Что лучше гвоздь или саморез: Что лучше гвоздь или шуруп? – саморезы или гвозди / каркасный дом своими руками

Что лучше гвоздь или шуруп?

Данной статьей мы ставим цель разобраться в технических особенностях двух общеизвестных крепежных элементов. Естественно у каждого из них есть определенные особенности, как положительные, так и отрицательные. Кроме того, прочитав данную статью Вам самостоятельно предлагается понять почему для крепежа ГвозDECK CLASSIC предлагается использовать гвозди или шурупы HECO Fix-plus, для крепежа ГвозDECK TWIN и ГвозDECK PRO – шурупы HECO Fix-plus, а для крепежа ПланФИКС только гвозди. Рассмотрим гвоздь.

Гвоздь известен с давних времен как универсальное средство соединения двух частей деревянных конструкций.

Так и хочется сказать: в старые добрые времена, когда гвоздь уже был солидным мужчиной, папа и мама шурупа еще ходили в садик!

Гвоздь изготавливается из термически необработанной стальной проволоки, а точнее из проволоки круглого или квадратного сечения. Термически необработанная стальная проволока – это проволока, получаемая из стали путем холодного проката и формовки. Существует ряд ГОСТов на производство гвоздей, например, на проволоку для гвоздей — ГОСТ 3282-74, а на технические требования к гвоздям – ГОСТ 283-75. Гвозди изготавливаются методом холодной штамповки на специальных автоматических станках и могут выпускаться без защитного покрытия или покрываться защитным составом. Существуют различные типы гвоздей – «простые» и «хитрые».

К простым гвоздям отнесем гладкие гвозди круглого сечения. Гвозди строительные имеют гладкую поверхность и предназначены для скрепления деревянных деталей и конструкций. Тело строительного гвоздя имеет в поперечном сечении круглую форму.

Гвозди толевые круглые предназначены для крепления мягкого листового материала (толь, рубероид). Толевые гвозди имеют широкую и плоскую шляпку.

Гвозди кровельные предназначены для крепления металлических кровельных листов к деревянным стропилам. Отличительной особенностью их является то, что они, как правило, используются вместе с плоской металлической шайбой и резиновой прокладкой в размер шайбы. Кровельные гвозди выпускаются исключительно оцинкованными.

Гвозди отделочные — гвозди круглого сечения с небольшой головкой, как правило, имеют защитное декоративное покрытие белого, коричневого, черного или желтого цвета. Торцевая поверхность головки отделочного гвоздя должна быть рифленой или гладкой.

Гвозди накатные имеют тело периодического профиля и выглядят как шуруп. Гвозди проволочные со стержнем периодического профиля применяются в неразъемных конструкциях, где необходима высокая прочность скрепления деревянных деталей.

Немного о «хитрых» гвоздях

Гвозди квадратно-винтовые и с треугольной насечкой имеют отличную от гладкой поверхность и предназначены для соединения деревянных деталей, половых досок и деревянных конструкций, где требуется высокая прочность соединяемых деталей. Винтовой гвоздь изготавливается из стальной проволоки квадратного сечения с навивкой граней.

Теперь внимание! Строительные гвозди никогда массово не производились из нержавеющей стали, только под спецзаказ для кораблестроения. Почему?

Во-первых, это дорого, т.к. нержавеющий металл в несколько раз дороже черного даже оцинкованного, а, во-вторых,….

Вспомнилась одна история. Один знакомый, несколько десятков лет назад занимался производством гвоздей и как-то по случаю купил проволоку из нержавейки. Так как он в то время строил дачный дом, то решил сделать его «вечным», т.е. использовать нержавеющие гвозди. Подумал и сделал, наштамповал гвоздей из нержавейки и выдал их бригаде строителей для работы. К концу лета стройка была завершена. Домик постоял осень, зиму, часть весны. По весне знакомый поехал на дачу. Приехал и обомлел. Гвозди во многих местах вылезли из доски от 5 до 10 миллиметров. Начал вспоминать: вроде, когда со строителями рассчитывался, все было нормально, денег заплатил, как просили. Чудо или проклятое место? Потом сообразил! Под действием ряда факторов, а именно, ветровой и снеговой нагрузки, колебаний почвы, усушки-разбухания древесины домик слегка «гулял», место контакта «гвоздь-дерево» не окислилось и вот результат. Нержавеющие гвозди вытаскивать не стал, т.к. понял, что все не вытащить, а рядом с ними пришлось забить еще простые оцинкованные.

Многие помнят, что в месте контакта «гвоздь-дерево» происходит следующее: древесина окисляется и чернеет, гвоздь окисляется и ржавеет. На древесине вокруг шляпки гвоздя образуется черный ореол. В какой-то момент при желании вытащить длинный гвоздь понимаешь, что это очень трудно и иногда даже невозможно. Правда постепенно место соединения «расшатывается» вследствие гниения древесины и уменьшения диаметра тела гвоздя из-за коррозии.

Вывод таков – если хочешь получить надежное соединение, то место контакта «гвоздь-дерево» должно окисляться, но не быстро. Или гвоздь должен быть «хитрым».

Теперь рассмотрим шуруп

Итак, согласно ГОСТ 27017-86, шуруп – это крепежное изделие в форме стержня (тела) со специальной наружной резьбой, резьбовым коническим концом и головкой на другом конце. Шурупы обычно изготавливаются из малоуглеродистых сталей (Ст1, Ст2, СтЗ, и т. д.), реже — из нержавеющей стали, латуни или бронзы. Отметим и обязательно запомним, что резьба шурупа имеет заостренный треугольный профиль, большую ширину впадины по сравнению с шириной зуба и тело шурупа. Диаметр тела шурупа составляет 0,55 – 0,7 от внешнего диаметра резьбы. Способ монтажа шурупа заключается во вворачивании в предварительно подготовленное отверстие. Подготовка отверстия сводится к прокалыванию детали острым предметом или засверливанию. Диаметр отверстия должен составлять 0,6-0,7 диаметра внешней части резьбы шурупа.

