Что такое нагель и как он выглядит. Нагель деревянный и металлический: особенности и применение

Хотя «нагель» и означает в переводе с немецкого «гвоздь», это несколько иной вид крепежа. В отличие от шурупов, и винтов в соединениях он слабо противостоит внешнему давлению, больше работая на сдвиг и препятствуя изгибам конструкций. Применяется обычно при постройке деревянных сооружений из бревен, бруса или досок.

Что собой представляет

Нагели отличаются от большинства видов крепежа: у них отсутствуют шляпки, нет резьбы . Внешне это прямые деревянные или металлические штыри длиной в 12–15 см и диаметром от 10 до 30 мм. Предназначены они для работы с древесиной, хотя существуют нагели и для бетонных конструкций. Помещенные в просверленные отверстия прутья предотвращают горизонтальные сдвиги фрагментов.

Древесина имеет свойство изменяться в объемах при колебаниях температуры или влажности . Особенно это характерно для свежих материалов. В зависимости от структуры, брус или бревна могут увеличиваться и уменьшаться в размерах. Как только фрагменты дерева начинают расходиться, поверхность их соприкосновения с нагелями увеличивается: штыри под давлением незначительно изгибаются, возрастает сопротивление дальнейшим подвижкам. Когда происходит усыхание дерева, штырь перестает испытывать высокое давление и вновь возвращается в начальное положение.

Для того чтобы крепеж не был разрушен в ходе эксплуатации, требуется грамотно подбирать нагели, совмещая по диаметру с отверстиями в древесине. В результате стены сохраняются ровными, деформирование не происходит. Нагельные соединения более гибкие, в отличие от тех, что обеспечивают гвозди . Крепления препятствуют расшатыванию и смещению построек.

Виды

Так как нагели используются преимущественно для работы с древесиной, изготавливают их чаще из дерева. Применяются и металлические прутья. Допускается один или несколько видов крепежа из различных материалов.

Нагели из дерева

Деревянные нагели или шканты – это хлысты с гладкой цилиндрической поверхностью. Диаметр их сечения от 10 до 35 мм. Длина может быть любой: до 1,5 м и больше. При забивании в бревна применяют обычно отрезки 10–15 см. Реже используют крепеж из тонких обрезных брусков квадратного или прямоугольного сечения. Лучшим сырьем для производства нагелей являются твердые породы : или . Из-за относительной дороговизны этих материалов чаще используется или . Хвойные виды для этих целей не подходят из-за своей податливости. Вытачивают нагели только из сухого материала с влажностью не выше 12%. Применяют для работ как с мягкими, так и с твердыми породами древесины.

Преимущества деревянных нагелей:

Деревянные шканты подходят для постройки лодок, плотов, надворных сооружений, бань, одноэтажных домов из сруба, уличной мебели и других конструкций из древесины.

Недостатки деревянных штырей:

• невысокая биостойкость;
• подверженность разрушениям;
• неспособность противостоять высокому давлению.

Этот вид крепежа не столько стягивает фрагменты конструкций, сколько служит закладным элементом, обеспечивая устойчивость относительно друг друга. Работа с деревянными нагелями занимает много времени, требует определенных навыков, довольно сложна в исполнении.

Шканты округлой формы создают лучшее сцепление с поверхностью, его рекомендуется использовать при постройке несущих стен . Квадратный крепеж менее прочен, так как упирается в материал только углами. Его применяют при сборке легких деталей или стен, не испытывающих массивных нагрузок.

Нагели из металла

Для обеспечения более жесткого соединения, способного противостоять высоким нагрузкам, требуется материал прочнее, чем деревянные штыри. При постройке стен крупных сооружений для скрепления бревен используют металлические прутья. Производство аналогического шканта из стали почти невозможно по причине дороговизны – нагельный крепеж диаметром в 25–30 мм для возведения дома обошелся бы в несколько сотен тысяч рублей. Железные прутья такого объема служат, как бы мощными мостиками холода при снижении температуры.

Большая, чем у букового или березового шканта, прочность позволяет использовать металлические прутья при работе не только с деревом, но и с бетонными конструкциями.

