Как правильно сделать врубки в брусовом доме. Обзор основных соединений вязки
От того, как правильно собран тот или иной узел, будь то крепление стропил к коробке дома, стоек мансарды, или угловое соединение брусьев, зависит в конечном итоге прочность вашей постройки.
При изготовлении сложных элементов, требующих определенных
плотницких навыков, время, необходимое для врубки, увеличивается, но усилия, затраченные на работу, часто стоят того. Так, например, дополнительный зуб, сделанный в месте соединения, обеспечит повышенную надежность узла, давая возможность не вбивать крупных
скоб или гвоздей, часто вызывающих растрескивание древесины.
Основные требования при производстве врубок:
1) врубка должна быть устроена таким образом, чтобы оказывала сопротивление действующим в данном месте силам (сжатие, растяжение или сдвиг), принимая во внимание те пределы прочного сопротивления дерева, которые приведены в главе III;
2) соприкасающиеся части дерева должны плотно прилегать друг к другу по всем плоскостям соединения, иначе распределение усилий будет неравномерным, что повлечет за собой разрушение частей врубки;
3) при конструировании и расчете обычных врубок нужно принять во внимание, что всем расчетным усилиям сопротивляются деревянные части врубки. Те железные крепления (скобы, болты, глухари и т. п.), которые применяются при врубках обычных систем, предназначаются для противодействия различным случайным усилиям в тех направлениях, против которых врубка не рассчитана;
4) во врубках, подверженных действию атмосферных осадков, нужно принять меры против застоя воды, так как иначе это повлечет за собой преждевременное разрушение дерева;
|
|
5) врубка должна быть по возможности проста, что облегчает аккуратное выполнение ее и контроль за качеством выполнения.
Врубки при вязке
Вязка - сопряжение под углом, причем соединяемые части могут быть расположены в горизонтальной или в вертикальной плоскости.
Сопряжение частей под углом может быть при расположении обеих соединяющих частей или в вертикальной плоскости (например, стойка и лежень), или в горизонтальной (например, бревна венца). Бывают врубки, применимые и в том, и в другом случае. Кроме того, при вязке приходится различать случаи: а) когда бревна или брусья соединяются концами; б) когда один упирается в середину другого или же в) происходит перекрещивание частей.
При встрече бревен или брусьев своими концами, как, например, при вязке верхних концов стропильных ног, или углов срубов, или углов оконных и дверных колод, применяются следующие способы соединения:
1) вязка в полдерева (рис. 1) – простейшее соединение, применяемое иногда при вязке обвязок, укладываемых на непрерывный фундамент. Для противодействия сдвиганию одного из брусьев применяется так называемый потайной шип, выделываемый на одном из брусьев, а на другом для него оставляется гнездо;
2) вязка в полулапу (рис. 2) – более надежна против раздвигания брусьев, если они прижаты сверху, например угловой стойкой.
Рис. 1. Соединение в полдерева с потайным шипом.
Рис. 2. Соединение в полулапу.
Прорезной шип одиночный (рис. 3) и двойной (рис. 4) представляет собой более обеспеченную против разъединения в стороны врубку. Против разъединения в продольном направлении это соединение усиливается болтом, или скобою (при вязке стропил), или деревянными нагелями (при вязке оконных и дверных колод).
|
|
Рис. 3. Прорезной шип одиночный (проушины).
Рис. 4. Двойной прорезной шип.
Рис. 5. Прорезная лапа.
Прорезная лапа (рис. 5) отличается от прорезного шипа тем, что боковые плоскости выступающей части наклонны. Благодаря этому шип нельзя выдернуть в сторону, а от продольного движения его удерживают болтом или нагелем. Таким образом целесообразно насадить, например, перекладину колоды на косяки: лапа не позволит косякам разойтись, а перекладина вверх не может сдвинуться.
При рубке срубов мы имеем в углах тоже случай вязки. Эта вязка делается различными способами: или «с остатком», когда концы бревен выступают за поверхность стены, или без остатка, когда таких выступов не делают. Рубка «с остатком» делается в обло, вприсек и шведская.
Рубка в обло (рис. 6) получается посредством выборки полукруглой впадины в каждом из бревен, причем эта выемка называется иногда чашкой, должна быть выделена в нижней части бревна, так как в противном случае, т. е. если она будет обращена кверху, в ней будет застаиваться вода, что поведет к загниванию угла.
Рис. 6. Рубка в обло.
Рис. 7. Рубка вприсек.