Шуруп в отличие от гвоздя используется для крепления одной детали к другой. Детали могут быть изготовлены из различных материалов – древесина, пластмасса, металл и т.д. Существуют разновидности шурупов, которые не требуют предварительного засверливания деталей. Они называются саморезами, или самонарезающимися винтами. Саморез – это усовершенствованный шуруп, который имеет существенные конструктивные особенности: форма и шаг резьбы, конец стержня и головки. Саморезы существенно упрощают и ускоряют процесс монтажа деталей, т.к. преимущественно не требуют предварительного засверливания. Рассмотрим части шурупа.

Головка шурупа

Головка шурупа — часть крепежного изделия, имеющего стержень, служащая для передачи крутящего момента и образования опорной поверхности. Использование того или иного вида головки определяется требуемыми условиями и особенностями монтажа, материалами соединяемых деталей и возникающими при вкручивании нагрузками, эстетическими требованиями и т. д.

Шлицы головки

Шлицы головки служат для передачи крутящего момента от инструмента (отвертки, биты) собственно к телу шурупа. На сегодняшний день они отличаются многообразием. Самый традиционный тип шлица — прямой, но в последнее время он применяется все реже. Коренной перелом в развитии конструкций шлицев произошел после внедрения крестообразного шлица PН, который заметно упростил и ускорил процесс завинчивания. Следующим этапом развития крестообразного шлица стал шлиц PZ, который способен передать больший крутящий момент благодаря меньшему углу при вершине, дополнительным усикам и отсутствию наклона боковой рабочей поверхности относительно вертикальной плоскости.

Конструктивные особенности шлица PZ обеспечивают меньшее усилие, выталкивающее инструмент из шлица, и облегчается приложение крутящего момента. Шлиц PZ критичен к размеру биты и требует более точного центрирования системы «бита-шлиц». Еще большие усилия передаются шлицем TORX. Шлиц TORX требует очень точного совмещения системы «бита-шлиц» и используется, как правило, для мощных шурупов. Существуют еще квадратные шлицы и внутренние и внешние шестигранники, однако они применяются достаточно редко. Есть еще двойные шлицы, например, внешний под шестигранную головку и внутренний типа TORX. Двойной шлиц используется в том случае, если шуруп имеет длинное тело и в процессе вворачивания при начальном небольшом усилии используется внутренний шлиц, а при окончательной подтяжке с большим усилием – внешний.

Стержень и резьба

Материалы, которые можно скрепить с помощью шурупа, во многом определяются его типом резьбы. Кроме различий резьбы по размеру (диаметру), шагам и количеству заходов, имеются отличия по углам при вершине профиля. Чем меньше указанный угол, тем легче закручивается шуруп и формируется резьба в отверстии, выше самонарезающие свойства. Традиционные шурупы, имеют угол зубца резьбы 60 градусов. Саморезы изготавливаются с углом зубца резьбы до 45 градусов. Угол зубца резьбы шурупа определяется материалом для которого предназначен шуруп. Чем выше плотность материала тем больше угол зубца резьбы. Снижение сопротивления шурупа при его вворачивании позволяет уменьшить сроки и стоимость монтажных работ. Поэтому производители качественных шурупов вводят специальные конструктивные элементы, например, на резьбе выполняются насечки, создающие дополнительные режущие кромки, или сама резьба изготавливается с волнообразной режущей кромкой (шурупы HECO, SPAX). Такая резьба позволяет снизить усилие при вворачивании в 2 раза и увеличить сопротивление выдергиванию до 1,5 раза.

Для надежного крепления шурупом деталей могут использоваться шурупы с переменным шагом резьбы или последовательно расположенными двумя резьбами. Для увеличения скорости монтажа могут использоваться шурупы с несимметричным профилем зубца резьбы, которые легко забиваются или вворачиваются. Как правило данные шурупы применяются совместно с дюбелем. И пара «шуруп с несимметричным профилем зубца резьбы – дюбель» называется дюбель-гвоздь. Строго говоря, эти шурупы являются крепежным элементом, средним между шурупом в обычном понимании этого слова и винтовым гвоздем.

Форма конца шурупа

Форма конца шурупа также определяется его назначением. Наиболее распространены шурупы с обычным резьбовым коническим концом. Они различаются значением угла захода. У классических шурупов по ГОСТ 1144-80, 1145-80, 1146-80 этот угол составляет 40°. У саморезов он значительно меньше (например, у черных саморезов по гипсокартону — 26-28°, у универсальных — 20-30°). С его уменьшением облегчается начальное внедрение шурупа в материал, увеличиваются самонарезающие свойства шурупа. Для повышения этих показателей применяются и дополнительные конструктивные решения. Особый интерес представляют саморезы со сверлом, которые гарантировано создают отверстие в материале перед нарезанием в нем резьбы при выполнении одной единственной операции — завинчивания. Это резко сокращает время, необходимое для закрепления деталей на любой основе, в том числе из твердых материалов (металлы). Конец формы сверла различается не только по длине, но и по диаметру. Саморезы со сверлом могут иметь диаметр сверла, равный диаметру стержня (такие крепежные детали используются при работе с металлами, в первую очередь, алюминий и сталь), и диаметр меньше диаметра стержня (для мягких материалов, прежде всего, для древесины и материалов на ее основе). В зависимости от области применения шурупы могут быть изготовлены из различных материалов или иметь специальные покрытия. В отдельных случаях, например, для крепления деталей на легкие плиты (сэндвич-плиты), применяются шурупы и саморезы специальной конструкции. Размеры шурупов приводятся в стандартах, при этом следует отметить, что российские и зарубежные стандарты имеют ряд отличий.

Выводы. Шуруп обеспечивает более прочное соединение деталей по сравнению с соединением гвоздями, может быть использован для соединения деталей из различных материалов. Шуруп в работе требует больших усилий, специального инструмента.

Согласно СТО-36554501-002-2006, гвозди и шурупы работают на сдвиг и на выдергивание.

