Чем лучше собирать крышу гвоздями или саморезами
Монтаж стропильной системы. Что использовать – гвозди или саморезы
Стропильная система является несущим каркасом скатной крыши. Она представляет собой совокупность различных конструктивных элементов, скрепленных между собой различными способами. В состав стропильной системы входят мауэрлат, стропильные ноги, затяжки, прогоны, основание под кровлю и другие более мелкие узлы и детали. Все они соединены между собой шпильками, гвоздями и другими крепежными элементами. От того, насколько правильно выбран вид крепежа, зависит прочность стропильной системы, надежность и долговечность крыши в целом.
Традиционно при монтаже стропильной системы использовались нагели, гвозди и скобы, но с появлением электрических шуруповертов возросла популярность шурупов и саморезов, и они все чаще используются при выполнении строительных работ.
Несмотря на то, что внешне саморез и шуруп очень похожи, они различаются резьбой и способом монтажа:
— шуруп имеет резьбу в виде буравчика, не доходящую до головки и применяется для крепления деталей к мягким материалам, например, к дереву. Мощные шурупы с шестигранными головками называются «глухарями»;
— саморез имеет специальную резьбу по всей длине стержня и образует ответную резьбу в соединяемых деталях.
Чтобы закрепить деталь с помощью шурупа, необходимо предварительно просверлить отверстие. При монтаже детали с помощью самореза такое отверстие не требуется.
Обычный строительный гвоздь имеет круглый заостренный стержень и плоскую головку. При монтаже ответственных узлов используются гребенчатые, или ершенные гвозди. Благодаря поперечной насечке на стержне прочность крепления ершенным гвоздем в 5 раз выше, чем при использовании обычного гвоздя. В условиях повышенной влажности применяются винтовые гвозди, увеличивающие прочность крепления в 4 раза.
Прочность удержания гвоздей и шурупов также отличается. Например, чтобы выдернуть из сосновой доски не оцинкованный гвоздь 2,6х40 мм, необходимо приложить усилие 32 кг, а для выдергивания более короткого шурупа размером 2,6х22 мм потребуется усилие 74 кг. Крепление, выполненное оцинкованными гвоздями, значительно прочнее, чем при использовании простых черных гвоздей.
Гвоздю такие нагрузки не страшны: его стержень легко выдерживает многочисленные изгибы, а если при набухании древесина выдавливает гвоздь, крепление все равно остается прочным. Торчащая головка гвоздя хорошо заметна, и вбить его до конца во время очередного осмотра крыши не составляет труда.
Несложно представить, что происходит с саморезом при изменении температуры, особенно при увлажнении и набухании стропил и балок: резьба не позволяет стержню сместиться и его разрывает в одном или двух местах. Очень часто стержень лопается у основания головки, при этом крепление оказывается полностью разрушенным. Прочность стали и качество термообработки самореза значения не имеют, т.к. замерзающая вода способна разрушить и более крепкие узлы.
Использование саморезов, шурупов и, в частности, «глухарей» возможно при монтаже скользящих опор стропил, хомутов и прочих стальных деталей, но следует понимать, что такое крепление окажется более дорогим, а монтаж более трудоемким.
При монтаже стропильной системы скатных крыш одноквартирных и блочных домов высотой 2-3 этажа рекомендуется использовать гвозди следующих размеров:
Узел стропильной системы
Длина гвоздя, не менее (мм)
Количество гвоздей, не менее (шт.)
Крепление стропильной ноги к коньковой доске
Что выбрать – саморезы или гвозди для крепления обрешетки к стропилам и как правильно крепить
Несущий каркас любой скатной крыши – это стропила с закреплённой на них обрешёткой, а также различные прогоны, затяжки, подкосы и другие дополнительные детали. Для их соединения друг с другом применяются разные крепёжные элементы, обеспечивающие прочность, стабильность, долговечность всей кровельной системы. Давайте разберёмся, какими гвоздями прибивать обрешётку к стропилам, и почему лучше отдать предпочтение им, а не более удобным в применении саморезам.
