Пружинный узел

Дерево, традиционно занимающее в российском домостроении лидирующую роль с давних времён, не только не утратило своей популярности в наши дни, но стало одним из самых часто применяемым для сооружения индивидуальных загородных и дачных домов материалом. Людей привлекает естественная красота и экологичность древесины, создающая в помещениях уникальный микроклимат, зимой в таких домах тепло, а летом прохладно.

Но при всех своих несомненных достоинствах деревянным строениям присуще и недостатки. Дерево, даже в срубленном и подвергнутом обработке виде, остаётся живым на всё время эксплуатации здания. Под влиянием атмосферной среды оно подвержено расширению и усыханию с изменением линейных размеров. В результате конструкция коробится, в ней неизбежно образуются трещины. Для нейтрализации таких негативных явлений хороший выход — пружинный узел “Сила”, запатентованное российское изобретение, аналогов которому в мире не существует.

Состав конструктива

Сама идея изделия не нова, российские Кулибины давно применяли для создания равномерности усадок фронтонов деревянных зданий пружины, которыми оснащена система клапанов в автомобилях. Их снимали с двигателей старых списанных машин. Такая конструкция и послужила основой для создания узла Сила, состоящего из следующих деталей:

• длинный шуруп из закалённой оцинкованной стали с потайной мульти-головкой, имеющей фрезерные рёбра. Шурупы выпускаются 4-х основных размеров: 200, 240, 260 и 280 мм диаметром 10 мм. Стандартная длина резьбовой части составляет 80 мм;
• прочная, прошедшая специальную термообработку оцинкованная пружина, высотой 58 мм из закалённого 5-ти мм стального прутка с рабочим ходом 20 мм. Концы пружины выполняются “поджатыми” с зашлифовкой в параллель. Для обеспечения необходимого усилия сжатия строго регламентируется количество витков;
• две мощные, покрытые цинком, фигурные шайбы из высококачественной стали толщиной 2 мм. Внешний диаметр шайб 32, внутренний — 10,3мм.

Особенности и преимущества использования

В совсем не так далёкие времена возведение деревянных домов осуществлялось с соблюдением традиционных, веками выверенных, строительных технологий. Большое внимание уделялось качеству древесного сырья. Стволы деревьев тщательно отбирались, спиленные деревья, для придания стабильности стволам, несколько лет выдерживались и только после этого подвергались соответствующей обработке. В одном срубе не допускалось использование разных пород деревьев.

Также тщательно выполнялась сборка срубов со скрупулёзной перевязкой брёвен в углах и подгонкой сопряжения каждого венца. В собранном виде сруб выстаивался минимум год, после чего выполнялся его демонтаж и окончательная сборка с уплотнением межвенцевых швов, укреплением соединений деревянными нагелями, стальными шпильками, глухарями и скобами. Столь длительный процесс считался вполне естественным и не вызывал удивления ни у кого.

Конечно, даже такой традиционный процесс имел недостатки. Детали сруба находились в относительно свободном состоянии. Нагрузки от веса вышерасположенных венцов и крыши строения не могли в достаточной мере компенсировать возникающие в брёвнах напряжения при их высыхании. Комфортное проживание в таких домах становилось возможным не ранее года после окончания строительных работ, кроме того возникала необходимость в регулярной конопатке швов между брёвнами. Степень усадочных процессов в постройках из бруса меньше, но она всё же имеется. При испарении влаги из тела древесины возможно возникновение следующих разновидностей деформаций:

• линейные;
• нелинейные;
• спиральные.

В настоящее время многие строительные фирмы работают по ТУ, позволяющие пускать в обработку свежесрубленный лес и использовать в одном срубе различного вида древесные породы. К сожалению даже традиционные способы не обеспечивают необходимой надёжности. Например, используемые при сборке срубов деревянные нагеля обеспечивают вертикальность стен и перегородок только до наступления нескольких циклов влажностной усадки и усушки. Изменение размеров брусьев или бревен приводит к расширению нагельных отверстий с одновременным уменьшением размеров нагелей, в результате нагельный стержень просто болтается в сопряжении. Часто это становится причиной “подвисания” элементов с образованием щелей. Стальные шпильки, часто используемые при сборке домов из клеёного бруса и оцилиндрованных брёвен, начинают перемещаться по вертикали, что требуют периодического подтягивания гаек. Также шпильки, нагеля или скобы не смогут обеспечить надёжную фиксацию элементов в дверных и оконных проёмах.

Поэтому всё большее число современных строителей используют для крепежа при сборке деревянных сооружений элемент, получивший в профессиональной среде название пружинный болт.