В разделе «Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на сдвиг» в п.5.22. указано, что «применение шурупов в качестве нагелей, работающих на сдвиг, допускается в односрезных соединениях со стальными накладками и накладками из бакелизированной фанеры…». В п.5.18 указано, что «..при расчетах работы на сдвиг учитывается только внутренний диаметр шурупа…», а он, как вы помните, составляет 0,55-0,7 внешнего диаметра резьбы шурупа. Причем, для односрезных соединений со стальными накладками необходимо обеспечить отверстие в накладке диаметром равным диаметру внешней резьбы шурупа. Получается, что при работе на сдвиг использование шурупа нецелесообразно по экономическим соображениям, т.к. их надо больше чем гвоздей раза в два, нужен более сложный инструмент, их надо вворачивать и такое соединение опасно при динамических нагрузках.

В разделе «Соединение на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание» в п.5.24 четко указано, что «Соединение гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т.д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой их как нагелей…». В этом же пункте указано, что «не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленное отверстие, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию». Все! Констатируем фиаско гвоздя при его работе на выдергивание!

Так все-таки что же лучше шуруп или гвоздь?

Разложим по полочкам плюсы и минусы

Минусы гвоздя

1. В простом исполнении гвоздь менее надежен при притягивании одной детали к другой. Надежность крепления может быть обеспечена дополнительными усилиями, например, загибкой гвоздя с тыльной стороны детали или его наклонным положением в детали. Наклонное положение гвоздя в детали может вызвать нежелательное смещение одной детали относительно другой при монтаже.
2. Гвоздь используется преимущественно для соединения деталей из древесины или соединения детали с предварительно просверленным отверстием к детали из древесины. Причем диаметр отверстия д.б. равен диаметру тела гвоздя. Это влечет применение дополнительных инструментов и усилий.
3. Гвоздь плохо работает на выдергивание.
4. Используется только при работе с древесиной.

Минусы шурупа

1. Шуруп требует для монтажа шуруповерт с набором бит. Про отвертку предлагаю забыть сразу, если надо ввинтить более десятка шурупов.
2. Многообразие шлицев головки шурупа вызывает необходимость всегда иметь их во всем ассортименте (PH, PZ, TORX, внутренний шестигранник, внешний шестигранник, плоский шлиц и еще все, что перечислено ранее по номерам).
3. В простом исполнении шуруп требует засверливания.
4. Шуруп плохо работает на сдвиг.

Плюсы гвоздя

1. Большое сечение тела гвоздя и его гладкая поверхность позволяет эффективно использовать его при работе на сдвиг.
2. Нужен минимальный и простой набор инструментов – молоток или еще что-нибудь тяжелое, которое при ударе по гвоздю не развалится.
3. «Хитрые» гвозди можно использование на выдергивание.

Плюсы шурупа

1. Может быть использован при работе с различными материалами.
2. Хорошо работает на выдергивание.
3. Очень критичен к качеству материала, из которого изготовлен. Наверное, тот, кто самостоятельно и много вворачивал шурупы вспомнит, что нечасто, но у шурупа при вворачивании и еще чаще при выворачивании срезается головка. Это происходит с известной маркой – «NONAME» или «ТАЙВАНЬ».
4. Качественные шурупы имеют утолщение у основания головки, что позволяет приравнивать их к гвоздям при работе на сдвиг.

Итак, общий вывод. Перед гвоздем стоит склонить шляпу, он все-таки голову держит высоко и в некоторых вопросах незаменим. Однако его противник шуруп наступает на пятки и даже кое в чем опережает.

Смотрите так же:

саморезы или гвозди / каркасный дом своими руками

Публикация.: 09 ноября 2014 года.

Когда создают современную каркасную конструкцию, то используют саморезы, гвозди или шурупы. Это достаточно удобный вариант крепежа. А в древности такие деревянные конструкции создавали без единого гвоздя или шурупа. Мастера умели создавать скрытый шип-паз. Такое крепление было очень прочным. Созданные еще несколько веков назад, западноевропейские фахверковые дома живут и сегодня, потому что тот шип-паз, который применяли плотники того времени, — это мастерство, без которого невозможно было построить каркасный дом. Скорее всего гвозди и разнообразные скобы уже были, но они не использовались в то время, по причине их чрезвычайно высокой стоимости. Крепление шип-паз во многом себя оправдывает, потому что при нем дерево соединяется с деревом, и это считается более целесообразным, чем крепить саморезами или гвоздями дерево к дереву. И все же сегодня саморезы и гвозди – популярный тип метизов, а мастеров, владеющих мастерством устройства точного и надёжного типа «косой зуб», «ласточкин хвост» сегодня почти нет. Хотя такие альтернативные соединения вполне приемлемы и даже предпочтительны и в наше время. Прочность каркасной конструкции и ее жесткость зависит не только от качества соединений и качества самого используемого материала, но и от способа крепления, и грамотно распределенных нагрузок на этапе проектирования. Если соединения сделать неправильными или перегруженными, то в скором времени они проявят себя поющими звуками и скрипами. Чтобы конструкция не разболталась, нужно строго соблюдать технологию сборки и следить за качеством сборки элементов каркаса. Чтобы саморезы не подвергались коррозии, они должны быть оцинкованными или обработанными иными способами против коррозии. Можно дополнительно окунуть их в олифу, грунтовку или какой-нибудь иной защитный состав во время завинчивания или хорошо обработать после, хотя это будет уже менее эффективно.

На самом деле, гвозди успешно заменяют на саморезы различных типов. Потому что они обладают целым рядом преимуществ. Основное же достоинство – они надежно закрепляют все элементы. В отличие от гвоздя, саморез обладает резьбой. Это позволяет его вкручивать в любые материалы: будь то дерево, пластмасса, гипсокартон, фанера или металл. Для металла используют специальные саморезы, с более прочной структурой и меньшей резьбой. К тому же саморезы, при такой же длине, как и гвоздь, обладают повышенными качествами по прочности удержания на выдёргивание или растяжение. Даже маленький саморез будет прочно держать любой материал, и, скорее всего, не будет ослабляться со временем, как может быть с гвоздем при сборке мебели. Это позволяет успешно применять саморезы там, где гвозди могут испортить внешний вид. И что еще важно, саморезы при необходимости могут быть легко удалены, так как имеют резьбу и шлиц для выкручивания.