Нагели из металла имеют больше вариантов по размерам и конфигурациям, в зависимости от назначения:

• полые внутри прутья круглого сечения напоминают по форме деревянные шканты, но имеют меньший диаметр;
• пластинчатые предназначены для крепления сразу нескольких бревен;
• прутья шестиугольного или звездчатого сечения – крепеж специального назначения, используется редко;
• подпружиненные глухари: вид оцинкованных саморезов диаметром 10 мм, длиной от 20 до 28 см, конструкция крепежей предусматривает использование зажатых шайбами пружин, что позволяет элементам выдерживать нагрузку в местах соединений более 150 кг на 1 см²;
• П-образные каленые скобы и шпильки используются для стягивания и фиксации бревен с торцевых сторон;
• нагели для работы по бетону имеют вид шурупов с переменной резьбой, диаметром в 7,5 мм, длиной от 70 до 200 мм. В полотно вкручиваются ударными шуруповертами, предварительного сверления материала при работе с ними не требуется.

Нередко в ходе строительства в качестве нагелей применяют обычные отрезки арматуры или труб диаметром в 10–12 мм.

Металлический крепеж более прочен и долговечен, стабилен, препятствует короблению древесины, не выпадает из просверленных отверстий . Многообразие форм выпускаемых нагелей позволяет подобрать их под любой вид стяжки. Недостаток металлических изделий – слишком жесткое крепление. Из-за этого в течение некоторого времени брусья и бревна могут подвисать, между ними появляются щели. Железные рифленые штыри нередко расщепляют и портят поверхность дерева, разница в теплопроводности приводит к накоплению конденсата.

Изготовление

Промышленный деревянный шкант выпускается из сухого материала высшего или первого сортов, не содержащего свилеватостей или сучков. Структура готового крепежа должна быть полностью однородной. Параметры промышленных штырей регламентируются условно .

Распространенные размеры:

• диаметр 20, 25, 30 мм;
• длина 120, 150 мм.

По ГОСТу в ходе работ диаметр шкантов должен составлять ⅙ от диаметра бревна. Штыри стандартной длины используются для соединения двух бревен, для скрепления нескольких требуются более длинные нагели.

По окончании изготовления нагели обрабатывают антисептиками.

При наличии подходящей древесины шканты можно выточить самостоятельно в домашних условиях на деревообрабатывающем станке. Изготовленный таким образом крепеж может иметь любые параметры. Рекомендуется делать длинный, а позже нарезать по необходимости. Лучше использовать хорошо высушенный негигроскопичный материал .

Нагели квадратного сечения делаются просто: доску распиливают вдоль волокон на длинные бруски по 20–30 мм в диаметре, грани отрезков шлифуют.

Для получения округлых штырей квадратные бруски чуть больше необходимого размера закрепляют в токарном станке и обтачивают резцом. В процессе заданный диаметр несколько раз выверяют штангенциркулем, иначе есть риск чрезмерно истончить материал. Заточенные бруски нарезают и делают фаски на концах штырей.

Особенности монтажа

Необходимо помнить, что нагели должны быть обязательно прочнее соединяемого материала. Например, для скрепления сосновых бревен подойдут штыри из лиственницы, а березовую древесину необходимо скреплять не менее тяжелым материалом: березой или дубом. Бревна и крепеж должны быть одинаковой степени сухости, иначе механизм изменения давления и изгиба будет нарушен, крепеж растрескается.

Выстроить баню или сруб под дом в одиночку проблематично. Для работы с нагелями нужно привлекать нескольких работников.

Основные требования, которые нужно соблюдать при монтаже:

1. Отверстия в центральных частях венцов просверливают строго вертикально – по оси стен. Верхнее бревно обычно прошивают насквозь, подлежащее – по ½ его толщины. В случаях применения длинных нагельных соединений просверливают сразу 3 бревна. Диаметр отверстий должен быть таким, чтобы штыри не входили свободно, но и не застревали, проникали с небольшим сопротивлением.
2. Для первого отверстия от углов постройки отступают приблизительно на 40–50 см, дальнейшие отверстия делают через каждые 1,5–2 метра. На следующем уровне они должны располагаться в шахматном порядке.
3. В глубину отверстия должны превышать длину штырей на 2–3 см. Такая особенность предохранит брусья от подвисания при сезонных разбуханиях, а нагели – от деформации и разрушения.
4. При забивании крепежа желательно использовать не молоток, а деревянную киянку, аккуратно вгоняя ею штыри.

