Виды сплачивания досок: а) впритык, когда сплачиваемые части отесываются и прифуговываются по наугольнику; б) в шпунт — ширина и высота соответственного гребня делаются в ⅓ толщины доски; в) в ножовку — кромки досок стесываются под острым углом к широкой грани; г) гребнем — высота гребня ⅓ — ½ толщины доски; д) в четверть — уступ равен ½ толщины доски; если на сплачивание идут получистые доски, то выгоднее обе выступающие части делать у широкой стороны доски, а четверти выбирать у узкой стороны; е) в шпунт с рейками — в обеих досках выбираются пазы, в которые загоняется рейка шириной вдвое больше, чем глубина паза.
Рис. Сплачивание досок: а) впритык; б) в шпунт; в) в ножовку; г) гребнем; д) в четверть; е) в шпунт с рейками; ж) обшивка вагонкой; з) обшивка рустиком.
Если заготавливаются (ручным или машинным способом) чисто оструганные доски с соответствующим рисунком, то получаются обшивки: 1) вагонкой, причем широкие доски продорожены посередине, чем разбивается несколько скучное поле доски; 2) в рустик — этот фасон обшивки (узкими досками, 12-15 см) имеет то преимущество, что при усушке досок между ними не образуются щели, которые хотя при обшивке вагонкой не сквозные, но дают неприятные черные тени на фасаде.
Рис. Сплачивание шпонками
Для скрепления между собой сплачиваемых досок, пластин или брусьев употребляются шпонки со скошенными краями, для которых выбираются соответствующие пазы; иногда этим шпонкам дается профиль, скрывающий щель между шпонкой и досками.
При сплачивании досок надо принять во внимание направление годовых слоев, имея в виду, что доски при усыхании будут коробиться в ту сторону, куда обращены выпуклости годовых слоев. Поэтому при сплачивании досок в щиты с заклейкой надо выпуклость годовых слоев обращать поочередно то в одну, то в другую сторону во избежание появления трещин.
Посредством сплачивания брусьев устраиваются составные брусья, применяемые как балки, если по размеру имеющегося леса не представляется возможным изготовить достаточно прочную балку из одного бруса.
Смысл употребления составных брусьев заключается в том, что момент сопротивления бруса при изгибе определяется формулой ае²/6, где а — ширина, а е — высота бруса.
Если мы положим два одинаковых бруса рядом, т. е. увеличив величину вдвое, то и момент сопротивления бруса увеличится вдвое (будет 2ае²/6), но если мы положим брусья друг на друга, т. е. увеличивая вдвое высоту в, то момент сопротивления увеличится в 4 раза:
Однако если бы мы просто положили брусья друг на друга, то при изгибе каждый из них работал бы самостоятельно, скользя друг по другу соприкасающимися плоскостями, и мы не вправе рассматривать такой брус, как одно целое. А чтобы приобрести это право, мы должны брусья скрепить так, чтобы возможность такого скольжения была устранена. Это делается одним из нижеописанных способов.
Рис. Составной брус со шпонками
Составной брус со шпонками устраивается следующим образом. В каждом из сплачиваемых брусьев делаются прямоугольные выемки, которые после складывания брусьев образуют прямоугольные отверстия. В такое отверстие загоняется шпонка — обрезок бруса из твердого дерева (дуб, бук, граб). Сообразно толщине брусьев глубина врезки шпанки в каждый из них делается от 2,5 до, 3,5 см, а сама ширина шпонки делается не менее чем в 4 раза шире глубины ее врезки. Чтобы шпонки имели достаточное сопротивление на срез, поперек волокна, и сами по себе были достаточно массивны, обычно им дают ширину около 15-18 см. Промежуток между шпонками делается раза в 4 больше ширины шпонки, так как на этом промежутке брусья составной балки работают на скалывание вдоль волокон, а сопротивление сосны скалыванию вдоль волокон раза в 4 меньше, чем сопротивление дуба скалыванию поперек волокон.
Так как при передаче усилий одним брусом другому получается пара сил, стремящаяся повернуть шпонку, то на промежутках между шпонками брусья во избежание их расхождения стягиваются болтами. Точные размеры отдельных частей таких соединений определяются в каждом ответственном случае расчетом.
Составной брус с прокладками
Составной брус с прокладками. Если имеется потребность еще более увеличить высоту составного бруса, то он делается с прокладками. Разница по сравнению с предыдущим соединением получается та, что прокладка делается из того же леса, что и брусья, и располагается волокнами не поперек бруса, как шпонка, а вдоль него, врезаясь в каждый из сплачиваемых брусьев. По сторонам прокладки обязательна постановка болтов, так как усилие, стремящееся своротить прокладку, здесь будет еще больше, чем при шпоночном соединении.