Несколько советов и хитростей при использовании саморезов и гвоздей в строительстве

Количество использованных гвоздей еще не гарантирует прочность конструкции. Располагать гвозди нужно «с умом». Желательно не бить их в край доски, чтобы не расколоть. Забивать гвозди лучше «под углом» – так они надежнее держат. Если нужно забить гвоздь в определенное место, но есть риск расколоть доску, предварительно затупите острие, гвоздь не будет раздвигать волокна и расщеплять доску, а будет их сминать. Длину гвоздя желательно подбирать таким образом, чтобы он немного не выходил из материала, к которому прибиваем. Слишком тонкий гвоздь держать будет плохо. Длинный – забивать долго, а прочнее не будет если он выйдет наружу или ещё расколет доску. Там, где конструкция «работает на отрыв», вместо гвоздей лучше использовать саморезы необходимого диаметра. Это надежнее. Саморезы предпочтительнее и там, где на конструкцию передаются какие-либо вибрации, например: двери, окна; а также, где мы ведем обшивку по дереву каким-либо иным материалом: ДВП, ЦСП, фанерой, пластиком и т.п., а также при креплении к деревянным конструкциям, к примеру: металлических подвесов проводов, флагштоков и т.д. В таких местах гвозди со временем «вылезают», и их приходится добивать, что прочности не добавляет. Лучше сразу заменить такой «живой» гвоздь на саморез или шуруп. Саморезы также используют в тех местах, которые, вероятно, впоследствии придется разбирать, это облегчит разборку и не повредит разбираемый материал. Чтобы саморез не расколол дерево при завинчивании, можно предварительно высверлить отверстие такого же или меньшего диаметра. Намного легче закручивать саморез, если смазать его мылом или обмакнуть в масло. Быстро завернуть много саморезов вам поможет дрель, в патрон которой устанавливается бита или отвертка. Если есть возможность, воспользуйтесь специальным шуруповертом. Работать им будет, конечно, удобнее. В этом случае скорость сборки на саморезах будет такая же, как и на гвоздях.

В разделе, Скачать документы, инструкции, программы есть документ: Соединения на гвоздях, винтах и шурупах. Выбор крепежа для деревянного домостроения, требования и методы испытаний. Стандарт подготовлен Ассоциацией деревянного домостроения в рамках принятой программы «Общая программа работ по нормативно-техническому обеспечению производства и применения деревянных конструкций». Очень подробный документ с объяснениями: какой и где использовать крепёж, его тип и размер.

Далее будет видео по теме, почему всё-таки каркасный дом надо собирать на гвозди, а не на саморезы. А сейчас очередной факт: что произошло с саморезами всего за несколько дождливых дней. В 2013 году, летом, у моего дома было покрашено крыльцо. Перед покраской в середине лета все доски были сняты (благо всё держалось на оцинкованных саморезах). Доски были слегка прошлифованы ручным электро рубанком, чтобы не торчали заусенцы и краска легла ровнее. Так как доски за пару лет полностью высохли и их подстрогали, то пришлось их прикручивать на новые места вплотную друг к другу, но без особого фанатизма. Всё было сделано быстро без щелей и покрашено кроющим антисептиком «Винха», которым и покрашен весь дом. Каково было моё удивление, когда, приехав по осени на дачу (осень выдалась на редкость дождливая), я обнаружил, что там, где доски понизу были привинчены на один целиковый брус каркаса крыльца, доски были оторваны и вышли за пределы крыльца почти на 5см! С учётом того, что всего-то досок не более чем 1,8м по ширине, и они не подвергались прямым осадкам (максимум редкими косыми дождями по хорошо прокрашенной поверхности). Так как уже было достаточно холодно, то не стал ничего делать, оставив на следующий год. На первом фото ниже видно, что произошло с оцинкованными саморезами 4х40 мм: саморезы в шести крайних досках (из всего двадцати) были сломаны на 3 части. Первая часть — головка и тело 0,8-1 см было в доске снаружи, часть тела прим 1-1,5 см торчало из доски внутри, и примерно 2 см осталось в брусе каркаса крыльца, из которых вывернулось всего несколько штук, а большинство не удалось подцепить. Поэтому пришлось доски прикручивать саморезами под небольшим углом чтобы не попасть в обломки, оставшиеся в брусе, рис.2.

Видео по теме:

Каркасный дом собирать на гвозди! Не саморезы!

Длительность видео 6:56

На видео показано и рассказано: почему надо собирать каркасный дом на гвозди, а не на саморезы.

P.S. После выхода видео, было много комментариев по поводу и без, что якобы надо 2 самореза, или что надо засверливать, многие пытливые умы пытались доказать свою правду, что они со мной в корне не согласны, правда и опыта у них по меньше и теории совсем нет. Поэтому было решено дописать ещё несколько предложений по теме, так сказать » ПостСкриптум «. Дело не в том, что, кто то, согласен или нет, дело в физике явлений, при забивании гвоздей мы вбиваем клин, причём чем он толще (до определённого размера) тем будет крепче, а саморезы при закручивании срезают волокна на диаметр между шейкой самореза и размером резьбы, поэтому саморез со временем легче вынуть чем гвоздь, естественно если брать их одного диаметра, а если гвоздь ершенный или винтом, то он прослужит дольше и продержит больше.

Что лучше – саморезы или гвозди

Проект дома составляется с учетом всех возможных физических и механических воздействий на дом и на строительные материалы, в том числе с расчетом нагрузок на тот или иной элемент. Немаловажную роль в расчете стойкости конструкции играет выбор крепежного материала – особенно это важно при строительстве каркасного дома.