Рубка вприсек (рис. 7) отличается тем, что в чашке оставляется одна четверть невынутой, благодаря чему получается выступ наподобие потайного шипа. Для этого шипа или присека в другом бревне делается сверху соответствующая выемка. Наличие выступа обеспечивает угол от сквозного продувания и препятствует сдвиганию венцов. Общий вид рубки «с остатком» изображен на рис. 8.
|
|
Рис. 8. Перспективный вид рубки с остатком (в обло и вприсек).
Шведская рубка (рис. 9) отличается от рубки в обло тем, что концы бревен для красоты обделываются в виде шестигранников и в них выделываются соответствующие впадины.
Рис. 9. Шведская рубка.
Рис. 10. Рубка в лапу.
Рис. 11. Расчерчивание лапы.
Рис. 12. Лапа с коренным шипом.
Рубка в лапу (рис. 10), или рубка «без остатка», дает благодаря клинообразному очертанию концов бревен такое соединение, когда каждый конец плотно зажат своими соседями сверху и снизу.
Расчерчивание этой врубки делается таким образом (рис. 11): конец бревна отесывается в виде куба, вертикальные ребра которого делятся на 8 частей, и затем на двух ребрах по одной диагонали откладывают сверху и снизу по 2/8, а на двух других ребрах откладывают – на одном по ⅛, а на другом по 3/8. Точки отложения соединяют линиями по боковым сторонам. После пропиливания и стески излишков получается фигура, ограниченная сверху и снизу двумя наклонными плоскостями, расположенными так, что ребро в 6/8 одного бруса накладывается на ребро в 2/8 у другого бруса, а часть в 4/8 накладывается на 4/8 другого бруса. В каждом совмещении в результате получается 8/8, или полная толщина ряда. При одномерных бревнах плотники упрощают работу расчерчивания, заготовляя особые шаблончики из обрезка доски.
Для еще большего уплотнения рубки делают иногда лапу с коренным шипом (рис. 12), называемым иногда «потайным шипом». Шип и длина для него делаются длиною и шириною в ⅓ толщины бруса.
Вторая группа врубок вязки – это случаи, когда конец одного бревна или бруса присоединяется к другому не в конце, а на некоторой промежуточной точке последнего. Сюда принадлежат следующие способы.
Рис. 13. Врубка шипом: а) квадратным; б) продолговатым.
Врубка шипом (рис. 13) – квадратным или продолговатым; последняя врубка называется врубкой гребнем, и ею соединяются между собой, например, насадка мостового быка со сваей. Из чертежа видно, что заплечики сваи скашиваются, чтобы в них не застаивалась вода. При устройстве гнезда для шипа глубину гнезда дают несколько большую, чем высота шипа, чтобы насадка не висела на шипе, а покоилась на всей площади стойки или сваи. Если гнездо делается в нижнем брусе (обвязке), на который опирается шипом стойка, то гнездо делают сквозное или просверливают по его продолжению небольшое отверстие, чтобы в гнезде не застаивалась вода.
Одна из весьма распространенных врубок – это врубка зубом, когда, конец одного бревна или бруса упирается в другое бревно или брус, с силой прижимаясь к нему. Так, например, подкос упирается в сваю, в балку, стропильная нога упирается в затяжку и т. п. В зависимости от величины острого угла между встречающимися частями устраивается зуб одинарный или двойной.
Рис. 14. Врубка одинарным шипом.
Зуб одинарный (рис. 14). Глубина трубки от ¼ до ¹/6 толщины бруса, но не меньше 4 см. При расчерчивании врубки, тупой угол аов делится пополам, и зарубка для упирающейся части делается по равноделящей об. Если линию упора об направить под прямым углом к линии ао, откалывания части вертикального бруса. Для обеспечения врубки против боковых ударов делается зуб с шипом (рис. 15). Шип делается шириною в ⅓ ширины бруса, а глубина ему дается та же, что и глубина врубки зуба, т. е. от ¼ до ¹/6 толщины, и, таким образом, к концу бруса шип сходит на нет.
При встрече бревен или брусьев под малым углом (меньше 35°) делается зуб не одинарный, а двойной (рис. 16).
Рис. 15. Врубка стропильных ног в бабку зубом с шипом.
Рис. 16. Двойной зуб с шипом.
Конец упирающегося бруса опиливается также по равноделящей. Глубина врубки у конца бруса делается в ¹/6 толщины, а для среднего уступа в ¼ – ¹/5 толщины. Это делается с той целью, чтобы скалывающие усилия в конце затяжки приходились от обоих уступов зуба по разным плоскостям древесины затяжки.
