Пресс для гвоздевой пластины. Гвоздевые пластины: быстрое и надежное соединение. Основные характеристики соединений из МЗП

Представляет собой металлическую пластину, на поверхности которой располагается несколько рядов шипов, выполненных методом штамповки.

Именно они при монтаже этого крепежного элемента «впиваются» в древесину и прочно в ней фиксируются.
В зависимости от разновидности и типоразмера гвоздевые пластины могут иметь от 2 до 16 рядов шипов, высота которых обычно составляет около 8-14 миллиметров.

Крепежный элемент изготовлен из оцинкованной стали толщиной от 1 до 1,5 мм методом холодной штамповки, зубцы имеют высоту до 14 мм.

Из чего изготавливают зубчатые пластины?

Серийное производство гвоздевых (зубчатых) пластин осуществляется на специализированном промышленном оборудовании. Изготавливаются они из листовой оцинкованной стали.

В производстве этой разновидности крепежа активно используются мощные гидравлические прессы, отличающиеся высокой производительностью.

Это оборудование позволяет получать качественные и, что немаловажно, относительно недорогие гвоздевые пластины в больших количествах.

Сфера применения гвоздевых пластин с маркировкой GP

Металлические зубчатые гвоздевые пластины используются и как коннекторы для строительства.

Они отлично подходят для прочного соединения между собой элементов деревянных стропил, используемых при сооружении зданий с большими пролетами.

Крепежные пластины (зубчатые) так же применяют для соединения бруса, причем оно получается очень прочным и долговечным. Этот крепеж существенно упрощает и ускоряет сборку решетчатых рам.

Преимущества крепежных пластин с шипами

Крепежные соединители с шипами завоевали широкую популярность благодаря многочисленным преимуществам и выгодам, которые сулит их применение.

Главным из них является, пожалуй, то, что этот крепеж гарантирует прочное и долговечное соединение деревянных деталей. При этом древесина не раскалывается, сохраняется ее целостность.

Благодаря наличию качественного антикоррозионного покрытия, гвоздевые пластины практически не ржавеют, что особенно важно для такого гигроскопичного материала, как древесина.

Гвоздевая пластина применяется для крепежа стропильной части дома, а также для соединений в каркасном домостроении. Представляет собой полосу (пластину), производимую из листовой оцинкованной стали, со штампованными гвоздями (зубьями). Производство гвоздевых пластин методом холодной штамповки на гидравлическом прессе позволяет получить качественные соединительные элементы. Стандартные зубья пластины имеют высоту 8 миллиметров. Одна гвоздевая пластина может иметь от 2 до 16 рядов зубчиков.

Толщина гвоздевой пластины - от 1 миллиметра, ширина может быть, в зависимости от типоразмера, от 20 до 132 миллиметров, а длина – от 76 до 1250 миллиметров. При помощи металлических зубчатых соединительных пластин такие деревянные конструктивные элементы как доски, балки, брусья, лежащие в одной плоскости, могут быть соединены без применения гвоздей, шурупов и других крепежных элементов.

Почему крепление может стать проблемой

Вопрос крепления очень важен ввиду особенностей древесины, её «поведения» в зависимости от погодных условий. С изменением степени влажности деревянные строительные элементы уменьшаются или увеличиваются в размерах и часто подвергаются изгибу. В результате возникают большие и долговременные «напряжения» в местах их соединений и прилеганий. Причиной этого также может быть возведение лёгкого фундамента или его полное отсутствие (что возможно в расчёте на небольшой вес и эластичность деревянных сооружений), ведущее к изменению геометрии этих сооружений.
При использовании металлической пластины обеспечивается повышенная коррозионная устойчивость соединительного элемента, что благоприятствует его эксплуатации в условиях повышенной влажности, а также при выполнении внешних работ.

Свойства гвоздевой пластины

Соединительная гвоздевая (зубчатая) пластина обладает важными преимуществами в сравнении с другими видами креплений. Например, от отдельно вбиваемых гвоздей, каждый из которых сам по себе.
-*Прочность скрепления с деревом достигается формой зубьев и углом их наклона , расположением в рядах. В месте примыкания элементов деревянных конструкций гвоздевая пластина образует соединение, обладающее высокими прочностными показателями, с которыми не может конкурировать ни один другой крепежный элемент. Эти показатели проверены многими механическими испытаниями конструкций.