1. Проект дома и расчет стойкости конструкций

Строительство дома по проекту – это не просто приблизительная последовательность сборки и следование чертежам. Это учет всех заложенных в него особенностей, включая, конечно, и способы крепления и метизные материалы.

Особенностью каркасного дома является шарнирное соединение его элементов. Это означает, что оно допускает вращение соединяемых конструкций. Если мы рассмотрим каркас дома, то увидим, что боковые нагрузки могут привести к наклону вертикальной стойки в любую сторону.

Вертикальные и боковые нагрузки на каркас дома

Этому препятствуют дополнительные элементы, стягивающие каркас – верхняя и нижняя обвязка и установка укосин.

Укосины в каркасе

В целом нагрузка на каркас выравнивается и равномерно передается на фундамент. Но все это правомерно при прочном соединении всех частей, всех узлов и элементов каркаса. Отсюда – важнейшая роль креплений и метизных материалов.

Можно смело сказать, что если в монолитных домах основой конструкционной прочности является не столько материал, сколько связующее (бетонный раствор), то в каркасных гвоздях по аналогии – крепежные материалы.

2. Гвозди и саморезы – основные крепежные метизы

Металлические крепежные материалы появились в строительстве сравнительно недавно. Основным и единственным  способом скрепления деревянных конструкций были вырезание в них крепежных узлов – шипов, с помощью которых одна часть присоединялась к другой. Примером таких соединений является вырезание «чаши» в бревнах при сооружении срубов – домов из толстых бревен.

Но не будем углубляться вглубь времен.

Сегодня существует масса крепежных метизов, основные из которых:

1. Гвозди  в виде клина, вбиваемые в толщу материала
2. Саморезы с винтовой резьбой, вкручиваемые в материал
3. Скобы, вбиваемые в материал частично
4. Болты, соединяющие элементы, не внедряясь в материал

В данной статье мы затронем вопрос о выборе между гвоздями и саморезами в строительстве каркасного дома.

Гвозди вбиваются в место соединения двух частей, одновременно крепко связываясь с одной и другой частью. По сути, гвоздь – это клин, вбиваемый в толщу материала.

Он раздвигает (расклинивает) материал и  держится внутри за счет сил упругости: структура материала со всех сторон давит на гвоздь и это давление позволяет ему прочно держаться в толще вещества.

Силы упругости, удерживающие гвозди и саморезы

Несколько иной принцип действует при использовании саморезов (или шурупов). Саморез – это, по сути, клин с резьбой. Он не вбивается в материал, а вкручивается. При этом вхождение клина в материал облегчается. Саморез удерживается в материале не только за счет давления его толщи по бокам, но и за счет стенок образованных винтовыми спиралями полостей в дереве, бороздок.

С точки зрения вертикальных нагрузок крепление саморезом значительно прочнее гвоздевого. Чтобы удалить саморез, нужно преодолеть не просто силы упругости материала, но и разрушить удерживающие бороздки, то есть разрушить материал.

Использование гвоздей и саморезов, например, в бетоне дает практически вечное соединение. Правда для этого нужно использовать специальные гвозди – крепчайшие дюбеля, в саморезы ввинчивать (или просто монтировать), пока бетон не застыл.

3. Учет свойства древесины

Это теория, а на практике есть некоторые особенности, особенно в работе с древесиной. Древесина – материал сравнительно мягкий, но и достаточно упругий.

Определяющей особенностью его является то, что на дерево сильно влияет влажность. Структура древесины легко впитывает и отдает влагу. При этом волокна целлюлозы, из которых в основном состоит древесина, меняют свои размеры. Дерево расширяется, увлажняясь, и сужается, высыхая.

Понятно, что во взаимодействии с окружающей средой – от атмосферных осадкой до водяного пара из помещения – дерево постоянно «дышит», т.е меняет свои размеры.

Что происходит в этих случаях с крепежным материалом?

При разбухании – сужении древесины гвоздь остается в ней в сжатом состоянии. Даже сильно рассохшиеся доски скрепленные гвоздями не распадаются.

В то же время эти циклы сжатия-растяжения разрушают целостность «бороздок» саморезов, и соединение распадается – саморез в рассохшейся древесине можно просто вынуть из гнезда.

Что происходит в креплениях узлов при разбухании-сжатии древесины? Относительно друг друга каждый элемент расширяется-сужается, не влияя на положение гвоздя.

Саморез же ослабляет соединение, так как сам «сидит» в дереве непрочно.

Нагрузки, действующие «на разрыв»

4. Влияние шарнирности конструкции на крепежный материалы

Второй особенностью каркасных домов является шарнирность его конструкции. На места соединения элементов оказываются очень сильные не только вертикальные, но и боковые нагрузки.

Гвоздь выносит боковые легко – сталь значительно прочнее дерева.

Саморезы тоже прочнее, но они из изготовлены из спецсталей – твердых, но хрупких. Иной материал не годен для создания резьбы. Нагрузки «на отрыв» они держат прекрасно (в отличие от гвоздей), но таких нагрузок на каркас сравнительно мало. Такие нагрузки значительны на элементы внешней отделки, прикрепленные к каркасу и тому подобные.

А вот нагрузки «на срез» (или «на сдвиг») саморезы могут не выдержать, а это именно те боковые нагрузки,  которые в основном и действуют на шарнирное соединение. Хрупкий металл просто ломается.

Нагрузки «на сдвиг»

5. Использование гвоздей и саморезов в конструкциях

Таким образом, мы видим, что использование гвоздей лучше в местах, где действуют в первую очередь нагрузки «на срез», а именно там, где крепятся:

• Балки обвязки и перекрытия
• Стойки
• Стропильные ноги

При этом гвозди подбирают согласно толщине досок. Для усиления соединения рекомендуется забивать гвозди под некоторым углом. Кроме того, зачастую используются «усиленные» гвозди – винтовые и ершовые, на поверхности которых есть дополнительная резьбы и бороздки, увеличивающие сопротивление «на разрыв».