Наибольшая трудность при сборке конструкций из древесины заключается в правильном направлении или размере производимых отверстий. У неопытных строителей они нередко получаются искривленными или не соответствующими диаметру нагелей. Выполнить правильные соединения в таких случаях бывает проблематично.

– представляют собой штыри, используемые во время строительства деревянного дома для того, чтобы предотвратить смещение строительных элементов друг относительно друга. Конструкция из бруса, какой бы хорошо высушенной она не была, всегда подвержена деформации.

Нагели бывают круглой и прямоугольной формы, они могут быть сделаны как из металла, так и из дерева. Главным требованием к нагелю является гладкость его поверхности. На нагеляхиз дерева не происходит образования конденсата, если имеется разница температур, как на металлических нагелях, кроме того, они не ржавеют. Нагель установленный в стену из бревна, препятствует вращению бревен время усадки дома.

Виды деревянных нагелей.

По сортам древесины используются твердые породы, по сечению могут быть круглыми и квадратными.

Под квадратные нагели сложно проделывать отверстия в бревнах, именно этим объясняется их редкое использование.

Круглые нагели вытачиваются на токарных станках по дереву, для этого используется только сухая древесина высшего или первого сорта, без видимых дефектов и грибковых повреждений. С минимальным количеством сучков, с нормальным строением древесины. Диаметр нагеля подбирается с учетом параметров бревен, но в любом случае он должен быть более 2,5 см.

Металлические нагели одни рекомендуют применять их наряду с деревянными крепежами, другие советуют отказаться то последних. Металлический нагель бывает как цельным, так и пустым внутри, очень часто штыри используются прямо из отходов строительства – кусков арматуры и труб.

Устройство стены с нагелями.

Деревянные нагели не могут удерживать верхние слои древесины от кручения.

В процессе естественной усадки штыри начинают выходить из отверстия и шататься.

Нагель из дерева препятствует нормальной установке утеплителя.

В случае использования деревянных крепежей исчезает возможность применения

пружинных стяжек, которые очень хорошо себя зарекомендовали при сборке

конструкций из бруса.

Следует тщательно изучить технику установки железных конструкций, чтобы не повредить материал. Нужно иметь в виду, что слишком тонкие штыри будут болтаться в отверстиях, а слишком толстые приведут к трещинам и разломам. Нагели для бруса крайне важный компонент строительства, к этому этапу надо подходитьвзвешенно.

Технология сборки стен на нагели из дерева.

Нагели в строительстве домов из бруса. Нагели должны быть такой длины, чтобы можно было захватить 2 венца. Вначале с помощью нагелей скрепляются первые 2 венца, затем на них укладывается следующий ряд брусьев и сверлится отверстие на глубину 2-х венцов для захвата верхнего бруса. Нужно помнить, что отверстия для штырей должны быть просверлены только вертикально, в противном случае деревянный стержень будет создавать препятствия для скольжения бруса при усадке.

Отступ от угла 1-го нагеля равен примерно 50 см, остальные штыри располагаются на расстоянии 1,5-2 метра. В брусья нагели забиваются с небольшим усилием молотком или деревянной киянкой, при этом нужно оставлять примерно один сантиметр пространства между дном отверстия и концом штыря.

Но все таки возникает вопрос: гвозди или нагеля, что лучше?

Положительные качества нагеля заметили, когда строили старинные лодки. Морская вода приводила к коррозии металлические соединения, а нагеля из дерева намокали и расширялись. Протечки не образовывались, соединения становились герметичными. Заметив это, нагель стали применять при строительстве деревянных домов.

Собирать стены из бруса по стоимости дешевле и быстрее из гвоздей. Но они ржавеют, легко сгибаются и не так надежно держат вертикальные брусья, как деревянные нагели.

Соблюдая технологию строительства деревянных домов с использованием нагелей, можно полностью избежать таких проблем, как возникновение щелей между венцами и кручение древесины. Деревянный дом, в строительстве которого были использованы нагели из древесины, будет радовать своих владельцев не одно десятилетие ровными и гладкими стенами.

В зависимости от назначения нагеля, нагрузка на строительную конструкцию может быть разной. Эти элементы призваны противостоять давлению и обеспечивают связь, которая исключает изгиб. Крепеж предлагается к продаже в нескольких разновидностях. Классифицировать его можно по материалу в основе, форме и назначению.