-*Общая монолитная платформа – база, на которой крепятся все зубья, исключает возможность их подвижности и раскачивания.Платформа становится общей, связующей основой для соединяемых деталей конструкции, благодаря чему соединению опять же придается качество прочности.

позволяют обеспечить отличную прочность даже при сращивании деревянных конструктивных элементов путем соединения встык.

-*Детали крепятся исключительно крепко. Это также доказано опытным путем . Например, балка, собранная при помощи пластины из двух соединенных встык деревянных брусьев, при воздействии на излом ломалась не в месте соединения конструктивных элементов, а в монолитной части бруса. Таким образом, монолитная платформа гвоздевой пластины полностью предотвращает смещение или разбалтывание зубьев и становится надежной основой соединительного узла.

-*При необходимости возможно нанесение гальванического покрытия – это возможная дополнительная услуга по желанию заказчика. Такое покрытие придаст дополнительную долговечность стальной гвоздевой пластине.

-*Металлические зубчатые пластины устанавливаются быстрее, чем традиционные виды крепежа , благодаря своеобразной конструкции. Это позволит значительно сэкономить время проведения строительно-монтажных работ на крепление элементов стропильных и подстропильных систем.

-*За счет возможности изготовления балок перекрытия со специально спроектированными для этих целей «коридорами» этот способ крепления облегчает прокладку коммуникаций (воздуховодов вентиляции).

Перечисленные качества гвоздевых соединительных пластин стали причиной их распространяющегося массового использования в строительстве и сооружении деревянных конструкций любого назначения. Простота замысла конструкции гвоздевых пластин приносит исключительную прочность и долговечность соединению.

Опыт применения гвоздевых пластин

Стальные гвоздевые пластины более двадцати лет используются в Канаде и США, именно в Северной Америке их начали массово использовать при строительстве деревянных конструкций. В настоящее время этот метод крепления широко применяется по всей Европе. С помощью промышленно выпускаемых стропильных конструкций на основе пластин можно построить практически любые типы крыш, мансард, чердачных помещений, окон в крыше и т.д.

Кровли с использованием гвоздевых пластин применимы во всех типах сооружений, например:
-жилые дома,
-промышленные,
-сельскохозяйственные,
-спортивные и коммерческие сооружения.

Кроме стропильных конструкций, данную технологию успешно можно использовать при:
- реконструкции зданий и плоских крыш, где пластины считаются незаменимым видом крепежа;
- изготовлении панелей для стен;
- изготовлении решетчатых рам,
- сооружении опалубки для бетонных конструкций,
- строительстве большепролетных помещений, полностью изготовленные из древесины.

Широко используется возникшая в связи с использованием соединительных пластин возможность создания ферм с пролетом более 30 метров без внутренних опор (например, теннисные корты). Пластины можно успешно использовать при сращивании досок по длине.

Зубчатая (гвоздевая) пластина - это прочное, быстрое и экономичное соединение для деревянных конструкций. Отличительные преимущества и свойства этого крепления способствуют всё более широкому её распространению при строительстве деревянных домов и сооружений в нашей стране. Возможность приобретения данной продукции становится все более доступной, и заинтересовавшиеся могут оценить удобство и качество данного крепежа на деле.

В мы писали о том, что кировское предприятие «Стилкэп» запустило в производство свой аналог ервопейской гвоздевой пластины GNA20 (наше название GP). Эта пластина отличается невысоким зубом (8,5 мм) специфической формы. Повторить такое изделие было непросто, но кировские инженеры и мастера справились. Строители оценили качество и доступную цену российской гвоздевой пластины и на неё появился устойчивый спрос. Однако, для деревянных конструкций большого размера пластин с низким зубом недостаточно.

Поэтому в начале мая, в дополнение к существующей линейке гвоздевой пластины GP (высота зуба 8,5 мм), компания «Стилкэп» начала производство МЗП с высоким зубом.