Надёжность и долговечность сложной кровельной системы зависит от правильно подобранного крепежа
Особенности деревянного «скелета» крыши
При работе с деревом необходимо учитывать его особенности, как материала, а также направление нагрузок, воздействующих на конкретные элементы конструкции.
По сравнению с бетоном или металлом, дерево – материал мягкий и упругий, но эти его свойства могут меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от влажности. Деревянные конструкции подкровельной системы впитывают в себя влагу из воздуха, когда на улице идёт дождь, и водяные пары, поднимающиеся из внутренних помещений дома. В сухую погоду происходит обратное движение: дерево отдаёт лишнюю влагу в атмосферу. При этом материал расширяется или сужается, меняется упругость его волокон и расстояние между ними, что, в свою очередь, влияет на его способность удерживать в себе крепёж.
Воздействие окружающей среды на древесину
Поэтому прежде чем крепить обрешётку к стропилам или выполнять узловые соединения конструкции, нужно решить, какие метизы лучше использовать. Для этого необходимо определить влияющие на них нагрузки. При этом учитывают:
В зависимости от направления приложения усилий, крепёж может испытывать изгибающие, растягивающие, выдёргивающие, срезающие нагрузки.
Если снеговая нагрузка имеет вертикальное направление, то ветровая зависит от направления воздушного потока и может действовать горизонтально (боковая нагрузка на срез) или снизу вверх (на вырывание).
Воздействие ветровой нагрузки на крышу
Чтобы решить, чем крепить обрешётку к стропилам – гвоздями или саморезами, давайте посмотрим, как эти метизы ведут себя в сложных условиях.
Что выбрать – саморезы или гвозди
Гвоздь представляет собой длинный стальной стержень с заострённым кончиком. При вбивании в древесину он расклинивает её волокна, которые, стремясь вернуться в исходное положение, сдавливают стержень со всех сторон. Это давление и удерживает его в материале.
Стержень самореза оснащён резьбой – спиралевидным выступом, который при вкручивании в дерево нарезает в его толще бороздки. Этот крепёж в древесине удерживают не только боковые силы сдавливания, но и сопротивление стенок этих бороздок.
Принципы гвоздевого и резьбового соединения деревянных деталей
Сравним устойчивость этих метизов к вертикальным (вырывающим) и боковым (срезающим и изгибающим) нагрузкам.
Устойчивость к вертикальным нагрузкам
Если рассматривать расклинивающие и резьбовые метизы с точки зрения вырывающих нагрузок, то последние явно прочнее. Чтобы вырвать из дерева гвоздь, необходимо преодолеть силы упругости, удерживающие его стержень. Для выдёргивания самореза этого недостаточно, нужно ещё и разрушить бороздки, сжимающие резьбу.
Для примера, вбитый в сосновый брус гвоздь длиной 40 мм выдёргивается из него при усилии, равном 32 кг, а вкрученный в него саморез с такой же толщиной и длиной 22 мм можно достать, только приложив усилие, равное 74 кг.
Поэтому, выбирая, чем крепить обрешётку крыши, гвоздями или саморезами, многие отдают предпочтение саморезам, справедливо полагая, что такое соединение гораздо крепче.
Вырыванию самореза противостоит сопротивление винтовых бороздок
Однако помимо вертикальных нагрузок на элементы крепления воздействуют и боковые, возникающие при смещении деревянных деталей друг относительно друга из-за ветрового давления или неравномерного набухания древесины.
Устойчивость к боковым нагрузкам
Боковые нагрузки, воздействующие на крепёж, имеют динамический характер: они то усиливаются, то ослабевают. Гвоздь благодаря своей относительной гибкости выдерживает их легко: при смещении деталей он изгибается.
Дело в том, что гвозди делают из стальной проволоки методом холодной ковки, не подвергая термической обработке. А саморезы – из химически и термически обработанной стали, обладающей высокой твёрдостью, необходимой для нарезания резьбы. Но повышенная твёрдость не позволяет им изгибаться и смещаться вслед за материалом, поэтому при нагрузке на сдвиг они ломаются.
