухари: вид оцинкованных саморезов диаметром 10 мм, длиной от 20 до 28 см, конструкция крепежей предусматривает использование зажатых шайбами пружин, что позволяет элементам выдерживать нагрузку в местах соединений более 150 кг на 1 см²;
• П-образные каленые скобы и шпильки используются для стягивания и фиксации бревен с торцевых сторон;
• нагели для работы по бетону имеют вид шурупов с переменной резьбой, диаметром в 7,5 мм, длиной от 70 до 200 мм. В полотно вкручиваются ударными шуруповертами, предварительного сверления материала при работе с ними не требуется.

Нередко в ходе строительства в качестве нагелей применяют обычные отрезки арматуры или труб диаметром в 10–12 мм.

Металлический крепеж более прочен и долговечен, стабилен, препятствует короблению древесины, не выпадает из просверленных отверстий . Многообразие форм выпускаемых нагелей позволяет подобрать их под любой вид стяжки. Недостаток металлических изделий – слишком жесткое крепление. Из-за этого в течение некоторого времени брусья и бревна могут подвисать, между ними появляются щели. Железные рифленые штыри нередко расщепляют и портят поверхность дерева, разница в теплопроводности приводит к накоплению конденсата.

Изготовление

Промышленный деревянный шкант выпускается из сухого материала высшего или первого сортов, не содержащего свилеватостей или сучков. Структура готового крепежа должна быть полностью однородной. Параметры промышленных штырей регламентируются условно .

Распространенные размеры:

• диаметр 20, 25, 30 мм;
• длина 120, 150 мм.

По ГОСТу в ходе работ диаметр шкантов должен составлять ⅙ от диаметра бревна. Штыри стандартной длины используются для соединения двух бревен, для скрепления нескольких требуются более длинные нагели.

По окончании изготовления нагели обрабатывают антисептиками.

При наличии подходящей древесины шканты можно выточить самостоятельно в домашних условиях на деревообрабатывающем станке. Изготовленный таким образом крепеж может иметь любые параметры. Рекомендуется делать длинный, а позже нарезать по необходимости. Лучше использовать хорошо высушенный негигроскопичный материал .

Нагели квадратного сечения делаются просто: доску распиливают вдоль волокон на длинные бруски по 20–30 мм в диаметре, грани отрезков шлифуют.

Для получения округлых штырей квадратные бруски чуть больше необходимого размера закрепляют в токарном станке и обтачивают резцом. В процессе заданный диаметр несколько раз выверяют штангенциркулем, иначе есть риск чрезмерно истончить материал. Заточенные бруски нарезают и делают фаски на концах штырей.

Особенности монтажа

Необходимо помнить, что нагели должны быть обязательно прочнее соединяемого материала. Например, для скрепления сосновых бревен подойдут штыри из лиственницы, а березовую древесину необходимо скреплять не менее тяжелым материалом: березой или дубом. Бревна и крепеж должны быть одинаковой степени сухости, иначе механизм изменения давления и изгиба будет нарушен, крепеж растрескается.

Выстроить баню или сруб под дом в одиночку проблематично. Для работы с нагелями нужно привлекать нескольких работников.

Основные требования, которые нужно соблюдать при монтаже:

1. Отверстия в центральных частях венцов просверливают строго вертикально – по оси стен. Верхнее бревно обычно прошивают насквозь, подлежащее – по ½ его толщины. В случаях применения длинных нагельных соединений просверливают сразу 3 бревна. Диаметр отверстий должен быть таким, чтобы штыри не входили свободно, но и не застревали, проникали с небольшим сопротивлением.
2. Для первого отверстия от углов постройки отступают приблизительно на 40–50 см, дальнейшие отверстия делают через каждые 1,5–2 метра. На следующем уровне они должны располагаться в шахматном порядке.
3. В глубину отверстия должны превышать длину штырей на 2–3 см. Такая особенность предохранит брусья от подвисания при сезонных разбуханиях, а нагели – от деформации и разрушения.
4. При забивании крепежа желательно использовать не молоток, а деревянную киянку, аккуратно вгоняя ею штыри.

Наибольшая трудность при сборке конструкций из древесины заключается в правильном направлении или размере производимых отверстий. У неопытных строителей они нередко получаются искривленными или не соответствующими диаметру нагелей. Выполнить правильные соединения в таких случаях бывает проблематично.

Поговорим о нагелях, которые широко применяются при строительстве деревянных домов из брёвен и бруса. Это особый вид крепления, о правилах выбора и применения которого следует знать, чтобы построить надёжный и прочный дом. Поговорим о разновидностях нагелей и стоимости данного вида крепежа.