Что такое нагель

Если вас заинтересовал нагель, что это такое, вы должны узнать. В переводе с немецкого это слово означает «гвоздь», но он не является типичным. Изделие представляет собой штырь, который может обладать круглым или квадратным сечением. У крепежа нет ни шляпки, ни острия. Он гладкий, а резьба в некоторых соединениях и вовсе нежелательна. Длина может составить 150 мм максимум. Но размеры не регламентируются на практике.

Если вы хотите приобрести нагели, что это такое, вы должны знать. В эту информацию входит и материал в основе изделий. Обычно это металл или древесина. Последний вариант встречается чаще, ведь используется для возведения деревянных построек. В качестве основной задачи, которую строители пытаются достичь при установке деревянных нагелей, выступает противостояние сдвигу.

Доски, бревна и брусья изменяют размеры при воздействиях внешних факторов по типу влажности и температуры. Происходит это непропорционально, что зависит от направления волокон. Детали в процессе эксплуатации сдвигаются в разные стороны. Если же использовать штырь, удерживающий их, то будет происходить поворот, объясняемый сминанием материала.

После осуществляется изгибание. Площадь соприкосновения крепежа с древесиной увеличивается, растет и сопротивление сдвига. Соединяемые элементы и нагель не подвергаются разрушающим деформациям.

В строительстве довольно часто используются нагели, что это такое, вы должны знать, если планируете возведение деревянного дома. Вам должно быть известно, что при изменении объема деревянных деталей произойдет обратный сдвиг. При этом давление на крепеж снизится, а штырь вернется в первичное положение.

Нагель подбирается с учетом предполагаемой нагрузки. В противном случае давление может быть критичным и штырь разрушится.

Подобное соединение более практично при сдвиге деталей, который происходит постоянно. Решая вопрос о том, что это такое - нагель, вы должны знать, что данный крепеж предлагается к продаже еще и в виде изделий из пластика. Но они распространены сегодня не столь широко.

Основные разновидности нагелей по материалу: деревянный крепеж

Деревянный нагель обладает множеством плюсов. Во-первых, такой штырь изменяется в объеме и размерах, а происходит это соразмерно деревянному брусу, ведь характеристики у материала и крепежа схожи.

Во-вторых, древесина является более гибким материалом по сравнению с металлом. Поэтому подобное изделие способно лучше противостоять нагрузке на изгиб.

В-третьих, при воздействии на штырь влаги происходит его расширение, что способствует повышению герметичности всей конструкции. Подобный эффект на протяжении многих веков использовался при строительстве лодок.

Но стоит учесть, что деревянный нагель не отличается длительным сроком эксплуатации в отличие от металлического штыря. Он не будет способен претерпевать высоких нагрузок на давление, что объясняет особенности монтажа.

Металлический штырь

Металлический крепеж представляет собой прут, который применяется намного реже. Этот факт остается правдивым, несмотря на долговечность и более высокую прочность таких изделий. Среди основных недостатков следует выделить высокую прочность крепления, которая исключает сдвиг древесины.

Но металлические нагели имеют множество плюсов, а именно:

• неизменность размеров;
• способность противостоять короблению верхнего слоя материала;
• облегченная установка.

Что касается первого фактора, то этого нельзя сказать о деревянных нагелях, которые при высыхании будут выходить из отверстий. Если для вас важным моментом является простота монтажа, то вы выберете металлический крепеж, так как при его установке возможно использование пружинных стяжек, что упрощает строительство. Но металл имеет высокую теплопроводность, что непременно становится причиной возникновения мостиков холода.

Древесину такой крепеж удерживает чрезвычайно жестко, тогда как разница в теплопроводности становится причиной появления конденсата в тех местах, где был осуществлен крепеж. Обычно металлические штыри обладают рифлеными поверхностями, что влечет повреждение материала. Для того чтобы добиться положительных результатов, довольно часто строители комбинируют описываемые выше крепежи.

Применение

Применение нагеля для бруса весьма ограничено. С его помощью выстраиваются деревянные здания. Именно поэтому особенности монтажа связаны с укладкой бруса или бревна. Отверстия для крепления просверливают сверху бревна насквозь, а снизу - лишь наполовину. Гнездо выполняется вертикально.