Разная реакция гвоздя и самореза на боковую нагрузку
Прежде чем крепить обрешётку саморезами, нужно учесть и тот факт, что дерево, впитывая влагу, набухает, а толщина скреплённых элементов увеличивается. Гвозди при этом выдавливаются из пробитого ими канала, а вот саморезы удерживаются резьбой и не могут смещаться, поэтому часто разрываются у основания, под самой головкой.
Почему лучше гвозди
Вырывающие усилия действуют на соединение обрешётки со стропилами в гораздо меньшей степени, чем боковые. Они могут быть значительными в тех случаях, когда подкровельное пространство не защищено от порывов ветра, направленных на внутренние стенки скатов. Примером могут служить навесы, крыши открытых террас и павильонов. Но в большей степени от них страдают листовые кровельные покрытия, которые могут оторваться от стропил вместе с плохо закреплённой обрешёткой.
Сорванная ветром кровля
Гораздо чаще крепёж не выдерживает разнонаправленного смещения частей деревянной конструкции и влияния атмосферных факторов в течение длительной эксплуатации. Гвозди показывают большую выносливость к таким «волновым» воздействиям.
Обратите внимание! Для обустройства кровли необходимо использовать метизы с антикоррозионной защитой из оцинкованной или нержавеющей стали.
Виды гвоздей для крепления обрешётки
Проведённое сравнение гвоздей и саморезов не совсем корректно, так как в нем были проанализированы крепёжные свойства только одного вида гвоздей – обычных строительных с гладким стержнем. Есть и другие виды, отличающиеся гораздо более высокой устойчивостью к вырывающим нагрузкам – винтовые и ершённые. Выбрать, какие гвозди нужны для обрешётки крыши, будет проще после их описания.
Гладкие
Надёжность соединений гладкими гвоздями самая невысокая. Основная их проблема – набухшая древесина выталкивает крепёж наружу, и выступающая над поверхностью шляпка может повредить лежащее на обрешётке покрытие.
Соединение получится более прочным, если вбивать гвоздь не перпендикулярно, а слегка изменив угол наклона
Зато такие метизы незаменимы для возведения временных конструкций – их проще всего вытянуть при демонтаже.
Ершённые
Стержень таких гвоздей как бы состоит из усечённых конусов, расположенных один над другим основанием вверх. Другое название – кольцевые гвозди. Они легко входят в древесину при забивании, но за счёт того, что её волокна обжимают пространство над выступами, не расшатываются и не выдавливаются наружу при её набухании и высыхании.
Гвозди ершённые
Именно этот вид метизов считается самым надёжным для устройства кровельных систем, строительства каркасных домов. Но работа с ними требует высокого профессионализма и точности, так как разобрать неправильное соединение без разрушения материала практически невозможно.
Для справки! Выбирая гвозди или саморезы для стропил и обрешётки, многие отдают предпочтение саморезам за скорость и лёгкость работы с ними: вкручивать крепёж шуруповёртом намного проще и удобнее, чем забивать молотком. Но для быстрого монтажа ершённых гвоздей тоже есть специальный инструмент – нейлер.
Винтовые
Конструктивно винтовые гвозди похожи на саморезы по дереву – они тоже имеют резьбу, не доходящую до шляпки, но она не такая острая и частая. При забивании такой гвоздь поворачивается вокруг собственной оси, что аналогично процессу вкручивания. Волокна древесины при этом раздвигаются неравномерно, обеспечивая высокую степень трения и хорошее сцепление с метизом.
Оцинкованные винтовые гвозди
Такой крепёж тоже обладает высоким сопротивлением к вытягивающим нагрузкам. Чтобы выдернуть его из дерева, усилий потребуется в несколько раз больше, чем для выдёргивания обычного гладкого гвоздя. Поэтому собранные с его помощью конструкции служат десятилетиями.
Совет! Выбирая, чем крепить стропила – гвоздями или саморезами, предпочтение тоже лучше отдать винтовым или ершённым гвоздям.