Это изделие является аналогом европейской гвоздевой пластины Т150 и отечественной МЗП-1,2, выполнено из оцинкованной стали толщиной 1,2 мм и имеет высоту зуба 14 мм. Ширина пластины 124, 145, 176 и 206 мм. Длина от 204 до 1250 мм. Отличие в размерах, по сравнению с пластиной GNA20, хорошо видны на фото. Применение подобного крепежа целесообразно в ответственных узлах или при существенной разнице в толщине соединяемых деталей.

На данный момент запущена первая очередь производства, которая подразумевает применение ручного труда при некоторых операциях. Из-за этого производительность пока невысока. Но ведется работа по комплектованию полностью автоматизированной линии с ЧПУ, которая будет запущена в этом квартале. После запуска полного цикла производства новая гвоздевая пластина будет доступна в любых размерах и количествах.

Во все времена здания и конструкции из дерева были популярны, несмотря на главный недостаток материала — его горючесть. Но у дерева огромное количество положительных качеств, как например: доступность этого материала, прочность, экологичность, относительно небольшой вес, лёгкость в обработке. Все это делает и сегодня строительство из дерева популяным. А пожаростойкость и долговечность дерева стали успешно улучшать, пропитывая материал специальными составами . При всей популярности деревянного строительства, постоянно оставалась проблема прочного скрепления деревянных деталей конструкции. Приходится учитывать, что деревянные строительные элементы по мере изменения степени их влажности постоянно меняют свои размеры и склонны к изгибу. В результате возникают большие и долговременные усилия в местах их соединений и прилеганий. Также надо помнить, что как правило, в расчете на небольшой вес и эластичность деревянных строений, они часто строятся на лёгких фундаментах и даже без фундамента вовсе. А это зачастую ведет к изменению геометрии сооружения, и как следствие — возникновению всевозможных напряжений в местах соединений конструкции. Поэтому вопрос надёжного прочного соединения деревянных деталей (балок, брусов, досок и т.п.) очень важен при строительстве.
Замечательным решением проблемы надежного соединения деревянных элементов конструкций и стали гвоздевые пластины (МЗП). Массовое строительство деревянных конструкций с прменением металлических зубчатых (гвоздевых) пластин берет своё начало в Северной Америке. А в настоящее время конструкции с испольсованием соединительных пластин широко применяются и по всей Европе. С помощью промышленно выпускаемых стропильных конструкций на основе пластин можно построить практически любые типы крыш, мансард, чердачных помещений, окон в крыше и т.д. Кровли с использованием гвоздевых пластин применимы во всех типах сооружений. Это, например, жилые дома, прмышленные, сельскохозяйственные, спортивные и коммерческие сооружения. Незаменимы пластины также при реконструкции зданий и плоских крыш. Кроме стропильных конструкций, по данной технологии можно изготавливать панели для стен, решетчатые рамы, опалубку для бетонных конструкций, большепролетные помещения полностью изготовленные из древесины. Широко используется возникшая всвязи с использованием соединительных пластин возможность создания ферм с пролетом более 30 метров без внутренних опор (например, теннисные корты).
Идея гвоздевых пластин проста, а эффективность исключительно высока. Себестоимость гвоздевой соединительной пластины минимальна, а сроки сборки сооружения сокращаются.
— это вовсе не аналог куче вбитых гвоздей, каждый из которых сам по себе.

Форма зубьев и их угол наклона, расположение в рядах, гарантируют прочное сцепление с деревом.все зубья имеют общую монолитную платформу- базу, которая исключает возможность их подвижности и раскачивания. Платформа- база также становится общей, связующей основой для двух соединенных меж собой деталей конструкции. В результате обеспечивается прочнейшее соединение даже встык составленных деталей. Например, балка собранная из двух соединенных встык деревянных брусьев при попытке её ломания, ломалась не в месте сшивания гвоздевыми коннекторами, а в монолитной части бруса.
Дополнительную долговечность стальной гвоздевой пластине обеспечивает гальваническое покрытие.
Все вышесказанное убедительно говорит о целесообразности применения гвоздевых соединительных пластин в строительстве и сооружении деревянных конструкций любого назначения.