Брус должен скользить по стержню в процессе усадки. Отверстия должны быть расположены по центру. Нагель для бруса обычно устанавливается с отступом от угла в 50 см. Остальные отверстия проделываются в шахматном порядке. Минимальное расстояние между ними должно составить 150 см.

Особенности монтажа

В глубину отверстия должны быть больше длины самого нагеля на 2 см. Это требование обусловлено тем, что при усадке бревно не должно повиснуть на крепежах. Соединение нагелями сопровождается плотным вхождением стержня в гнездо. Однако особых усилий при этом прилагать вы не должны. Но киянка все же должна использоваться. Важно учесть, что крепеж не должен болтаться в отверстии.

В заключение

Нагель и шкант - это одно и то же название крепежа, который используется в строительстве. Его стоимость зависит не только от длины изделия, но и сорта древесины. Если крепеж относится к первому сорту, а его длина достигает 30 см, то за одну единицу товара придется заплатить от 4 руб. и выше. При увеличении длины до 60 см минимальная цена становится равна 8 руб.

Цена за одну штуку возрастет до 11 руб. минимум, если длина шканта 1-го сорта составит 120 см. Ценится более высоко крепеж из лиственницы. Это обусловлено устойчивостью материала к воздействию влаги. Один нагель может потянуть на 30 руб., если относится к первому сорту, а его длина составляет 25 мм.

Нагель — что это и где он применяется? На самом деле это слово обозначает штырь (крепеж), который предотвращает скольжение и смещение элементов стен деревянного дома. Конструкция из бруса, какой бы хорошо высушенной она ни была, всегда подвержена деформации и просадке. Нагели бывают круглой и прямоугольной формы, они могут быть сделаны как из металла, так и из дерева.

Нагель, установленный в стену из бруса, препятствует вращению бревен во время усадки дома.

Единственное условие, которое является обязательным при установке крепежа, он должен быть гладким, не иметь рифленой поверхности, выбоин и вставок. Его длина должна быть подходящей.

Выбор и установка

Поскольку главное предназначение нагеля — это удержание бруса в правильном положении и препятствование его выгибанию, то и при выборе материала нужно учитывать характер постройки. Лучше всего с такой задачей справляется дерево, так как брусья, на которые крепится штырь, также состоят из дерева.

Кроме того, крепежи из древесного материала не так подвержены изменениям формы в результате резких перепадов температуры. Они не ржавеют и не образуют конденсат от смены влажности. Деревянные крепежи не препятствуют запланированной просадке стен, так как выполнены из того же материала.

У деревянных штырей и деталей, которые они скрепляют, обычно одинаковая влажность, что благоприятствует равномерному распределению давления и естественному процессу впаивания крепежа в материал стен.

В том случае если брусья сделаны с применением мягких сортов древесины, к примеру, сосны, настоятельно рекомендуется взять штыри более твердых пород. Именно поэтому большой популярностью сейчас пользуются березовые крепежи. Они тверже большинства других пород дерева и поэтому применяются почти повсеместно.

Можно сделать вывод, что выбор штыря в случае, если строится деревянный дом, должен быть березовым. Это сможет гарантировать стабильное поведение крепежей при резких колебаниях погодных условий.

Металлические нагели

Но и у металлических штырей есть свои преимущества.

Почти все современные строительные фирмы утверждают, что построить надежный деревянный дом без использования металлических крепежных элементов невозможно.

Они приводят следующие причины:

• деревянные нагели не могут удержать верхние слои древесины от кручения;
• в процессе естественной усадки штыри начинают выходить из отверстий и шататься;
• нагель из дерева препятствует нормальной установке утеплителя;
• в случае использования деревянных крепежей исчезает возможность применения пружинных стяжек, которые очень хорошо себя зарекомендовали при сборке конструкций из бруса.

Металлический нагель бывает как цельным, так и пустым внутри, очень часто штыри изготавливаются прямо на месте из отходов строительства — кусков арматуры и труб.

Следует тщательно изучить технику установки железных конструкций, чтобы не повредить материал. Нужно иметь в виду, что слишком тонкие штыри будут болтаться в отверстиях, а слишком толстые приведут к трещинам и разломам. Нагель для бруса — крайне важный компонент строительства, к этому этапу надо подходить взвешенно.