Примечательно, что, несмотря на немецкое название («нагель» в переводе на русский означает просто «большой гвоздь»), такой вид крепления широко распространился именно в России. Впрочем, в Европе нагели тоже применяли и применяют, ведь деревянное домостроение популярно и в западных странах.

Несмотря на название, на гвоздь нагель похож мало. Это скорее штырь, без острия и шляпки, гладкий, ровный, очень простой, но при этом надёжный и идеально подходящий для деревянных домов вид крепления отдельных брусьев и брёвен.

Нагели, канты, могут быть не только деревянными, но и металлическими, а также пластиковыми. Последняя разновидность встречается редко, так как является достаточно ненадёжной. Металлические нагели в виде обычного прута, струны или трубы используются чаще всего в виде арматуры, креплений для бетонных конструкций, а вот в деревянном домостроении их применяют с опаской. Для этого есть несколько причин:

• Металл отличается высокой теплопроводностью. Если металлический нагель используется для соединения деревянных деталей, гарантированно появится мостик холода;
• Из-за разницы в теплопроводности древесины и металла в месте такого соединения появится конденсат, а он станет причиной сырости в стене;
• Металлический штырь может повредить древесину;
• Металл слишком крепко, жёстко удерживает дерево, а все мы помним, что деревянные дома дают существенную усадку.

Сейчас такие нагели выделяют в особую позицию — шурупы по бетону, а в строительстве домов из бревна и бруса применяют деревянные нагели, о которых мы и продолжим говорить.

Почему именно деревянные нагели стали такими популярными? Потому что технология была проверена много веков назад на деревянных лодках. Крепление из древесины под воздействием морской воды не ржавело, напротив, расширялось и герметизировало отверстие, протечек не было. После такой проверки на водных просторах деревянные нагели вполне заслуженно получили распространение в строительстве и на земле.

Мы писали о процессе монтажа деревянного нагеля . Напомним, что мелкие крепежи такого рода называются шкантами и применяются в ходе сборки мебели.

Самые распространённые нагели из древесины — круглые, однако используются и квадратные. Считается, что у таких нагелей меньше площадь соприкосновения с площадью отверстия, а это снижает риск жёсткого закрепления бревна. Есть нагели в виде шестиугольника, как промежуточный вариант, а также в форме звезды, но они встречаются крайне редко.

В ходе использования деревянных нагелей очень важно помнить о двух условиях:

1. Нагель должен быть чуть меньшего диаметра, чем предварительно просверленное в бревне или брусе отверстие. Кроме того, крепёж должен быть немного короче отверстия. Только в этом случае деревянный нагель обеспечит спокойную усадку деревянного дома, будет изменять размеры вместе с ним, в противном случае венцы могут зависнуть на креплениях;
2. Древесина для нагеля должна быть крепче, чем сам брус или бревно. Если для строительства дома применяется сосна, то нагель должен быть из более прочного дерева, например, бука или берёзы. Также для производства нагелей используются лиственница, дуб, ясень.

Согласно СНиП, в ходе изготовления нагелей должна применяться древесина первого или высшего сорта, без свилеватости, сучков и других пороков древесины . Уровень влажности сырья не должен превышать 12%. Желательно обработать нагели антисептиками.

Есть ГОСТ 30974-2002, который гласит, что диаметр нагеля должен быть не меньше 1/6 от диаметра бревна. То есть, если у нас бревно диаметром меньше 140 мм, то нагель нужен диаметром 22-25 мм. При этом длина нагелей не регламентируется. Обычно берут крепления длиной 120-150 мм.

Что касается цены, то один нагель диаметром 22 или 25 мм и длиной 1,2 м из берёзы стоит порядка 18-20 рублей. Один метр дубового нагеля диаметром 21-25 мм стоит около 32 рублей. Обычно отпиливают крепление нужного размера уже на месте возведения сруба или дома из бруса.

Итак, что же такое нагель? Проще говоря, нагель - это штырь (крепёж), выполненный из дерева или метала. Нагеля бывают круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Основная задача нагеля - предотвращение смещения друг от друга строительных конструкций, в частности брусов (брёвен) в срубе. Для изготовления деревянного нагеля, как правило, используется более плотная древесина (например берёза) без сучков и внешних изъянов с желательно меньшей влажностью на 4-5%. Поверхность нагеля должна быть гладкой, чтобы он позволял беспрепятственно усаживаться венцам сруба.