Выбор гвоздей по длине
Важное значение для надёжности соединения имеет длина гвоздей. Она подбирается с учётом толщины обрешётки с таким расчётом, чтобы крепёж прошёл её насквозь и углубился в стропила ещё на 1,5-2 её толщины. Например:
Расчёт количества крепежа
Все знают, как крепить обрешётку: она прибивается во всех местах пересечения со стропилами. Но количество гвоздей на каждый узел может отличаться в зависимости от ширины элементов подкровельного настила.
Доски, прибитые в одной точке, со временем под воздействием переменных температуры и влажности воздуха начинают коробиться и деформироваться. Чтобы этого не происходило, их прибивают на два гвоздя, отступив от краёв по 1,2-1,5 см.
Это правило распространяется на доски обрешётки шириной до 200 мм
При использовании широких досок расход крепежа увеличится за счёт дополнительного третьего гвоздя, вбиваемого по оси.
На один гвоздь можно прибивать только обрешётку из брусков сечением 40х40 мм или 50х50 мм.
Монтаж обрешётки из бруса
Зная количество стропил, шаг между элементами обрешётки и их ширину, определить расход крепежа будет не сложно. Но покупать его нужно с запасом на случай брака в работе или дефектов самих метизов.
Стропильная система крыши подвергается различным нагрузкам, а дерево, из которого собирается конструкция, подвержено изменениям размеров и внутренней структуры. Все это вкупе приводит к возникновению напряжений в местах стыков обрешётки со стропилами или контробрешёткой. Саморезы из-за своей твёрдости и хрупкости их не выдерживают и ломаются, в отличие от более устойчивых к боковым нагрузкам гвоздей. У них другая «болезнь» – плохое противодействие вертикальным нагрузкам, но её можно избежать, используя винтовые или ершённые гвозди с насечками на стержне.
Почему кровельный материал не стоит крепить саморезами: развенчание мифа
На чтение: 2 минуты Нет времени?
Странно в век развивающихся технологий видеть, как кто-то вообще пользуется гвоздями. Да и к чему это, если давно уже придуманы саморезы – эффективный и надёжный крепёж. А тем не менее кровельщиков трудно убедить в том, что саморезы лучше гвоздей. Давайте разберёмся, почему так и почему с уважением нужно относиться к такому выбору.
Выбор опытных кровельщиков
Интересный факт: кровельщики с большим опытом работы предпочитают крепить кровельный материал не просто гвоздями, а чёрными гвоздями. Почему не нержавейка, ведь, казалось бы, она намного лучше, чем чёрный металл, который подвержен коррозии? А дело как раз в коррозии – ведь когда чёрный гвоздь даже пусть немного обрастёт ржавчиной, его сцепление с доской увеличивается в разы. Так что ответ на вопрос очень прост. А вот более современные мастера используют для кровли ершённые гвозди.
Что такое ершённые и винтовые гвозди и как они работают
Для строительства обрешётки ершённые гвозди – отличный выбор. И прочностные качества этого крепежа превосходят свойства саморезов.
Поспорить с этим могут разве что винтовые гвозди. На них тоже есть насечки, но они похожи на сверло. Так что когда вы забиваете такой гвоздь, он проворачивается и ввинчивается в древесину.
Саморезы против гвоздей: что лучше?
С одной стороны – саморезы имеют массу преимуществ. Начнём с очевидного. Когда на улице сильный ветер, кровельный материал подвергается вибрации, так что гвозди потихоньку покидают свои гнёзда, если у них нет дополнительной насечки для сцепки. А вот саморез крепко сидит в обрешётке, да так крепко, что скорее сомнёт кровельный материал, чем выскочит сам по себе.
ФОТО: uraremont.ru В целом в обоих вариантах происходят повреждения, но саморез продержится более длительное время
При использовании самореза вы сможете вручную очень тонко отрегулировать степень прижатия материала к обрешётке. Это очень помогает при работе с кровлями сложной геометрии. Если древесина со временем подсохла, саморез можно подкрутить, это тоже неплохо.
А вот гвозди в этой ситуации дозабивать смысла особого нет, можно ещё по кровле попасть невзначай и повредить её. Обычно такой крепёж загибают изнутри после подсыхания древесины, для того чтобы подтянуть материал и надёжнее закрепить кровлю.
