Что такое нагель

Нагель (шкант) в строительном деле обозначает крепеж в виде штыря, и служит он для предотвращения смещения элементов строительной конструкции, так как при изменении температуры и влажности древесина также меняет свои характеристики – разбухает, усыхает, деформируется. Конструктивно нагель деревянный изготавливается круглым или прямоугольным, длина метиза – 120-150 мм. Также в домах из дерева может применяться не только деревянный нагель, но и железный или пластиковый. Для панельных строительных объектов производятся нагели по бетону.

Разновидности и характеристики нагелей

Теперь, когда мы знаем, что такое нагеля, можно рассмотреть их параметры и классификацию. При применении деревянных нагелей в соединении бруса, балок, бревен или других элементов конструкции штыри удерживают от непропорционального изменения размеров соединяемые детали при усушке дерева. Вбитый в древесину нагель для бруса при приложении изгибающих, сдвигающих или прямых нагрузок проворачивается из-за смятия древесины, и изгибается, увеличивая площадь соприкосновения и сопротивление нагрузке.

Если древесина набирает влажность, то ее объем увеличивается, и в месте нахождения нагеля для бруса начинается обратный сдвиг, то есть, нагрузка на метиз уменьшается, и нагель вновь занимает первоначальную позицию. Поэтому именно для деревянных конструкций, более подверженных изменениям геометрии и физических характеристик, деревянные нагеля предпочтительнее других типов метизов.

Преимущества, которыми обладают деревянные нагели:

1. Шканты из дерева гораздо эффективнее выдерживают любые нагрузки, так как дерево – материал гибкий;
2. Так как и нагели для бруса, и сам брус сделаны из древесины, их параметры схожи, и при усушке, переувлажнении или механических нагрузках объем и размеры изменяются одинаково и одновременно, что помогает сохранить целостность конструкции;
3. При переувлажнении деревянный нагель расширяется, уплотняя и герметизируя соединение.

Недостатки: деревянный шкант служит намного меньше, чем металлический нагель, больших нагрузок выдержать не способен, поэтому использование таких метизов ограничено особенностями зданий и сооружений.

Металлические нагели сделаны из железного прута, но их увеличенная долговечность и прочность не являются основанием для более частого применения в строительстве деревянных домов. Нагель металлический образует слишком прочное и неподвижное соединение, которое удерживает деревянные детали от необходимых минимальных сдвигов пир усадке, усушке или увлажнении.

Достоинства металлических нагелей в строительстве:

1. Фиксированный размер – это надежность удержания нагеля в заданном положении без выдавливания или проваливания;
2. При забивании железных метизов верхних слой древесины не способен деформироваться или коробиться;
3. На металлические нагеля проще крепить теплоизоляцию, использовать пружинную стяжку.

Недостатки: из-за высокого коэффициента теплопроводности железа в местах креплений часто появляются «мостики холода». При этом жесткое крепление помогает появлению и накоплению конденсата вокруг метизов, а резьбовая поверхность, разрушая при вкручивании древесину, облегчает впитывание влаги в деревянные элементы конструкции брусового сооружения.

Классификация нагелей

Деталь нагель что это такое? Конструктивно и как деталь, имеющая определенные формы и размеры, эти метизы подразделяются на несколько подгрупп.

По функциональной принадлежности:

1. Гладкий цилиндрический нагель – это круглый симметричный или асимметричный стержень из перечисленных выше материалов. В свою очередь, такие метизы подразделяются на:
   1. Гладкие цилиндрические изделия, которые вбиваются в заранее просверленные отверстия и соединяют элементы конструкции по длине. Для более плотного соединения диаметр нагеля и отверстия делается одинаковым. Кто хоть раз сверлил отверстия под шканты – знает, как важно соблюдать это условие. Из-за точности соблюдения диаметров лучше использовать дрель для сверления бруса под нагели со сверлом по дереву, а не по металлу – так внутренние края отверстия меньше разбиваются;
   2. Стяжной болт с гайкой тоже считается нагелем, и применяется для увеличения сил трения между элементами, что увеличивает несущую способность узла;
   3. Если диаметр отверстий при расчетах соединений оказывается ≤ 6 мм, то используют винтовые нагели. При вкручивании винт разрушает волокна древесины, поэтому такой способ соединения применяют в особых случаях;
   4. Металлические гвозди Ø ≤ 6 мм. Их не вкручивают, а забивают, что намного быстрее. При этом гвоздь раздвигает волокна, не разрушая их. При этом дерево вокруг образующегося отверстия уплотняется и может расколоться;
   5. Пластинчатыми нагелями соединяют сразу несколько бревен или балок по высоте. Длина пластины зависит от нагрузки.

По форме:

Основные геометрические формы нагелей: круглые и сложные (фигурные). Цилиндрические метизы на практике применяются чаще, особенно в деревянных объектах.

1. Круглый стержень обеспечивает надежное соединение;
2. Квадратный нагель имеет меньшую площадь контакта с элементом, поэтому деталь будет закреплена не жестко;
3. Шестиугольные нагели объединяют преимущества первых двух вариантов;
4. Метизы сложной конфигурации специального назначения.

Свойства и материалы нагелей

Деревянный шкант должен изготавливаться из более прочной древесины, чем соединяемые детали. Например, при соединении элементов из хвойных пород дерева нагели должны изготавливаться из дуба, березы, бука, ясеня, лиственницы, и т.д.

1. Согласно нормативам СНиП, при изготовлении деревянных нагелей можно пользоваться древесиной высшего или первого сорта, без сколов, трещин, сучков и отверстий от них, свилеватости и т.д. влажность такой древесины не должна быль более 12%;
2. Все метизы необходимо пропитывать антисептическими и антипиреновыми составами;
3. Геометрические размеры шкантов не устанавливаются точно – требования ГОСТ 30974-2002 определяют диаметр или сечение нагеля не более 1/6 от диаметра или сечения соединяемого изделия – бруса, балки, бревна. Например, при соединении бревен Ø ≤ 140 мм используют метизы Ø 20-25 мм, при Ø ≥ 140 мм – нагели Ø ≥ 30 мм;
4. По длине шканты могут быть произвольными, но строительная практика показала, что длина в среднем нагелей берется в диапазоне 120-150 мм для скрепления двух элементов. При соединении трех и более деталей длина метиза увеличивается соответственно.

Как крепить нагеля

Деревянные шканты в строительстве применяются редко – в основном для соединения деталей деревянного дома из бревен или бруса, поэтому схема и технология соединения зависит только от технологии укладки бревен или бруса. Как правильно монтировать нагель:

1. При соединении двух бревен отверстие под шкант в верхнем бревне делают сквозным, в нижнем – на половину диаметра;
2. Отверстие под нагель сверлят вертикально с таким расчетом, чтобы бревно или брус передвигались при насаживании на шкант. Располагаться отверстие должно строго точно по центру соединяемой Детали
3. Если шкант вставляется на углу, то от угла пир сверлении отверстия следует отступить на 30-40 см. Следующие по длине отверстия сверлятся через 150-200 см, располагать их необходимо в шахматном порядке;
4. По глубине отверстие должно быть больше длины метиза на 20-30 мм, чтобы при усадке бревен они не зависли на шкантах;
5. Нагель в отверстие забивают деревянной киянкой, поэтому диаметр отверстий и диаметр нагелей должен совпадать.