Сама технология сборки домов без единого гвоздя с использованием деревянных нагелей известна с древних времён. Немало таких построек хранит исторический комплекс Кижи, демонстрируя профессионализм древних зодчих. На Руси нагеля назывались куксами, и выполняли абсолютно ту же роль. Название нагель (nagel) пришло к нам в 17 веке из Германии вместе с деревянным кораблестроением. Деревянные нагеля помогали плотно состыковать корабельные элементы. При набухании от морской воды нагеля плотно заполняли монтажные отверстия, препятствуя протечкам. Попытки использовать металлические нагеля не увенчались успехом, т.к. морская соль пагубно сказывалась на металле, разъедая его в первые годы эксплуатации судна. Так в наш обиход плотно вжился именно деревянный нагель, вытеснив металлического собрата. В прочем, зря, ведь прочностные характеристики железа в разы выше.

Монтаж нагелей круглого сечения

Как писалось ранее, основная задача нагеля - предотвращение поперечного смещения венцов относительно друг друга. Отверстия для нагеля выполняется строго вертикально, дабы исключить зависание венцов сруба и не препятствовать плотной усадке. Диаметр отверстия и нагеля подбирается так, чтоб нагель не болтался и не входил туго. Загнанный в тугую нагель может препятствовать усадке сруба. Длина нагеля рассчитывается из толщины двух венцов, при том, она должна быть на пару сантиметров меньше длины отверстия. Первый нагель устанавливается на расстоянии 50 см от угла сруба. Все последующие нагеля монтируются с шагом 1,5-2 метра. На всех последующих рядах нагеля монтируются в разбежку, исключая совпадения с предыдущими венцами.

Сборка сруба на нагеля квадратного сечения - достаточно редкий случай, ввиду сложного подбора комфортного сочетания толщины нагеля и диаметра отверстия. Сама же технология монтажа квадратных нагелей полностью идентична технологии монтажа круглых нагелей.

Монтаж плоских (прямоугольного сечения) нагелей

Отличительной особенностью данной технологии является более частое расположение нагелей с шагом в 50-60 см в разбежку, чередуя отверстия по уличной и внутренней сторонам. Отверстия выполняются бензопилой и выпиливаются на всю ширину цепной шины. В качестве нагелей используются деревянные полоски из доски или фанеры. Данная технология является более бюджетной и простой в монтаже, так как стоимость комплекта нагелей значительно ниже стоимость круглых берёзовых нагелей заводского изготовления.

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.

Нагель – что это такое? В переводе с немецкого просто «гвоздь». Изначально так назывались деревянные гвозди, используемые для крепления брусьев и бревен при строительстве домов.

Ещё в старину деревянные нагели использовали для постройки парусных лодок, которые хорошо себя зарекомендовали, поскольку, в отличие от металлических нагелей, которые ржавели от морской воды, деревянные разбухали, не давая протечки, соединение уплотнялось и становилось герметичным. Это полезное свойство деревянного нагеля стали впоследствии использовать и в деревянном домостроении.

Но некоторые строительные фирмы, в погоне за удешевлением строительства, желая сэкономить, вместо деревянных нагелей используют металлические, чего делать категорически не рекомендуется! Главный недостаток металлического нагеля в древесине заключается в том, что он чересчур прочен и не дает сдвигаться брусу при усадке, прочно удерживая его в первоначальном положении, препятствуя усадке. Металл также обладает свойством высокой теплопроводности, а дерево, наоборот – низкой. Таким образом, разница в теплопроводности приводит к образованию т.н. «мостиков холода» в брусе, отчего образуется конденсат, который, в конце концов, приводит к коррозии металла, образуются ржавые подтеки на деревянных стенах сруба.

Работа с металлическими нагелями намного удешевляет и упрощает строительство, что на руку недобросовестным застройщикам. Но строительные компании, которые заботятся о своей репутации и строят качественные и , никогда не будут использовать эти дешевые методы в возведении деревянных домов и используют хоть и трудоемкие в работе, но качественные детали – деревянные нагели.

Плотность деревянных нагелей должна быть из твердолиственных пород, т.е. выше, чем у древесины, которая используется при возведении дома, поэтому плотники из компании «Дома и бани от Вани» используют березовые нагели. Кроме того, влажность деревянных нагелей должна быть ниже, чем у бруса, чтобы после выравнивания влажности в соединениях посадка не ослабла.

Нагели в срубе крепятся в шахматном порядке на расстоянии около 2м, но с отступлением от углов не менее 20см. Отверстия в брусе сверлятся вертикально, строго по центру деревянного бруса, на 2-3 см глубже, чем длина деревянного нагеля. Затем при помощи киянки, ударами небольшой силы, нагель вколачивают в отверстие. Гладкие цилиндрические деревянные нагели по диаметру должны совпадать с диаметром отверстия. Таким образом, получается хорошее сцепление в срубе при усадке.

При соблюдении технологии нагельной сборки, конструкция деревянного дома будет прочной и долговечной.