Во втором типе для крепления используют ступенчатую прямую накладку (рис. 63, б). Делают такую накладку следующим образом: выбирают древесину с одной части на 1/2 всей ширины, а с другой – на 1/3. Затем на первой части выбирают древесину на половине накладки еще наполовину, тем самым толщина незатронутой части бруска составляет 1/4 от ширины целого бруска.

На второй части конструкции, где первоначально древесина выбрана лишь ни 1/3, делают еще небольшое углубление так, чтобы незатронутая древесина составляла 1/2 всей толщины бруска. Такая ступенчатая накладка считается наиболее прочной. Для дополнительного крепления лучше использовать клей. Шурупы и гвозди могут только нарушить целостность ступеней.

Крестовидные соединения

Для устройства крыш и ферм чаще всего используют такой тип крепления, как крестовидное, которое чем-то напоминает Т-образное. Но здесь в одинаковой степени ведущими можно считать оба бруска (рис. 64).

Рис. 64. Крестовидные соединения: а – с прямой накладкой вполдерева; б – с посадкой в одно гнездо.

Разновидности такого соединения различают только по глубине крепежной накладки: от 1/6 толщины бруска до 2/3.

Дополнительные крепления столярных и плотничных соединений

В процессе эксплуатации деревянных конструкций, особенно если они постоянно подвергаются атмосферным влияниям, не исключены деформации их деталей и элементов, в результате чего узлы соединений становятся непрочными. Поэтому еще в процессе сборки конструкций их соединения рекомендуют усиливать металлическими или деревянными нагелями, шипами (или шкантами), клиньями и шпонками. Деревянные крепления делают из твердых пород древесины, которые высушивают длительное время.

Нагели представляют собой гвозди из древесины твердолиственных пород. Чаще всего нагели используют при укреплении соединений в оконных рамах и рамах парников, при креплении деталей для рамы под зеркало. Перед тем как забить нагель в древесину, в массиве сверлят отверстие подходящего размера, сделав его немного глубже, чем длина деревянного гвоздя.

Затем, чтобы не растрескалась древесина после забивки гвоздя, ошкуривают и закругляют нагель со всех сторон. После этого устанавливают гвоздь на просвет отверстия, ставят на него дощечку и забивают гвоздь молотком. Дощечка нужна для того, чтобы во время забивания нагель не растрескался и не раскололся.

На рис. 65 показаны варианты соединения элементов деревянных конструкций с помощью нагелей (цилиндрических деревянных или металлических стержней), шурупов, гвоздей, болтов, которые могут быть расположены в различном порядке.

Рис. 65. Схемы расстановки нагелей, гвоздей, шурупов, болтов.

Шканты (шипы) чаще всего применяют для закрепления на коньке крыши стропил. В отличие от нагелей, которые преимущественно бывают круглыми, шканты могут быть круглыми, цилиндрическими, квадратными и прямоугольными. Для большего удобства в процессе проникновения шканта в отверстие его конец всегда делают заостренным. Кроме того, чтобы шкант потом не вылетал, его забивают с некоторым напряжением. Для этого диаметр отверстия под него всегда делают меньшего размера, чем сам шкант. Чаще всего шкантовое крепление дополнительно усиливают клеем (рис. 66).

Рис. 66. Усиление соединения деревянных деталей шипами (шкантами): а – установка цилиндрического шипа на клею; б – напряженное угловое соединение на двух цилиндрических шипах; в – напряженное угловое соединение на трех прямых шипах.

Нагели и шканты используют чаще всего для соединения венцов сруба между собой, а также в неразборных соединениях стенок корпусной мебели.

Клинья используют в столярном и плотничном деле шире, чем вышеперечисленные крепления. Это незаменимая часть конструкций крепления ручного инструмента, конструкций натяжения, конструкций для укрепления и выравнивания стен, полов и крыш. По форме клинья разделяют на те, у которых обтесана только одна сторона, и на те, у которых обтесаны обе стороны. Чаще всего для изготовления клиньев используют древесину хвойных пород.

Шпонки могут быть как деревянными, так и металлическими. Но все они представляют собой различные вставки в гнезда между двух балок и предназначены для увеличения их прочности. Такое крепление дополнительно снабжают стальными болтами, которые могут проходить как через шпонку, так и не затрагивать ее, сжимая только балки.

Деревянные шпонки в зависимости от того, какая часть древесного ствола была использована при изготовлении шпонки, выделяют продольные, поперечные, продольные косые и с натяжкой. Поперечными они называются из-за того, что направление волокон шпонки перпендикулярно к направлению волокон обеих балок. Сопротивление поперек волокон намного меньше, чем вдоль них, поэтому поперечные шпонки не пользуются большой популярностью.

Продольные шпонки обеспечивают более прочное крепление. Направление волокон шпонки здесь полностью совпадает с направлением волокон балок.