З’єднання елементів на врубках
Дерев'яні елементи споруд або конструкцій можуть з'єднуватися між собою за допомогою врубок, а також безврубкових пар (на нагелях, шпонках, на клею та ін.). Врубками називаються з'єднання^ в яких зусилля передається від одного елемента до іншого безпосередньо без проміжних вкладишів. У зв'язку з великою трудомісткістю виготовлення з'єднань на врубках вони зараз використовуються мало.
Основна сфера застосування врубок - вузлові з'єднання брусчастих ферм, зроблених з колод і брусчастих стін і деякі інші види дерев'яних конструкцій.
У тих випадках, де за умовами роботи конструкції можливе застосування врубок кількох типів, слід віддавати перевагу більш прості з них. Сполучені на врубках елементи зміцнюють у місцях з'єднання допоміжними зв'язками: болтами, хомутами, скобами тощо.
Врубки необхідно робити одночасно із заготівлею елементів конструкцій у механізованих майстернях.
Врубка є найслабшим місцем конструкції, тому в місцях врубок деревина повинна бути цілком здоровою, не мати сучків та інших вад, що знижують міцність елемента.
Шви врубок повинні бути щільними для того, щоб до них не потрапляла вода, а також для рівномірного розподілу тиску по всій площі врубки. Зазори в швах врубок та стиків не повинні перевищувати 1 мм, а глибина врубок (пропилів) не повинна відрізнятися від проектної більш ніж на 2 мм.
Зрощуванням (рис. 113) називається з'єднання, при якому два елементи, що з'єднуються, мають загальну горизонтальну вісь. Найбільш простий врубкою є зрощування впритул (рис. 113 а) плоскообрізаними торцями. Для пристрою з'єднання впритул на кінцях брусів, що зрощуються по косинці під кутом 90° до поздовжньої осідеталі намічається лінія обпилювання. Потім поперечною пилкою обпилюють обидва з'єднуються кінця, стежачи за точним дотриманням прямого кута.
Наступною за складністю врубкою є зрощення прямою накладкою вполдерева (рис. 113, б). Для виготовлення врубки кінці обох брусів обпилюють по косинці. Потім кожному з них косинцем розмічають врубку. Висота врубки повинна дорівнювати половині товщини бруса, а довжина - в 2-3 рази більше. Запиливши обидва кінці по висоті, сколюють запиляні частини і зачищають сколоті площини сокирою або стамескою до розмітки.
Зрощування косою накладкою (рис. 113, в) відрізняється від з'єднання прямою накладкою лише тим, що бруси обрізаються під кутом, а не паралельно осі. Підрізування торця робиться рівною 1/4-1/5 висоти елемента.
Як пряма, так і коса накладка застосовується лише в тих випадках, коли елементи, що з'єднуються, піддаються тільки стиску. Ці з'єднання повинні обов'язково перебувати на опорі.
Якщо в елементах, що з'єднуються, можуть виникати зусилля, що розтягують, застосовуються накладні замки із зубом: прямі і косі.
Прямий накладний замок із зубом (рис. 113 г) виготовляють наступним чином. Кінці брусів, що сполучаються, обрізають по косинці. Відступивши від кінця на 1-1,5 висоти бруса, роблять вир на всю ширину бруса; Довжина вирізу дорівнює 1-1,5 висоти бруса. Потім з торця кожного бруса сколюють деревину на 3/8 висоти. Упор (зуб), що утворився таким чином, висотою в 5/8 висоти бруса вкладають у гніздо другого бруса.
Косий накладний замок із зубом (рис. 113, д) виготовляють подібно до прямого накладного замку.
Для з'єднання елементів конструкцій, що згинаються, можуть застосовуватися прямі і косі натяжні замки (рис. 113, е, ж). Вони є накладними замками із зубом, що натягуються клинами,які вбивають у вільний простір зуба, що залишається при його виготовленні.
Недолік натяжних замків, крім їх складності та трудомісткості, полягає в ослабленні натягу клинів у міру усихання дерева. Тому для відповідальних конструкцій ці замки не застосовуються і замінюються безврубковими з'єднаннями.