Такие деревянные конструкции наиболее актуальны при возведении гаражей, приусадебных построек и дач.

Данное техническое руководство описывает принципы соединения деталей, приводит иллюстрации основных конструкционных узлов и рекомендации по выбору сечений элементов деревянных висячих стропильных систем.

Более сложные типы деревянных конструкций должны рассчитываться и собираться на заводе изготовителя.

Рис. 11.01 Монтаж самодельных деревянных висячих стропильных систем. Стыки нижнего пояса должны в середине пролёта опираться на несущие стены.

1. Верхний и нижний пояса конструкций находятся в одной плоскости.
2. Стальные перфорированные пластины располагаются с двух сторон.
3. Нижний пояс констркуции присоединяется к верхнему внакладку.
4. Деревянные накладки допускается прибивать только с одной стороны.
5. Болтовое соединение с использованием стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.

Рис. 11.02 Пролёт, угол кровли, расположение несущей стены

1. Нижний пояс самодельных деревянных треугольных трехшарнирных арок (висячих стропильных систем), рассчитанных на пролёт более 4,2м, должен посередине опираться на несущую стену.

Рис. 11.03 Пример стальной перфорированной пластины с расположением отверстий гарантирующих оптимальное расстояние между гвоздями

Таблица 11.1

Выбор сечения элементов деревянных треугольных трехшарнирных арок, необходимое количество гвоздей для соединений на стальных перфорированных пластинах. Выбор диаметра стопорных шайб для болтовых соединений

Сне­го­вая на­груз­ка S 0 , кН/м²	Угол кров­ли 18°≤ α ≤ 22°					Угол кров­ли 22°≤ α ≤ 37°				Угол кров­ли 37° ≤ α ≤ 45°
	Про­лёт L*, м	Верх­ний по­яс h, мм	Ниж­ний по­яс h, мм			Верх­ний по­яс h, мм	Ниж­ний по­яс h, мм	Со­еди­не­ние верх­не­го и ниж­не­го по­я­сов, стык де­та­лей ниж­не­го по­я­са*****		Верх­ний по­яс h, мм	Ниж­ний по­яс h, мм	Со­еди­не­ние верх­не­го и ниж­не­го по­я­сов, стык де­та­лей ниж­не­го по­я­са*****
				Ко­ли­че­ство гвоз­дей****	D ст.шайб ***, мм			Ко­ли­че­ство гвоз­дей****	D ст.шайб ***, мм			Ко­ли­че­ство гвоз­дей****	D ст.шайб ***, мм
2,5	3,0	123	173	6	50	123	173	5	50	123	173	3	50
	3,6	148	198	7	62	148	198	6	50	148	198	4	50
	4,2	173	223	8	-	173	223	7	62	173	223	4	50
	4,8	198	148	9	-	198	148	8	-	198	148	5	62
	5.4	198	148	10	-	198	148	8	-	198	148	5	62
	6.0	223	173	11	-	223	173	9	-	223	173	5	62
	6,6	223	173	12	-	223	173	10	-	-	-	-	-
4,5	3,0	123	173	8	-	123	173	7	62	123	173	4	50
	3,6	173	198	10	-	148	198	9	-	148	198	5	62
	4,2	198	223	11	-	173	223	10	-	173	223	6	62
	4,8	223	148	13	-	223	148	11	-	223	148	7	-
	5,4	223	148	14	-	223	148	12	-	223	148	7	-
6,5	3,0	148	173	11	-	148	173	9	-	148	173	5	62
	3,6	173	198	13	-	173	198	11	-	173	198	6	-
	4,2	223	223	15	-	198	223	13	-	198	223	7	-
* Толщина поясов конструкции 48 мм, сорт пиломатериала 3-й, межосевое расстояние между арками 600 мм. ** При пролёте более 4,2м нижний пояс арки должен посередине опираться на несущую стену. *** Также при этом используются болты диаметром 20 мм и подкладные шайбы 60×60×5 мм. **** Расчётная нагрузка на 1 гвоздь 646 кН. Это количество гвоздей должно использоваться по каждую сторону стыка, с обеих сторон конструкции. ***** Стык нижнего пояса арки должен располагаться над несущей стеной посередине пролёта.