Рис. Составной брус с прямым зубом
Составной брус о зубе, т. е. с прямыми или косыми зубьями в сплачиваемых брусьях, получается таким образом. При прямом зубе глубина врубки делается от 0,2 до 0,1 от общей высоты составного бруса, а длина в 1,5 -2 раза больше высоты, опять-таки учитывая разницу в сопротивлении дерева смятию вдоль волокон и скалыванию. Болты ставятся через зуб, но притом так, чтобы крайние к концам уступы обязательно имели болты.
Рис. Составной брус с косым зубом: а) косой зуб со шпонками
При косом зубе разница заключается в том, что скаты уступов делаются от середины пролета симметричными по направлению к концам, для того чтобы при стремлении к прогибу верхний брус действительно упирался в уступы нижнего, а не скользил по ним. Болты располагаются обязательно в прилегающих к середине пролета и в концевых промежутках, а на остальной длине бруса — через промежуток.
Невыгода составных брусьев о зубе по сравнению со шпоночным соединением заключается в том, что при сплачивании мы теряем в высоте бруса и, кроме того, здесь нужна большая тщательность в расчерчивании, чтобы все зубья работали достаточно хорошо. Для достижения этого, т. е. для уплотнения соприкасания во всех зубьях, иногда
включают в эту конструкцию шпонки, но, по существу, это невыгодно, так как сопротивление шпонки, даже из твердого дерева, смятию поперек волокон меньше, чем смятию вдоль волокон, какое мы имеем по плоскости зуба.
Рис. Сплачивание брусьев в шпунт: а) с прямоугольным шпунтом; б) с треугольным шпунтом; в) расчерчивание
Если не преследуется цель получения мощных балок, то сплачивание брусьев делается врубками, подобными некоторым из описанных при сплачивании досок, например впритык, что не требует пояснений; в шпунт. Это соединение применяется при устройстве ограждающих стенок (шпунтовые сваи), плотных днищ в гидротехнических сооружениях и т. п. Шпунт и соответствующий ему гребень бывает прямоугольный и треугольный. Детали их расчерчивания видны из чертежа.
При рубке срубов жилых и холодных построек из круглых бревен соединение последних делается посредством выборки полукруглого паза с добавлением через 2 м для устойчивости шипов, отчего и рубка называется в паз на вставные шипы. Детали рубки и расчерчивание видены из чертежа. Иногда пазу дают не закругленную форму, а вид двугранного угла, сообразно чему подсетывают и верх нижележащего бревна. Это упрощает выделку паза и плотную его проконопатку.
Рис. Рубка из бревен на вставные шипы: 1) паз закругленный; 2) паз углом
Вязка. Сопряжение частей под углом может быть при расположении обеих соединяющих частей или в вертикальной плоскости (например, стойка и лежень), или в горизонтальной (например, бревна венца). Бывают врубки, применимые и в том, и в другом случае. Кроме того, при вязке приходится различать случаи: а) когда бревна или брусья соединяются концами; б) когда один упирается в середину другого или же в) происходит перекрещивание частей.
При встрече бревен или брусьев своими концами, как, например, при вязке верхних концов стропильных ног, или углов срубов, или углов оконных и дверных колод, применяются следующие способы соединения:
1) вязка в полдерева — простейшее соединение, применяемое иногда при вязке обвязок, укладываемых на непрерывный фундамент. Для противодействия сдвиганию одного из брусьев применяется так называемый потайной шип, выделываемый на одном из брусьев, а на другом для него оставляется гнездо;
2) вязка в полулапу — более надежна против раздвигания брусьев, если они прижаты сверху, например угловой стойкой.
Рис. Соединение в полдерева с потайным шипом
Рис. Соединение в полулапу
Рис. Разборный полусаженок
Для расчерчивания в полулапу делят высоту бруса на 8 частей и откладывают по одной диагонали по 4/8 толщины, а по другой в одном углу ⅜, а в другом ⅝ толщины бруса.
Прорезной шип одиночный и двойной представляет собой более обеспеченную против разъединения в стороны врубку. Против разъединения в продольном направлении это соединение усиливается болтом, или скобою (при вязке стропил), или деревянными нагелями (при вязке оконных и дверных колод).
Рис. Прорезной шип одиночный (проушины)
Рис. Двойной прорезной шип
Рис. Прорезная лапа
Прорезная лапа отличается от прорезного шипа тем, что боковые плоскости выступающей части наклонны. Благодаря этому шип нельзя выдернуть в сторону, а от продольного движения его удерживают болтом или нагелем. Таким образом целесообразно насадить, например, перекладину колоды на косяки: лапа не позволит косякам разойтись, а перекладина вверх не может сдвинуться.