Гвозди лучше вбивать под углом

Саморезы лучше использовать в местах действия нагрузок «на отрыв»:

• Крепление ОСП
• Минваты
• Сайдинга
• Обрешетки

Вкручивать саморезы нужно тоже правильно, с обязательным раззенковыванием углубления под шляпку:

Правильное вкручивание самореза

Для саморезов по понятным причинам очень важна коррозионная стойкость. В ответственных узлах, предпочтительнее применение оцинкованных саморезов.

6. Заключение

Таким образом, можно сделать вывод: использование гвоздей или саморезов следует выбирать, согласно проекту дома. В местах соединений, испытывающих нагрузки «на сдвиг» лучше использовать гвозди, а при нагрузках «на разрыв» предпочтительнее применять саморезы.

 

Почему гвозди, а не саморезы?

Многие компании строят дома из СИП. Но на гвозди на Северо-Западе России собираем СИП пока (лето 2015 г.) только мы. Почему же именно гвозди?

Немного про современные гвозди, для начала.

Гвозди бывают гладкие, ершеные (они же «кольцевые») и винтовые (они же «крученые»).

Все варианты гвоздей бывают без покрытия («черные»), либо оцинкованные. (Есть гвозди и с другими типами покрытия, но не под наши задачи.) Защитное покрытие защищает сталь от окисления и превращения в ржавчину.

Кроме обычных гвоздей, продаваемых россыпью, есть еще так называемые «машинные» гвозди, для использования с автоматическим инструментом.

Инструмент для забивания таких машинных гвоздей бывает электрический (для мелких гвоздиков), либо пневматический. Гвоздезабивные пистолеты делятся на два основных типа: «реечные» (используют гвозди в обоймах) и барабанные (используют гвозди в лентах). Есть также «малые» пневматические молотки (они же «грибки», они же palm nailers), которыми можно забивать обычные одиночные гвозди.

Гладкие гвозди мы обычно используем только крупных размеров, для сборки стропильной системы. Для сборки конструкций из СИП мы повсеместно применяем ершеные или винтовые гвозди, забивая их при помощи пневмоинструмента.

В чем отличия применения гвоздей и шурупов? Распишем все значимые факторы.

Что применяют в Америке?
В Северной Америке (в США и Канаде) накоплен огромный опыт малоэтажного деревянного строительства, и глупо им не пользоваться.

Многие американские нормативные документы, регламентирующие малоэтажное деревянное строительство (а они там есть как общие, федерального уровня, так и собственные в каждом штате) вообще не предусматривают использование саморезов.

Новые дома в Северной Америке обычно подвергаются осмотру специальной инспекции. И на североамериканских форумах, посвященных строительству, нередки описания случаев, когда инспекторы не принимают дома, в несущих узлах которых использованы саморезы.

Simpson StrongTie — одна из самых именитых и уважаемых марок крепежа для деревянных конструкций. Только несколько лет назад эта марка начала вводить в свой ассортимент специальные шурупы. Большая часть их перфорированного крепежа до недавнего времени предусматривала крепление в дерево только с помощью ершеных гвоздей, и на текущий момент этот способ является основным.

В общем, у правильных СИП-строителей Северной Америки гвозди — правило, шурупы — редкое исключение для особых случаев.

Теперь разберем более подробно особенности разных решений.

Собирать на гвозди быстрее и удобней
Завинчивание шурупа как минимум в начале процесса требует работы двух рук — нужно удерживать шуруп и шуруповерт. Забить же гвоздь с помощью «нейлера» (гвоздезабивного пистолета) легко и одной рукой — достаточно приставить пистолет к материалу, зажав спусковой крючок. За одно и то же время можно забить 6-7 гвоздей или закрутить один шуруп. Использование автоматического гвоздезабивного инструмента ускоряет наш процесс строительства.

Все мы люди, особенно строители. Лень, стремление экономить усилия — неотъемлемое свойство человека. То, что для закручивания шурупов при сборке СИП-дома нужно больше усилий, приводит к тому, что расстояние между шурупами естественным образом увеличится, и чаще происходят пропуски. С гвоздями работать легче, и результате — качество сборки выше.

В процессе закручивания шурупов некоторая часть их неминуемо упадет на пол. Будут их подбирать, или просто выметут с мусором — неизвестно. Гвозди из пневмоинструмента никуда не падают — еще один фактор экономии.

Гвозди более пластичны и держат надежнее
В процессе сборки дома, его отделки и в начале эксплуатации постепенно возрастает нагрузка на все элементы конструкции. Кроме того, даже древесину камерной сушки, которую мы используем для сборки панелей, в последующем все равно слегка «ведет».

В результате панели и деревянные детали могут смещаться относительно друг друга. Возникает значительная нагрузка на крепежные элементы.

Здесь нужно вкратце заметить, что характеристики металла, применяющегося для для производства гвоздей и шурупов — разные. Гвозди изготавливаются из относительно мягкого, пластичного металла. Металл же для изготовления шурупов должен иметь гораздо большую твердость. Сделать шуруп мягким нельзя, он будет непригоден для завинчивания — резьба сгладится, а шлиц будет сорван.

При стремлении к снижению стоимости большая часть шурупов выходит с производства твердыми, но хрупкими. В наших краях довольно сложно купить шурупы, не страдающие излишней хрупкостью. И их прочность нужно будет контролировать в каждой партии. Особенно следует сторониться самых распространенных, черных фосфатированных саморезов для гипсокартона, нагрузочные характеристики которых очень низки.

Бывают в природе качественные шурупы, которые обладают и прочностью, и некоторой эластичностью, но в целом — это скорее счастливое исключение, чем правило.

Гвозди же производятся по технологии, которая подразумевает значительную эластичность металла. Из хрупкого металла гвозди сделать просто не удастся.

Кроме того, если взять гвоздь и шуруп одного и того же внешнего диаметра стержня, прочность шурупа будет сильно ослаблена канавками резьбы.

