Методы крепления деревянных конструкций

Технология МЗП (металлические зубчатые пластины) и другие крепёжные элементы для деревянных ферм, каркасов, стропильных и кровельных конструкций

 

Вы когда-нибудь пробовали изготавливать пусть даже небольшую деревянную строительную ферму для крыши? Как она должна выглядеть, каждый из нас себе очень хорошо представляет (особенно те, кто пытался построить собственный дом), но Вы попробуйте её собрать...

Работа эта крайне долгая и трудоемкая - в одной балке надо пазы сделать, в другой шипы, третью запилить так, четвертую этак, а затем собрать единую конструкцию, посадив её элементы на клей или забив гвоздями. Ну, одну ферму собрать - это еще туда-сюда, а попробуйте изготовить вторую точно такую же. А штук 10-12 одинаковых? Выдержать геометрические размеры при таком способе соединения дело довольно трудное. Фермы получаются, мягко говоря, разными, что в свою очередь создает трудности при сборке в общую конструкцию. В общем, такая работа должна выполнятся специалистами, а их в наше время удается найти далеко не всегда.

Какие же существуют решения у этой проблемы? Мы нашли два. Первым из них является создание конструкций с помощью металлических зубчатых пластин - МЗП. Их применение позволяет снизить стоимость конструкции, увеличить производительность труда, не снижая качества продукции. Изготавливают их методом штамповки из оцинкованной стали толщиной 1,2 мм или 2,0 мм. Далее пластины нарезаются в соответствии с необходимыми размерами (длина от 50 мм до 400 мм с шагом 25 мм, ширина от 100 мм до 250 мм с тем же шагом) и упаковываются.

Как же с помощью зубчатых пластин создается конструкция? Все достаточно просто. С помощью обычной циркулярной пилы доскам придается нужная геометрия, после чего из них выкладывают конструкцию будущей фермы на специальных столах и в местах соединения элементов запрессовывают МЗП. Причем пластины ставятся по обе стороны соединяемых элементов.

Проектирование и расчет конструкций с соединениями на МЗП осуществляется, как правило, на персональном компьютере по специальной программе. Полученная распечатка (чертеж и спецификация элементов) передается в цех, где изготавливаются либо фермы целиком, либо линейные фрагменты ферм, которые собираются (дособираются) в готовое изделие на стройплощадке.

У этой технологии, как, впрочем, и у любой другой, есть свои плюсы и минусы. Начнем с плюсов:

• отсутствуют трудоемкие операций по созданию пазов и шипов;

• если выставить монтажные столы точно по геометрии первой создаваемой конструкции, то геометрия всех последующих идентичных конструкции будет соблюдаться автоматически;

• чем больше конструкций одной конфигурации изготавливается, тем больше рабочего времени экономится;

• все работы производятся в помещении, следовательно, не зависят от погодных условий;

• готовые конструкции перевозятся на место их установки, что увеличивает скоростью сборки дома. Например, срок строительства усадебного дома можно уменьшить в 1,5 раза за счет параллельного возведения стен и изготовления стропильных ферм "на земле" сразу в проектных размерах;

• конструкции с соединениями на МЗП гораздо экономичнее традиционных и позволяют экономить как древесину, так и сталь;

• позволяют создавать конструкции любой сложности;

• соединения на МЗП превосходят по прочности аналогичные соединения на клею или гвоздях;

• позволяют осуществлять крепеж брусков в стык даже с зазором до 4-х мм без потери прочности конструкции.

Вместе с тем, для изготовления конструкций с помощью МЗП необходимо иметь почти идеально ровную площадку с размерами, соответствующими изготавливаемым элементам и специальный пресс в форме скобы с соответствующей гидростанцией (прочность соединений гарантируется только при использовании специального оборудования для запрессовки).

Наибольшее распространение в зарубежной практике строительства получили МЗП системы Ганг- Нейл, а в СССР применялись соединения типа МЗП-1,2 и МЗП-2, которые были разработаны ЦНИИСК им. Кучеренко. Главным недостатком всех МЗП системы Ганг-Нейл является то, что работает соединительная пластина в разных направлениях по-разному, и при нагрузке, действующей по главной оси, прочность шипов на изгиб получается минимальной. Этого недостатка лишена система МЗП типа Арпад (патент 1998 г., Венгрия). Главное ее отличие в том, что оси пар шипов, выштампованные в пластине, образуют с направлением основной нагрузки определенный угол, а ряды шипов расположены под углом друг к другу. При таком расположении зубьев при нагружении узла возникает явление заклинивания шипов в древесине, чем значительно увеличивается прочность соединения.

Несмотря на перечисленное нами огромное количество плюсов новой технологии МЗП мало применяются в индивидуальном строительстве. Несмотря на то, что сборочный стенд и оборудование для запрессовки МЗП элементарны и мобильны, в условиях строительства изготовления конструкций, как правило, не производится - их изготавливают только в условиях цеха. Да и не будет ни одна фирма вывозить свой оборудование на стройплощадку к заказчику ради того, чтобы на месте собрать 4-5 ферм. Собранные крупные конструкции транспортируются на строительную площадку специальным автомобилем - а это означает довольно значительные транспортные расходы. Установка крупных конструкций на место возможна только с применением крана, а возможность применить кран есть далеко не у каждого индивидуального застройщика. Так что это решение в основном используют крупные строительные фирмы.

А что же применять небольшим фирмам и индивидуальному застройщику? Для него как нельзя лучше подходит второй путь решения проблемы. Несмотря на то, что в Америке эта технология известна довольно давно, для нас она оказалась абсолютной новинкой. Но попала она к нам не из Америки, а из Польши. Представила её на нашем рынке через своих дилеров фирма Wkret-met, известная отечественному потребителю своими крепежными изделиями - дюбелями, саморезами и т.д.

На этот раз фирма предложила вниманию отечественного потребителя огромную коллекцию монтажных деталей для деревянных конструкций. И скрепляют все эти детали деревянные конструкции не с помощью выштампованных шипов, а с помощью саморезов.

То есть все они представляют собой стальные детали самого разного назначения и потому разной формы с выштампованными в них отверстиями. В коллекции есть универсальные элементы - пластины и уголки (в том числе усиленные) применять которые можно в соответствии с собственными техническими проблемами и творческой фантазией, а так же специальные элементы, позволяющие скрепить балки под прямым и произвольным углом, устанавливать откосы, скреплять балки межу собой или скреплять деревянные балки с бетонным основанием. Применение таких элементов значительно упрощает задачу создания сложной кровельной конструкции и работа начинает напоминать игру в детский конструктор - нарезал деревянные элементы необходимой конфигурации (тут можно даже без циркулярки обойтись), закупил необходимые крепежные элементы и собирай конструкцию с помощью саморезов. Никаких "пазов и шипов". Все просто. И даже особой квалификации для этой работы не требуется - главное отвертку уметь держать в руках.