Добрый день, уважаемые гости и постоянные читатели моего блога!
Нагельной соединение — одно из древнейших соединений, дошедших до наших дней. «Нагель» (Nägel) дословно переводится с немецкого языка как гвоздь, но гвоздь не так как мы его представляем, а элемент в виде штыря или шканта (без шляпки). Нагельное соединение очень часто применялось в кораблестроении при сращивании балок.
На сегодняшний день ни одна стройка не обходится без таковых соединений. Сам по себе нагель это цилиндрическая или пластинчатая деталь, которая помещается вплотную в заранее подготовленное отверстие.
Мы привыкли полагать, что нагель это определенный крепеж, но это не так. Нагель — это любой штырь, пронизывающий поперек несколько скрепляемых элементов. В качестве него могут использоваться: гвозди, саморезы, шпильки, болты, мебельные шканты и даже арматура.
Нагель призван брать на себя нагрузку за срез (противостоять смещению элементов).
Срез
Срез — это деформация нагеля под действием разнонаправленных поперечных сил, перпендикулярных оси нагеля:
Срез нагельного соединения появляется в том случае, когда две балки соединены между собой методом нахлеста.
Срощенная деревянная балка или стропильная нога прогибается под нагрузкой, при этом обе части балки работают в разных направлениях, таким образом нагельное соединение испытывает на себе работу на срез.
Резьбовая шпилька
Шпильки - один из ходовых товаров, который пользуется своей популярностью за счет удобства работы. Нужно 30 см? Пожалуйста! А 40? Тоже пожалуйста! Нарезать шпильку можно в любой размер и по всей длине будет резьба.
Очень удобно!
Но, именно из-за этого шпилька и имеет два недостатка!
№1
Рабочий диаметр
Сейчас многие работают по проектам, а этим документом строго определены все узлы возводимого сооружения, так вот если проектом прописан диаметр болтового соединения 12 мм, то шпилька 12 мм уже не проходит!
Резьба занижает рабочее сечение нагельного соединения. Шпилька 12 мм имеет рабочий диаметр 10 мм, а шпилька 10 мм — рабочий диаметр 8 мм и т.д.
Нужно понимать, что прочность такого соединения падает примерно на 25-30%. Но это не сильно большой недостаток, ведь можно шпильку вставить и потолще!
Следующий недостаток существеннее...
№2
Смятие в области крепления
На смятие шпилька не работает от слова совсем!
Нагельное соединение предполагает плотный контакт по всей поверхности стержня и соединяемых деталей, а по факту под действием постоянных динамических нагрузок на перекрытие и на кровлю мы получаем вот что:
Цельнорезьбовой элемент постоянно давит на стенки и со временем прорезает древесину, тем самым образуя в соединении люфты. Если в кровле это не так критично, то перекрытие начинает играть и всё сильнее и сильнее скрипеть.
Именно поэтому плотники при нагельном соединении делают выбор в пользу обычных болтов или болтов-глухарей, которые имеют неполную резьбу.
Болт забивается или вкручивается в отверстие, при этом его рабочая часть очень плотно прилегает к стенкам. Здесь важно, чтобы место среза приходилось именно на БЕЗрезьбовую часть.
Это нагельное соединение подробно описано в строительных альбомах.
Так всё таки, можно пользоваться шпильками или нет?
Можно! Но при условии, что соединение деревянных элементов будет усиливаться к примеру пятью-шестью гвоздями 150 мм (d=4 мм) или 200 мм (d=5мм), которые благодаря большому рабочему сечению и площади поверхности возьмут на себя всю нагрузку вместо резьбовой шпильки.