Почему это важно для нас: при чрезмерной нагрузке поперек оси шуруп либо рвет материал, либо ломается сам. В тоже время гвоздь гнется, но держит соединение «до последнего». Даже если в конструкции здания или при его эксплуатации допущены ошибки, гораздо лучше, когда они проявляются постепенно («балка наклоняется»), а не внезапно («балка рухнула»).

Гвозди вызывают меньше трещин в пиломатериале

Это не очевидное явление, но оно тем не менее имеет место. Острие гвоздя при быстром прохождении вглубь дерева интенсивнее рассекает его волокна. Острие обычного шурупа как бы раздвигает волокна древесины, создавая избыточное давление в материале. Это значительно чаще приводит к образованию трещин. Причем обычно это растрескивание откладывается до момента окончательного высыхания древесины в готовой конструкции. Т.е. монтажная пена эти трещины уже не заполнит.

Гвозди меньше повреждаются
Даже при наличии защитного покрытия завинченные шурупы ржавеют намного интенсивнее гвоздей с аналогичным покрытием.

Дело в том, что траектория движения любой точки поверхности шурупа в дереве значительно длиннее, и защитное покрытие повреждается более интенсивно. А длинные шурупы еще и сильно нагреваются в процессе закручивания. Обычно рекомендуется не закручивать шурупы на максимальной скорости, предварительно высверливать под них отверстия, смазывать перед закручиванием каждый шуруп или отверстие под него.. В масштабах профессионального строительства никто этим, естественно, занимается не будет. Соответственно, одно и то же защитное покрытие (например, цинк), оплаченное вами при покупке шурупов, будет работать хуже, чем тот же цинк на гвоздях.

Кстати, на большей части гвоздей для пневмоинструмента можно увидеть тонкий слой желтоватой массы. Это специальная вязкая смазка, которая покрывает стержень гвоздя при его забивании.

Гвозди дешевле
Тут все просто. Сравнение цен на качественные саморезы, и на аналогичные по размеру гвозди для пневмоинструмента — однозначно в пользу гвоздей. Это далеко не самая заметная статья расходов на стройку, но тем не менее, на этом мы тоже экономим деньги заказчика.

Однако у винтового крепежа тоже есть положительные стороны.

Шурупы лучше держат нагрузку на вырывание
Если нагрузка прикладывается по оси, на вырывание, шуруп, конечно же, выдержит ее лучше гладкого гвоздя. (Но заметим, что применение ершеного гвоздя меняет эту ситуацию.)

Кроме того, если вы забиваете гвозди так, что им придется нести значительную нагрузку по оси — значит, вы (или автор проекта, по которому вы строите) что-то делаете неправильно. Классические, веками проверенные подходы к каркасному строительству предусматривают приложение нагрузки на гвозди только на срез, но не на вырывание.

Шурупы можно выкрутить
Да, неправильно закрученный шуруп легко выкрутить (пока он не заржавел). Гладкие гвозди извлечь чуть труднее, шляпку нужно как-то подцепить, и обычно в процессе страдает поверхность материала. Ершеный гвоздь, даже с торчащей шляпкой, извлечь очень тяжело. Начинающим для сборки домов из СИП-панелей лучше использовать именно шурупы, по крайней мере, на начальном этапе. В случае ошибки конструкцию можно будет разобрать с минимальным повреждением панелей.

Эксплуатация пневмоинструмента требует опыта
Эксплуатация пневмоинструмента, применяющегося для сборки на гвозди, требует от бригады внимания, навыка и ряда дополнительных «заморочек». Особенно это проявляется зимой. Однако мы с этими сложностями вполне справляемся. Для «джамшут-строя» это, конечно, не вариант.

Где конкуренты?
В России пневматический инструмент на строительстве СИП-домов обычно применяют люди, строящие загородные дома для себя сами, т.е. люди умелые, не нуждающиеся и ценящие свое время. Российских СИП-строителей, использующих эту технологию для сборки домов на заказ — единицы. На Северо-Западе мы таких конкурентов не встретили до сих пор. Если вы знаете такие компании — напишите нам, мы будем благодарны.

В итоге
Благодаря правильному использованию ершеных гвоздей и пневмоинструмента мы строим дома быстро, а наши заказчики получают за меньшие деньги качество дома лучше, чем у наших конкурентов.

Что лучше выбрать саморезы или гвозди?

К сожалению, вопрос, ставший эпиграфом к данному материалу, что выбрать при строительстве, саморезы или гвозди, достаточно не праздный и многим застройщикам известен, когда никто толком не мог объяснить, что же конкретно нужно? Этот вопрос не только не праздный, но и не имеющий однозначного ответа в период, когда одни технологии вытеснят другие. Однако преимущества соединений на гвоздях или саморезах можно рассмотреть, выбирая тот или иной крепеж в зависимости от вида работ.

Плюсы гвоздей

Основным достоинством использования гвоздей можно считать вековые традиции их использования, выявившие и слабые, и сильные стороны крепежа. Забивая гвоздь можно быть уверенным, что на срез такое соединение прослужит вечно, прижимая части древесины друг к другу, т.к. стальное тело гвоздя прочнее дерева и скорее уступит растительность, чем упрочненная ковка или прокат. Даже расшатавшееся с годами от разбухания и усушки соединение останется надежным, имеется в виду только срез или сдвиг, позволяя тому же дому усаживаясь изменять свою геометрию, оставаясь при этом прочным строением. Саморезы так же выдерживают большие линейные нагрузки, уступающие, однако, соединению на гвоздях. Причиной этого является меньший диаметр саморезов и их повышенная твердость, следовательно, хрупкость, поэтому малейшее прослабление прижимных усилий влечет за собой полное разрушение конструкции. Говоря бытовым языком, гвозди выдерживают волновые нагрузки, а саморезы нет.

В чем преимущества саморезов?

