Косой замок (рис. 62) расчерчивается так. Отложив от конца бруса длину замка (2,5—4,5 толщины), откладывают на боковых гранях у основания замка и у конца бруса по 0,2 толщины бруса. Полученные точки б и в соединяют прямой линией б – в, которую делят пополам, и в полученной точке восстанавливают к линии б – в перпендикуляр ж – е, по направлению которого от точки пересечения с линией б – в откладывают по 0,1 толщины
Рис. 62. Косой замок.
Рис. 63. Косой замок с шипом.
Рис. 64. Прямой голландский замок.
бруса в ту и другую сторону, получая точки з и и, расстояние между которыми равно 7б толщины бруса. Точки з и и соединяют с б и в, чем и очерчивают контур замка. Уступ з – и не прочерчивают перпендикулярно к грани бруса, так как тогда в точках з и и получатся острые углы, могущие способствовать скалыванию частей замка вдоль волокон, особенно во время пригонки врубки. Длина косого замка делается больше, чем длина прямого замка, так как при одинаковой их длине плоскость, по которой может получиться скалывание выступающей части замка, была бы в косом замке короче, чем в прямом.
Для противодействия боковым усилиям иногда делается косой (а равно и прямой) замок с шипом (рис. 63) шириной и длиной в ⅓ толщины бруса. При расчерчивании такой врубки надо отложить сначала от конца бруса ⅓ его толщины для образования шипа и производить дальше расчерчивание, как было указано.
Желая устроить сращивание, способное сопротивляться не только усилиям сбоку бруса, но и препятствующее разъединению брусьев в вертикальном направлении, иногда применяют врубку голландским замком (рис. 64), которую, однако, нельзя признать рациональной, так как даже небольшие изгибающие усилия вызовут откалывание частей бруса у точек а, а выделка указанной врубки очень сложна.
Рис 65. Шаблон для косого замка.
Нужно принять за правило, что ни одна из описанных врубок по сращиванию бревен или брусьев не должна приходиться на пролете между опорами, а должна быть обязательно над опорой, хотя бы сращиваемый брус и не нес (кроме его собственного веса) никакой нагрузки. Несоблюдение этого правила ведет к тому, что даже от собственного веса брус или бревно могут изогнуться и врубка раскроется.
Для предохранения описанных врубок от расстраивания при случайных толчках служат железные накладки из полосового железа, уложенные сверху и снизу врубки и соединенные между собой двумя или четырьмя болтами. Для ускорения расчерчивания, когда одинаковые врубки приходится применять в постройке много раз, применяются шаблоны, изготовленные по очертанию врубки из доски и накладываемые сбоку к расчерчиваемому брусу. Иногда для ускорения запиливания выделываются коробки с боковыми стенками, имеющими очертание врубки (рис. 65).
Указанные выше размеры частей врубок являются не произвольными, а получились в результате конструктивных соображений или в зависимости от различного сопротивления древесины по разным направлениям. Конструктивные соображения, например, заставляют накладку делать такой длины, чтобы по длине ее и притом не слишком близко друг другу можно было расположить по крайней мере два болта, обеспечивающих неизменное положение частей врубки на случай непредвиденных толчков сбоку.
Что касается замков, то длина их получается в зависимости от следующих соображений. При наличии растягивающих усилий в замке могут произойти разрушения двух родов (рис. 61): или сомнется площадка а—б—е—д, или произойдет скалывание выступающей части бруса по площади ж—з—в—г. Но мы знаем, что в то время, как прочное сопротивление смятию параллельно волокнам для сосны составляет 75 кг/см², сопротивление скалыванию вдоль волокон – всего 10—20 кг/см², т. е. в 5 раз меньше.
Следовательно, чтобы все части врубки работали одинаково, необходимо, чтобы площадка ж—з—в—г была раз в 5 больше, чем площадка а—б—е—д, а так как по ширине эти площадки равны, то, следовательно, уступ а—е должен быть раз в 5 меньше, чем длина половины замка з—в. Уступ з—в составляет ¼ толщины бруса, а половина длины замка составляет до 1¾ толщины бруса, или в среднем 1,5 толщины, что в 6 раз больше, чем уступ з—е.
Сплачивание
Сплачиванием называется соединение частей длинными своими сторонами с целью увеличения ширины бруса или доски. Виды сплачивания досок (рис. 66): 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. 66. 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 (рис. 66, ж), причем широкие доски продорожены посередине, чем разбивается несколько скучное поле доски; 2) в рустик (рис. 66,з) – 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. 67. Сплачивание шпонками.
Для скрепления между собой сплачиваемых досок, пластин или брусьев употребляются шпонки (рис. 67) со скошенными краями, для которых выбираются соответствующие пазы; иногда этим шпонкам дается профиль (рис. 67, а), 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. 68. Составной брус со шпонками.
Составной брус со шпонками (рис. 68) 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.