Необходимость устройства двойного зуба при малых углах наклона объясняется тем, что в этом случае, разложив силу, идущую вдоль упирающегося бруса (ноги или подкоса), на две: одну – идущую вдоль другого бруса, а другую – перпендикулярную к нему, мы получим первую составляющую очень большую, и, следовательно, желательно и распределить ее по площади не одного уступа, а двух.
Если зуб упирается близко от конца другого бруса (рис. 88, 89), то во избежание скалывания конца врубка должна быть удалена от него сообразно величине этой продольной составляющей, что легко определить расчетом.
Иногда, не выпуская свободный конец затяжки, делают вариант этой врубки наподобие изображенного на рис. 17, однако его рекомендовать нельзя, так как плоскость а – б, по которой может произойти скалывание затяжки, здесь слишком мала.
Рис. 17. Вариант врубки зубом.
Рис. 18. Врубка подкоса в стропильную ногу и правила забивки скоб.
Описанные врубки обеспечиваются от расстройства скобами, хомутами или болтами. При разбивке скоб надо соблюдать следующие правила (рис. 18): 1) скоба должна быть направлена под прямым углом к линии, делящей внутренний угол пополам; 2) скоба должна проходить через пересечение внутренних граней соединяемых брусьев (точку а) и 3) скоба должна быть такой длины, чтобы при соблюдении первых двух условий концы ее пришлись против средних линий осей соединяемых брусьев. При применении болтов они проходят посредине толщины брусьев в том направлении, как указано для скоб.
При постановке хомута (рис. 19) он сдвигается ближе к концу врубки, причем хомут с ногой составляет угол около 90°.
Рис. 19. Врубка стропильной ноги в затяжку (одинарным зубом с хомутом).
Врубка сковороднем (рис. 20 и 21) – конец упирающегося бруса обделывается в виде ласточкина хвоста, причем ширина узкой части составляет от 1/2 до ⅓ всей ширины бруса. Эта врубка, называемая иногда ласточкиным хвостом, противодействует усилиям, выдергивающим упирающийся брус.
Врубка полусковороднем (рис. 22) – выемка в упирающемся брусе делается только с одной стороны.
На рис. 23 изображена врубка бревенчатой поперечной стены в продольную.
Рис. 20 и 21. Врубка сковороднем.
Рис. 22. Врубка полусковороднем.
Рис. 23. Врубка поперечной стены в долевую.
Рис 24. Врубка в полдерева.
Третья группа врубок вязки – это случаи, когда соединяемые части взаимно перекрещиваются. Иногда при этом по конструктивным условиям требуется, чтобы оба бруса лежали в одной плоскости, или же возможно, что один из них будет лежать выше другого.
Для первого случая применяется врубка в полдерева (рис. 24), когда в каждом из брусьев делается вырубка, равная половине его толщины.
Если глубина врубки в каждом из брусьев будет равна ¼ его толщины, такая врубка называется «в четверть дерева». Если хотят возможно меньше ослабить нижний брус, но в то же время устранить возможность движения по нему верхнего бруса, то делают накладку с прирубом (рис. 25).
Так, например, можно соединить между собою насадку и переводины как при прямоугольном, так и при круглом их сечении (рис. 25-ІІ).
Перечисленные выше врубки являются теми основными элементами плотничных соединений, путем различных комбинаций и некоторых видоизменений которых можно сконструировать врубки для всяких более или менее сложных случаев строительной практики.
Рис. 25. Накладка с прирубом.
Рис. 26. Врубка ноги в затяжку при помощи коротыша.
Рис. 27. Врубка подкосов в сваю.
При этом всегда нужно учитывать величину и направление тех усилий, которые воспринимаются врубкой, и способность дерева к сопротивлению в различных направлениях.
Так, например, если усилие, передаваемое стропильной ногой затяжке слишком велико, то врубку зубом можно видоизменить, придав ей вид, изображенный на рис. 26, где взамен зуба на ноге наложен на затяжку коротыш с уступом, заменяющим собою зуб. Это целесообразно тогда, когда усилие, передаваемое ногою, значительно и можно было бы ожидать смятия упорных плоскостей ноги. Иногда коротыш делается с двумя уступами (например, при поддержке подкоса, упирающегося в сваю).
На рис. 27 – усилие от подкосов свае передается при помощи парных схваток, прирубленных к свае и стянутых болтом. Здесь опять видим, что конец подкоса опирается значительной площадью). В обоих случаях против боковых сдвижений устроен шип.