Допуски и нагрузки

Нагрузки на саморезы по дереву

Саморезы по дереву и допустимые нагрузки

Эффективность и долговечность саморезов по дереву напрямую зависит от типа древесины, размеров самореза, направления волокон, предварительного сверления, а также материала изготовления самих саморезов. Важной становится и проблема выбора саморезов, изготовленных из современных сплавов и высококачественных сталей, которые оказывают существенное влияние на устойчивость нагрузки и долговечность. В данной статье рассматриваются основные аспекты ограничений нагрузок, оптимального использования саморезов по дереву и преимущества специальной стали, применяемой для их изготовления.

Нагрузка на саморезы в древесине главным образом определяется их выдергивающей (осевой) и сдвиговой (тангенциальной) устойчивостью. При этом важно учитывать плотность древесины, направление установки (грань или торец древесины), предварительное сверление и даже влажность древесного материала.

Выдергивающая нагрузка

Выдергивающая нагрузка — это сила, прилагаемая перпендикулярно к поверхности древесины, которая вызывает выход крепежа из материала. Исследования показали, что саморезы, установленные в торцевую или продольную поверхность древесины (т.н. радиальное направление), имеют почти в 1.5–1.7 раза больший предел нагрузки по сравнению с установкой на торец. Например, для лиственницы, которая имеет плотность 560 кг/м³, выдергивающая способность саморезов составляет в среднем 250–255 Н/мм, а в мягкой древесине, такой как ель (440 кг/м³), этот показатель снижается на 20–25%

Сдвиговая нагрузка

Сдвиг происходит, когда нагрузка располагается параллельно поверхности древесины. Она всегда меньше предела выдергивающей нагрузки, но остается существенным показателем. Из-за этого строительные стандарты учитывают корректирующие коэффициенты для таких нагрузок

Ограничения диаметра и длины.Диаметры саморезов варьируются от 6.27 до 9.46 мм, а увеличение диаметра самореза позволяет пропорционально увеличить предел выдергивающей нагрузки. Например, саморез диаметром 9.46 мм имеет на 35–40% большую прочность, чем саморез диаметром 6.3 мм, при установке в те же условия.

Обеспечение надежности деревянных соединений

Нагрузки для соединений определяются индивидуально, несоблюдение ведёт к разрушению конструкции. Твердость и плотность древесины влияют на выносливость крепежа. Сверление отверстий диаметром 70–74% от стержня самореза минимизирует разрушения и повышает устойчивость. Для мягкой древесины меньший диаметр сверления увеличивает нагрузку, но повышает риск повреждения резьбы. 

Саморезы, установленные перпендикулярно волокнам, выдерживают большую нагрузку, наименьшая приходится на торец древесины. Глубина вкручивания до 70% длины самореза обеспечивает высокую прочность, максимальная достигается при полном проникновении. Использование саморезов с запасом прочности 30% гарантирует стабильность.

Роль материалов и покрытия саморезов

Стальные саморезы обладают высокой прочностью и устойчивостью к выдергиванию. Нержавеющая сталь увеличивает долговечность на открытом воздухе. Особая геометрия резьбы, как у конструкционных саморезов, усиливает сцепление с древесиной. Покрытия, такие как цинкование, предотвращают коррозию, увеличивая срок службы крепежа.