Рис. 11.04 Основные параметры самодельных деревянных теугольных арок

1. Верхний пояс самодельной деревянной треугольной арки.
2. Нижний пояс.
3. Пролёт.
4. Свес.
5. Угол кровли.
6. Обвязка несущей стены должна доходить вплоть до внешнего края стыка верхнего и нижнего поясов фермы.
7. Свес кровли не должен превышать 500 мм.

Рис. 11.05 Соединение верхнего и нижнего поясов конструкции при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. Для самодельных деревянных арок в данном случае с двух сторон применяют пластины:
   100×240×1,5 мм, если пролёт до 4,2м
   100×300×1,5 мм, если пролёт более 4,2м
   При этом расчётная снеговая нагрузка должна быть менбше 4,5 кН/кв.м
2. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть больше 60мм.
3. В данном случае нужно использовать рифлёные гвозди 4,0×40 мм равномерно распределяя их по пластине, соблюдая минимальные отступы (п. 3 и 4). Кол-во гвоздей на соединение выбирается по таблице 11.1.

Таблица 11.2

Рис. 11.06 Соединение верхнего и нижнего поясов арок при помощи болта и двух односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб

1. Стопорные шайбы с наружными зубьями - 2 шт. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 11.1.
2. Болт, 20 мм. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов см. в таблице 11.2.
3. Подкладная шайба, 60×60×5 мм.

Рис. 11.07 Соединение верхних поясов треугольных арок в коньке при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. С двух сторон применяют стальные перфорированные пластины 80×140×1,5 мм.
2. С каждой стороны по внешнему краю пластины забивают по 2 рифлёных гвоздя 4,0×40 мм.
3. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
4. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть больше 40мм.
5. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть больше 28мм.

Рис. 11.08 Соединение верхних поясов арок в коньке при помощи накладок из досок или фанеры

1. Накладка 148×300 мм из доски толщиной более 30 мм или из фанеры толщиной более 15 мм.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Гвозди 3,5×90 мм, 8 шт. с каждой стороны.

Рис. 11.09 Стык нижнего пояса самодельной деревянной треугольной арки всегда должен располагаться над опорой. Если нет опоры, то разрывы в нижнем поясе недопустимы, а максимальная длина нижнего пояса должна быть меньше 4,2 м Рис. 11.10 Соединение элементов нижнего пояса арки при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей

1. Стальные перфорированные пластины 100×300×1,5 мм монтируются с каждой стороны и центрируются относительно стыка.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Рифлёные гвозди 4,0×40 мм должны размещаться как можно более равномерно по внешним отверстиям пластины.

Рис. 11.11 Соединение элементов нижнего пояса арок при помощи болтов и односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб

1. Стык элементов нижнего пояса арки.
2. Минимальные расстояния приведены в таблице 11.2.
3. Толщина накладки и толщина элементов нижнего пояса арки должны быть одинаковыми.
4. Стопорные шайбы с наружными зубьями - 2 шт. на соединение. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 11.1.
5. Болт, 20 мм.
6. Подкладная шайба, 60×60×5 мм.

Рис. 11.12 Диагональные ветровые связи 23×98 крепятся к каждой треугольной арке

1. Диагональная ветровая связь.

Рис. 11.13 Диагональные ветровые связи крепятся к нижней кромке верхних поясов арки 3-мя гвоздями 2,8×75 или 3,4×95 мм

1. Крепление диагональной ветровой связи к верхнему поясу конструкции.

Рис. 11.14 Анкеровка деревянных арок стальными перфорированными лентами
Рис. 11.15 Если на пути установки арки попадаются дымовые трубы или другие препятствия, то арку смещают в сторону. С другой стороны от препятствия устанавливают дополнительную арку

1. Треугольная арка, которую следует сместить в сторону.
2. Дополнительная треугольная арка.

Материал подготовил конструктор Владислав Воротынцев на основе норвежской технологии каркасного домостроения, разработанной институтом СИНТЕФ