Слабым местом использования гвоздей является их ненадежность от нагрузок вдоль оси гвоздя, так называемой вырывающей силы, практически все с успехом выдергивали гвозди из досок. Бороться с этим можно вбивая гвозди под углом к плоскости соединения, или пробивая их насквозь и загибая с обратной стороны. Саморезы в этом плане обладают большей функциональностью, неимоверно сильно прижимая друг к другу соединяемые части. Но и тут напряженность металла саморезов может вызвать обратный эффект, когда при намокании и разбухании древесины шляпки отрываются, полностью ослабляя соединение. Кстати при разбухании дерева возникают очень большие напряжения, в старину этим способом даже камни добывали, поливая сухую древесину, вбитую в трещину скального монолита.

Даже если вы решились все же использовать саморезы, большинство отступает от технологии их установки, когда требуется просверлить прижимаемую деталь, зенковать отверстие под шляпку и лишь потом закручивать крепеж. Мы просто закручиваем саморез без сверления и о величине прижима судим по косвенным признакам, заглублению шляпки, совершенно не обращая внимания на то, что в соединении может сохраниться даже щель. Забивая гвоздь мы знаем, что 23 его длины должно находиться в монолите, а 13 в прижимаемой части, что справедливо и к саморезам, но мало кто из нас выбирает их не только по длине, но и по величине голой, без резьбовой части.

Из всего сказанного можно сделать нехитрые выводы:

• саморезы все же лучше использовать внутри помещений, где меньше вероятность попадания влаги и нагрузки более определены и статичны;
• саморезами проще и надежнее крепить листовые материалы, например, фанеру, гипсокартон и т.п., прижимая их к каркасам или иным несущим, неподвижным элементам;
• гвозди остаются более надежным видом крепления древесины внешних построек, обеспечивая надежную и длительную эксплуатацию, подтвержденную временем;
• кроме этого там, где трудно предугадать смещения, та же калитка или легкое строение, гвозди будут выносливее.

Монтаж стропильной системы. Что использовать – гвозди или саморезы

Стропильная система является несущим каркасом скатной крыши. Она представляет собой совокупность различных конструктивных элементов, скрепленных между собой различными способами. В состав стропильной системы входят мауэрлат,  стропильные ноги, затяжки, прогоны, основание под кровлю и другие более мелкие узлы и детали. Все они соединены между собой шпильками, гвоздями и другими крепежными элементами. От того, насколько правильно выбран вид крепежа, зависит прочность стропильной системы, надежность и долговечность крыши в целом.

Традиционно при монтаже стропильной системы использовались нагели, гвозди и скобы, но с появлением электрических шуруповертов возросла популярность шурупов и саморезов, и они все чаще используются при выполнении строительных работ.

Несмотря на то, что внешне саморез и шуруп очень похожи, они различаются резьбой и способом монтажа:

— шуруп имеет резьбу в виде буравчика, не доходящую до головки и применяется для крепления деталей к мягким материалам, например, к дереву. Мощные шурупы с шестигранными головками называются «глухарями»;

— саморез имеет специальную резьбу по всей длине стержня и образует ответную резьбу в соединяемых деталях.

Чтобы закрепить деталь с помощью шурупа, необходимо предварительно просверлить отверстие. При монтаже детали с помощью самореза такое отверстие не требуется.

Обычный строительный гвоздь имеет круглый заостренный стержень и плоскую головку. При монтаже ответственных узлов используются гребенчатые, или ершенные гвозди. Благодаря поперечной насечке на стержне прочность крепления ершенным гвоздем в 5 раз выше, чем при использовании обычного гвоздя. В условиях повышенной влажности применяются винтовые гвозди, увеличивающие прочность крепления в 4 раза.

Прочность удержания гвоздей и шурупов также отличается. Например, чтобы выдернуть из сосновой доски не оцинкованный гвоздь 2,6х40 мм, необходимо приложить усилие 32 кг, а для выдергивания более короткого шурупа размером 2,6х22 мм потребуется усилие 74 кг. Крепление, выполненное оцинкованными гвоздями, значительно прочнее, чем при использовании простых черных гвоздей.

Казалось бы, вывод очевиден — при монтаже стропильной системы под кровлю Ондулин следует использовать саморезы, однако торопиться не стоит. Дело в том, что при изменении влажности и температуры, под воздействием снеговой и ветровой нагрузок стропильная система «дышит», т.е. деревянные элементы набухают, изменяются в размерах и смещаются относительно друг друга, при этом на крепеж действуют изгибающие, срезающие и растягивающие нагрузки.

Гвоздю такие нагрузки не страшны: его стержень легко выдерживает многочисленные изгибы, а если при набухании древесина выдавливает гвоздь, крепление все равно остается прочным. Торчащая головка гвоздя хорошо заметна, и вбить его до конца во время очередного осмотра крыши не составляет труда.

Несложно представить, что происходит с саморезом при изменении температуры, особенно при увлажнении и набухании стропил и балок: резьба не позволяет стержню сместиться и его разрывает в одном или двух местах. Очень часто стержень лопается у основания головки, при этом крепление оказывается полностью разрушенным. Прочность стали и качество термообработки самореза значения не имеют, т.к. замерзающая вода способна разрушить и более крепкие узлы.

Использование саморезов, шурупов и, в частности, «глухарей» возможно при монтаже скользящих опор стропил, хомутов и прочих стальных деталей, но следует понимать, что такое крепление окажется более дорогим, а монтаж более трудоемким.

При монтаже стропильной системы скатных крыш одноквартирных и блочных домов высотой 2-3 этажа рекомендуется использовать гвозди следующих размеров:

Узел стропильной системы	Способ монтажа	Длина гвоздя, не менее (мм)	Количество гвоздей, не менее (шт.)
Крепление стропильной ноги к коньковой доске	Гвоздь вбивается в торец стропила через коньковую доску	80	3
− » −	Гвоздь вбивается наискось	60	4
Крепление затяжки к стропильной ноге	Гвоздь вбивается под прямым углом	80	3
Раскосы под стропила	Гвоздь вбивается наискось	80 (к обвязке несущей стены) 80 (к стропилам)	2 3

Обрешетка под ондулин монтируется оцинкованными или нержавеющими гвоздями из легированной стали. Длина гвоздя должна в 2,5-4 раза превосходить толщину обрешетки.