Установка нагелей при строительстве

Чаще всего при строительстве домов из бруса первый слой крепят к следующему именно с помощью нагелей. Затем просверливаются отверстия в третьем слое, для того чтобы соединить и его с двумя предыдущими. Между нагелями не должно быть дополнительных препятствий.

При использовании штырей необходимо строго следовать таким рекомендациям:

• сверлить отверстия для конструкций нужно только вертикально, чтобы затем крепежи не становились препятствием для естественного скольжения брусьев;
• расстояние от угла должно составлять не менее 40 см;
• отверстие для штыря необходимо располагать строго по центру деревянного бруса;
• нельзя прилагать больших усилий при забивании нагеля во избежание его деформации;
• длина штыря должна быть на 2-3 см короче, чем глубина просверленного заранее вертикального отверстия (это нужно для того, чтобы при запланированной естественной просадке между брусьями не образовывались щели);
• установка деревянных штырей поможет избежать кручения древесины и зазоров между слоями брусьев.

Кроме того, нагели, или, как их еще называют, шканты, способствуют устранению причин, которые в будущем могут привести к появлению трещин в древесине. Принцип строительства дома из деревянных брусьев с помощью шкантов очень напоминает сборку детского конструктора.

Деревянные шканты можно изготовить и в домашних условиях. Для этого нужно взять материал без сучков и трещин, поместить его в деревообрабатывающий станок и с помощью резца придать необходимую форму. Все просто, главное — не бояться творить и строить!

Специалистов компании «Арт Крепеж» часто спрашивают: «Что такое нагель и зачем он нужен? Нужен ли он вообще и где купить эту деталь?»

В данной статье мы подробно расскажем, для чего нужны нагели и как они используются, рассмотрим их виды, узнаем оптимальную длину и диаметр и поймем, можно ли без них обойтись.

Нагель: что это такое?

Нагели – это детали, обязательно использующиеся при строительстве деревянных срубов и сборке домов из профилированного бруса. Их не видно ни снаружи, ни внутри, но они являются важным элементом, играющим ключевую роль в конструкции здания.

Они представляют собой деревянные шипы, соединяющие в вертикальной плоскости оцилиндрованные бревна или брус, из которого выложены стены зданий. Грубо говоря, это большой деревянный гвоздь, забитый в отверстие внутри стены и скрепляющий смежные венцы.

Иногда в строительстве используют другие виды нагелей, изготовленные из стали или пластика, но характеристики этих материалов не полностью соответствуют требованиям деревянного домостроения.

Принцип работы и функции нагелей

Стеновой материал, используемый в строительстве зданий из древесины (оцилиндрованные бревна или профилированный брус), на протяжении всего срока эксплуатации постоянно меняет свою влажность. Изменение процентного содержания влаги в дереве приводит к деформациям. Брус стремится изогнуться в сторону фасада или внутрь здания, а забитый перпендикулярно его оси деревянный штырь ему мешает.

Нагели, забитые в вертикальные отверстия в стенах, выполняют функции конструктивного элемента, предотвращающего смещение смежных венцов по отношению друг к другу. Они:

Производство и монтаж

Для производства нагелей используются хорошо высушенные заготовки из твердых пород древесины: березы или дуба. Они выпускаются двух видов:

• круглые (диаметр нагеля составляет 25-30 мм);
• квадратные (изготавливаются с поперечным сечением 25×25 мм).

Перед тем как забить нагель, в брусе или бревнах необходимо просверлить отверстие соответствующего диаметра с помощью винтового сверла по дереву. Отверстия должны быть строго перпендикулярными оси бруса, иначе вставленные в них штыри будут мешать бревнам скользить вверх-вниз при усадке здания.

Шипы устанавливают в шахматном порядке каждые 1,5-2 метра по схеме «два венца через венец». Они забиваются в высверленные отверстия с небольшим усилием легкими ударами молотка-киянки.

Подведем итоги

Невзирая на очень простую конструкцию и минимальную стоимость, нагели играют важную роль в строительстве. Именно они являются залогом ровных стен и отсутствия щелей, которые портят внешний вид дома и приводят к потерям тепла. Эта небольшая деталь играет важную роль в домостроении, поэтому экономить на качестве данного элемента не следует.