Но надо признать, что в плане скорости повреждения коррозией саморезы уступают гвоздям. Даже анодирование не даёт впечатляющего результата. И, конечно, саморез невозможно загнуть, он просто сломается при таком усилии.
ФОТО: avatars.mds.yandex.net Гвоздь по факту хорошо себя проявляет, и его шляпка дольше держится на месте
Если говорить о цене, то гвозди дешевле, причём в несколько раз. И наконец, они отличаются от саморезов гибкостью, то есть гнутся при естественном смещении, а не ломаются и не теряют головки, как саморезы.
Что ещё можно сравнить? Сам процесс работы с гвоздями труднее: промахнулся – попал по пальцам или по металлу.
ФОТО: img11.postila.ru Пальцы заживут со временем, а вот в месте «ранения» металла вскоре появится ржавчина
Какой из всего этого можно сделать вывод? Прежде всего следует с уважением отнестись к выбору кровельщиков, ведь они делают его осознанно и у этого выбора есть веские аргументы. Если вы решились самостоятельно крепить кровельный материал, то подсчитайте свой бюджет, прикиньте, что для вас выгоднее, и, если есть возможность, купите оцинкованные ершённые гвозди, они не подведут.
А для того, чтобы вы чётко представляли себе, где и какой крепёж лучше всего использовать – этот небольшой видеообзор:
Гвозди и саморезы относятся к крепёжным деталям, используемым в строительстве. При возведении каркасных домов их применение становится необходимостью. При этом присутствует сложный выбор, что именно – гвозди или саморезы – лучше использовать.
Чтобы не совершить непоправимой ошибки, способной повредить надёжности конструкции каркасного дома, следует уяснить. В чём разница и практическое различие между этими деталями крепежа.
Практическое применение и особенности различия гвоздей и саморезов
С первого взгляда особых различий нет. Для скрепления деталей конструкции деревянного дома нужны и подходят и те и другие.
И всё же разница между ними принципиальная.
Гвозди
Как крепёжный материал человечество их использует много веков. Это требует не только умения обращаться, но и учёта преимуществ и недостатков гвоздей. Они хорошо входят в древесину, прочно скрепляют между собой части конструкции. Соединение с помощью гвоздей имеет долгий срок службы из-за плотности прижима деталей.
На место, где вбит гвоздь не влияют процессы разбухания, расшатывания или усыхания. Соединение будет надёжным и прочным. Способным выдерживать максимальные возможные волновые нагрузки в большом количестве. Хотя при применении силы на вырывание гвозди могут не выдержать.
Опытные мастера, чтобы нивелировать этот недостаток, забивают гвозди под углом к месту соединения или пробивают это место насквозь и загибают вышедший конец.
Саморезы, напротив, наиболее устойчивы при максимальных линейных нагрузках за счёт меньшего диаметра и повышенной твёрдости. Но это свойство может привести к хрупкости детали крепежа, а уменьшение прижима грозит ослаблением и разрушением деревянной конструкции.
Так что для узлов конструкции, на которые идут волновые нагрузки, нужны гвозди в качестве крепежа.
Саморезы
Этот крепёж также надёжен, но более функционален. Он наиболее сильно прижимает друг к другу части конструкции. Но при такой повышенной напряжённости разбухшая древесина может оторвать шляпки саморезов, и соединение деталей ослабеет.
На помощь опять же может прийти хитрость опытных мастеров: просверлить отверстие меньшего диаметра, произвести зенкование под шляпку и закрутить саморез.
Как сделать правильный выбор
Делая выбор, следует учесть, что:
Подводя некоторый итог, можно сделать вывод, что оба вида крепёжных элементов при строительстве каркасного дома найдут своё применение.
Для работ во внутренних помещениях, наименьшим образом подвергающихся воздействию влагой, пригодятся саморезы.
Наружные деревянные элементы лучше соединять при помощи гвоздей. Они же будут незаменимы при монтаже каркаса дома, где предположить смещение деталей достаточно трудно.
Поэтому если строите деревянный дом – запасайтесь и гвоздями и саморезами.
Что лучше: саморезы или гвозди?
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
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.