Достоинства крепёжного элемента:

• создание постоянных нагрузок на деревянные детали, гарантирующих не возникновение мостиков холода, могущих образоваться в результате усадочных процессов;
• выполненное более тонким остриё на конце шурупа и специальная проточка резьбы на витках позволяет установку пружинных узлов без растрескивания древесины;
• надёжность крепления деталей, с обеспечением на длительный срок;
• осуществление принудительной усадки венцов без деформации древесины, что исключает образование трещин в элементах и возникновению зазоров между ними;
• подшлифованное основание пружины придаёт узлу крепежа правильную форму с распределением усилий вдоль его оси;
• между брусьями не происходит скопление влаги, что обеспечивает длительное сохранение древесины и уплотнителя;
• способность применения для различных видов деревянных деталей. Крепёжный блок хорошо подходит при сборке брёвен, брусьев, клееных деталей различных сечений и в местах перерубов. Так пружинный узел Сила для бруса 150 × 150 мм выполняется при длине шурупа 200 мм, шурупы длиной 240 мм оптимальны для стяжки оцилиндрованных или ручной рубки брёвен диаметром 22 см, а самые длинные болты надёжно стянут детали сечением ≥28 см;
• лёгкость установки и простота конструктива;
• крепёж является не простым механическим соединением, а поистине “умным” устройством, полностью соответствующим таким естественным свойствам древесины, как упругость и прочность. Строение превращается из простой совокупности собранных деталей в живой организм, реагирующий на все внешние негативные воздействия с успешным их отражением;
• сила стягивания деталей в полтора раза больше чем при использовании “глухаря”;
• усадки венцов деревянных строений происходят в короткие сроки без всякого смещения элементов, перекосов и выгнутостей, даже при строительстве на неустойчивых грунтах. Это позволяет приступать к выполнению отделочных работ уже через два-три месяца после завершения основных строительных работ.
• сокращение затрат на содержание деревянных домов.

Важно: качественная работа крепёжного узла будет обеспечена только при использовании оригинальных устройств. На головках шурупов должен быть чётко нанесён товарный знак “Сила”.

Технология устройства крепёжного соединения и принцип его действия

Две выполнения работ необходимы следующие простые инструменты и приспособления:

• две низкооборотные дрели мощностью ≥ 1 Квт;
• специальная насадка дрели для закручивания шурупов;
• свёрла, способные выполнять за один проход отверстия 2-х разных диаметров. Верхняя часть таких свёрл должна выполнять отверстия под шляпку, а тонкая нижняя непосредственно под шуруп.

Порядок выполнения работ:

1. Разметка расположения креплений. Узлы располагаются в шахматном порядке с шагом 1…1,5 м. Для предотвращения возможности растрескивания древесины отверстия сверлятся на расстоянии ≥ 20 см от торцов.
2. Высверливание отверстия в верхнем бревне или брусе, примерно на глубину до середины его сечения. Работа обязательно выполняется на земле с фиксацией положения элемента в струбцинах.
3. Настилка на нижний венец уплотнителя, рекомендуется применение джутовых лент.
4. Установка бруса в проектное положение. В отверстие вставляется пружинный узел, его головка при этом должна выступать над плоскостью бруса, а не оказываться в глубине просверленного отверстия.
5. Второй дрелью, оснащённой насадкой под головки шурупов, выполняется закручивание до упора, что вызывает полное сжатие их пружины. Создаваемое усилие величиной около 130 кг плотно прижмёт стыкуемые венцы друг к другу. Достижение необходимой плотности выявляется возрастанием усилия закручивания при соприкосновении витков пружины между собой. Конструкция нижней части шурупов позволяет выполнять прокол уплотнителя без накручивания его волокон на болтовой стержень.

Оптимальная сборка венцов — совместное применение узлов “Сила”и деревянных нагелей, закрепление которых происходит на прямолинейных участках без наличия дверей, окон и перерубов. Плотно прижатые нагеля не будут расшатываться и исправно работать. Обязательное условие — их изготовление из твёрдой древесины, желательно из лиственницы или дуба, но также подойдёт и качественная берёза. Применение нагелей из металла нежелательно из-за возможности образования на них ржавчины, приводящей к порче древесины в местах соединения. Деревянными нагелями можно крепить только нижние венцы, на которые воздействует значительный вес от верхних элементов и крыши, а для верхних необходимо использовать крепёжные узлы “Сила”. Узлами венцы плотно стягиваются между собой, а нагеля обеспечивают вертикальность стен. При таком методе получается надёжное и прочное соединение конструктивов стен и экономия по стоимости крепежа.

В первую очередь пружинные узлы используются для скрепления элементов с естественной влажностью и для устранения монтажных зазоров при монтаже изделий камерной сушки. Принцип действия узлов “Сила” чрезвычайно прост. При затягивании узлов резьба болтов погружается в нижнее звено с плотной фиксацией в нём, а в верхнем располагается полностью сжатая пружина, витки которой стремятся разжаться, что приводит к постоянной плотной стяжки звеньев без наличия малейших зазоров. При возникновении усадок здания пружина разжимается и плотно подтягивает соединение звеньев.

Такие простые элементы обеспечивает получение герметичной и тёплой конструкции стен.

• Стеновой комплект