Нарощуванням називається таке з'єднання, коли елементи, що з'єднуються, мають загальну вертикальну вісь. При нарощуванні елементи можуть з'єднуватися в прямий притик з виробленням шипа на одному торці та гнізда на іншому (рис. 114 а). Простішим способом є застосування вставного шипа (рис. 114 б), для якого висвердлюють гнізда в торцях обох елементів.
При необхідності отримати жорстке з'єднання елементів при нарощуванні застосовують стик вполдерева, з'єднуючи елементи між собою на болтах (рис. 114, в), обмотуючи смугової сталлю (рис. 114, г) або зміцнюючи хомутами (рис. 114, д, е).
Сполуки можуть бути прямими (рис. 114, в, г, д) та косими (рис. 114, е). Довжина стику повинна дорівнювати подвоєній висоті бруса або подвоєному діаметру колоди.
Примикання під кутом та перетину. З'єднання елементів дерев'яних конструкцій під кутом, а також їх перетину між собою мають широке застосування при виробництві теслярських робіт, наприклад при зведенні зроблених з колод або брусчастих стін, з'єднанні кроквяних ніг в ковзані, установці каркаса стійок на горизонтальний брус, укладанні верхньої обв'язки на стійки каркасних стін і ін.
Найбільш простим врубкою при з'єднанні брусів під кутом є врубка вполдерева (рис. 115, а). Для виготовлення цієї врубки на кожному з брусів, що з'єднуються, наносять лінію, віддалену від кінця бруса на відстані, що дорівнює ширині іншого бруса. За допомогою косинця цю лінію переводять надві бічні сторони кожного з брусів. Потім ножівкою роблять за наміченими лініями поперечні пропили до половини товщини бруса. Далі на торці кожного бруса намічають середні лінії та пропилюють бруси вздовж волокон до з'єднання з поперечними пропилами. Після цього обидва бруси з'єднують між собою.
При з'єднанні брусів під кутом використовують також врубку влолулапу і в кутовий сковороду.
Для пристрою врубки вполулапу (рис. 115 б) на кінці бруса по заздалегідь розміченим лініях роблять косий пропил, що створює похилу площину. Для одного бруса нахил спрямований вздовж волокон деревини, а для іншого поперек волокон. Похила площина врубки створює додатковий опір зсуву брусів щодо один одного, чим підвищується міцність з'єднання.
При з'єднанні сковородою (рис. 115, в) роблять скошування шипів і вушок на 1/4 їх ширини з кожної сторони елемента, що з'єднується.
При з'єднанні кроквяних ніг, в'язці дверних і віконних коробок і в ряді інших випадків застосовують з'єднання наскрізним шипом (рис. 115, г). Для розмітки з'єднання на торці бруска проводять рейсмус дві лінії, що позначають товщину шипа, яка становить 1/3 товщини бруска. Ці лінії переносять на межі бруска і потім лучковой пилкою по наміченим лініях зарізають шип і вуха. Деревина з вуха після зарізування пилкою вибирається за допомогою долота.
З'єднання вертикальних елементів з горизонтальними може бути здійснено за допомогою потайних і наскрізних шипів. Потайний шип (рис.115, (9) робиться так само, як і при нарощуванні елементів, з тією різницею, що гніздо вибирають не в торці колоди або бруса, а на його боці.
З'єднання на врубках у сучасному будівництві застосовують головним чином у фермах, зокрема у кутахпримикання стисненого верхнього пояса або підкоса до нижнього пояса. У цих випадках у кутах ферм застосовують лобові або щокові врубки.
Завзятий майданчик (лінія m - пг) лобової врубки пропилюється перпендикулярно напрямку стискаючої сили. Така врубка називається прямокутною (рис. 116 а). Кроквяна нога може бути поставлена на затяжку так, щоб напрямок опорної площини ділило кут між віссю кроквяної ноги і віссю затяжки навпіл. У цьому випадку лобова врубка називається бісектрисною (рис. 116, б). Відстань від низу завзятого майданчика до кінця затягування 2 визначається розрахунком з умов сколювання деревини. Підкіс 1 притягується до затягування 2 болтом 3, Підкладка або підбалка 4 служить для того, щоб без ослаблення перерізу затяжки 2 зробити виріз, що фіксує положення вузла на опорі 5, і для створення опорного майданчика гайки болта 3.
У щокових врубках (рис. 117) дошки верхнього пояса ферми врізаються в бічну поверхню дощок розтягненого нижнього пояса. Вузол надійно стягується болтами.
При зведенні зроблених з колод стін проводиться рубка кутів в лапу без залишку (рис. 118).
Рубка стін у лапу із залишком, коли зовні стін залишаються кінці колод, не рекомендується через перевитрату деревини та швидшого загнивання кутів.
Розмітка врубки проводиться наступним чином (рис. 118 а), Кінець колоди отесывают на чотири канти так, щоб торець мав форму квадрата. На гранях одержаного квадратного бруса відкладають відрізки, рівні стороні торця бруса. Сторони торця бруса, що відповідають зовнішній та внутрішній стіні, ділять на вісім рівних частин. Подальша розбивка лапи зрозуміла з малюнка.
При заготівлі лапи сколювати деревину треба, відступаючи від ліній на 1-2 мм для того, щоб при остаточному складанніз'єднання забезпечити його точну притиску і прилягання всіх площин, що стикаються.
Для забезпечення більшої міцності з'єднань іноді роблять лапу з корінним шипом (рис. 118 б) розміром близько 1/3 ширини лапи; однак такий шип значно ускладнює вироблення сполучення.
При масовому виготовленні однакових врубок застосовують шаблони, які прискорюють розмітку з'єднань. На рис. 119 показані шаблони розмітки шипів на торцях брусів. Шаблони виготовляють із листової сталі або з фанери.
Пристрій та користування шаблонами ясно з малюнка. Шаблони такого типу застосовують для розмітки лапи, накладних замків та інших врубок.
Згуртовування дерев'яних елементів застосовують при зведенні стін з колод, брусів або пластин, влаштуванні дощатої підлоги або інших настилів, спорудженні водонепроникних стінок, виготовленні складових балок великої висоти та ін.
Колоди рубаних стін згуртовують у круглий паз (рис. 120 а). Щоб гребінець однієї колоди добре входив у паз іншої, необхідно ширину гребеня робити на 1-2 мм менше ширини паза. Паз завжди повинен знаходитися з нижньої сторони колоди, щоб до неї не затікала дощова вода.
Згуртовування брусів найбільш просто здійснюється впритул (рис. 120, б) з притіском площин, що стикаються, і застосовується в тих випадках, коли від конструкції не потрібно особливої щільності і міцності.
Найбільш щільне (водонепроникне) з'єднання виходить при згуртовуванні брусів прямокутним шпунтом (рис. 120, б, 2). Щільність такого з'єднання майже не порушується навіть при усиханні деревини, тому що частина гребеня залишається всередині паза.
Об'єднання трикутним шпунтом (рис. 120, б, 3) не забезпечує щільності з'єднання, оскільки при усиханніДеревини утворюються наскрізні щілини.
Об'єднання дощок (рис. 120, в) проводиться по-різному, залежно від вимог, що пред'являються до конструкції. Найбільш простими способами є згуртовування внахлестку (рис. 120, в, 2) і вразбежку (рис. 120, в, 1), що застосовуються при обшивці стін тимчасових будівель, огорож і т. д. У цих випадках можна застосовувати навіть необрізні дошки, але однаково витрата матеріалу на 1 м 2 обшивки збільшується проти іншими способами згуртовування. При згуртовуванні ножівки (рис. 120, в, 3, 4) потрібно скошувати кромки дощок в одну або в різні сторони. Згуртовування ножівки застосовують при підшивці стель, обшивці стін та інших роботах.
Згуртування впритул (рис. 120, в, 5), що посилюється іноді вставними шипами (рис. 120, в, 6), застосовують у тих випадках, коли поява щілин після усушки дощок не має значення (при підшиванні стель та обшивці перегородок під штукатурку) . Більш йлотне з'єднання виходить при оплачуванні дощок у шпунт (рис. 120, 7) і в чверть (рис. 120, 8), коли щілини виходять ненаскрізними. Таке з'єднання застосовують при влаштуванні дощатої підлоги, обшивці стін засіків для сипких матеріалів і т. д. Вироблення чвертей, шпунтів і гребенів у дошках у зв'язку з великою трудомісткістю цієї роботи повинна проводитися тільки механізованим способом.