Калькулятор терасної дошки
Методика розрахунку терасної дошки
Калькулятор терасної дошки для розрахунку кількості та площі визначає необхідну кількість дощок на основі площі тераси, розмірів дощок, параметрів укладання та зазорів. Він розраховує чисту площу, розташування рядів, фактичний зазор між дошками, окремі довжини відрізків, необхідну кількість цілих дощок, розташування лаг та їх загальну довжину. Схема укладання враховує довжину дошки, допустимі зазори, положення торцевих стиків, кількість опор під кожним відрізком дошки, виключені ділянки, периметральну рамку та центральну розділювальну дошку.
Кількість матеріалу розраховується за фактичними відрізками дошки, необхідними для сформованої схеми укладання, а не простим діленням площі тераси на площу однієї дошки. Після побудови розкладки калькулятор також розподіляє потрібні відрізки між цілими дошками та повторно використовує придатні залишки, щоб зменшити відходи.
Орієнтири та рекомендації
Площа тераси
Чиста площа. Спочатку калькулятор визначає площу основного прямокутника за довжиною та шириною тераси в міліметрах. Площі заданих прямокутних вирізів віднімаються від загальної площі, після чого результат переводиться з мм2 у м2.
S = (L × W - ΣSвиріз) / 106
Тут L і W — загальні розміри тераси в мм, а Sвиріз — площа кожної виключеної ділянки в мм2. Виріз не може бути більшим за саму терасу, а дві виключені ділянки не можуть перекриватися.
Кількість рядів і зазор між дошками
Спочатку використовуються дошки повної ширини. Розрахунок виконується поперек напрямку дощок. Калькулятор визначає найбільшу кількість повних рядів, які можна розмістити за мінімально допустимого зазору.
N0 = floor((Hеф + gmin) / (B + gmin))
Тут Hеф — доступна ширина поля настилу в мм, B — ширина дошки в мм, а gmin — мінімально допустимий зазор у мм.
Фактичний зазор. Для отриманої кількості рядів залишкова ширина рівномірно розподіляється між дошками.
gфакт = (Hеф - N0 × B) / (N0 - 1)
Якщо gфакт знаходиться між заданими мінімальним і максимальним значеннями, усі ряди залишаються повної ширини та використовується розрахований зазор.
Підрізання крайніх рядів. Якщо повні ряди неможливо розмістити в межах допустимого діапазону зазорів, на наступному етапі калькулятор використовує середнє значення між заданими мінімальним і максимальним зазорами.
gсер = (gmin + gmax) / 2
Додається один додатковий ряд, а перший і останній ряди підрізаються до однакової ширини. Таке симетричне підрізання зберігає розкладку настилу центрованою.
Bкрай = (Hеф - (N - 2) × B - (N - 1) × gсер) / 2
Якщо додатковий ряд фізично не поміщається з таким зазором, калькулятор використовує меншу кількість повних рядів і рівномірно розподіляє залишкову ширину між зазорами.
Лаги та фактичний крок
Максимальний крок лаг. Введене значення розглядається як верхня межа. Калькулятор ділить ефективну довжину поля вздовж дощок на ціле число однакових прольотів так, щоб фактичний крок лаг ніколи не перевищував заданого максимуму.
nпрольотів = ceil(Aеф / smax)
sфакт = Aеф / nпрольотів
Тут Aеф — розрахована довжина поля вздовж дощок у мм, а smax — заданий максимальний крок лаг у мм. Наприклад, якщо довжина поля становить 5850 мм, а максимальний крок — 400 мм, потрібно ceil(5850 / 400) = 15 прольотів, що дає фактичний крок 5850 / 15 = 390 мм.
Кілька полів. Якщо використовується центральна розділювальна дошка, ліве та праве поля настилу розраховуються окремо. У результаті показується найбільший фактичний крок лаг серед усіх розрахованих полів.
Загальна довжина лаг. Розраховується геометрична довжина кожної опорної лінії. Частини, що проходять через виключені ділянки, видаляються, після чого всі залишкові довжини лаг підсумовуються та переводяться з міліметрів у метри.
Опори під окремими відрізками дошки
Щонайменше дві реальні опори. Початок або кінець ділянки настилу сам по собі не вважається опорою. Враховуються лише фактичні положення лаг. Жоден відрізок основного настилу не може спиратися лише на одну лагу, тому абсолютний мінімум становить 2 опори.
Задана кількість опор. Спочатку калькулятор намагається забезпечити для кожного відрізка дошки мінімальну кількість опор, задану користувачем. Значення за замовчуванням — 3 лаги. Якщо цю вимогу неможливо виконати, алгоритм може зменшити кількість опор, але ніколи нижче 2, і виводить попередження.
Торцеві стики. Стики між основними дошками розміщуються на лініях лаг. Водночас довжина кожного відрізка не може перевищувати задану довжину цілої дошки.
Торцевий зазор і довжини відрізків
Торцевий зазор. У місці стику задане значення ділиться порівну між двома сусідніми відрізками: кінець першої дошки скорочується на половину зазору, а початок другої дошки — на другу половину. Тому кінцева вільна відстань між торцями дощок точно відповідає заданому значенню.
gстик = gторець / 2 + gторець / 2
Такий самий повний торцевий зазор зберігається між кінцем основної дошки та боковою периметральною рамкою, центральною розділювальною дошкою або рамкою навколо виключеної ділянки. Якщо потрібний зазор не поміщається в доступній довжині, розрахунок зупиняється і замість автоматичного зменшення зазору виводиться попередження.
Розбіг торцевих стиків
Автоматична розкладка. Калькулятор вибирає положення стиків серед доступних лаг з урахуванням довжини дошки та мінімальної кількості опор. Якщо можливі кілька варіантів, перевага надається розкладкам із меншою кількістю відрізків дошки з одночасним застосуванням вибраного правила розбігу.
Значення розбігу 0. Стики сусідніх рядів за можливості розміщуються на тих самих лагах. Значення від 1 до 5 визначають, скільки попередніх рядів потрібно враховувати, щоб уникати повторення стику на тій самій лагі.
Максимальний розбіг. Кожен наступний ряд зміщує весь набір торцевих стиків на одну лагу далі в одному напрямку. Після досягнення останнього допустимого положення послідовність починається знову. Якщо наступне зміщення порушує вимоги щодо довжини дошки або кількості опор, калькулятор вибирає наступну допустиму розкладку.
Варіанти укладання. Варіант 1 використовує автоматично вибране початкове положення. Варіанти 2–5 зміщують перший торцевий стик відповідно на 1–4 додаткові лаги, якщо це допускають довжина дошки та умови опирання, після чого решта розкладки перераховується.
Периметральна рамка та центральна розділювальна дошка
Периметральна рамка. Уздовж зовнішнього краю резервується смуга завширшки в одну дошку. Між рамкою та боком основних рядів використовується заданий мінімальний зазор між дошками, а між торцями основних дощок і боковою рамкою — заданий торцевий зазор.
Для бокових дощок рамки враховуються дві опорні лінії: одна біля зовнішнього краю, друга на межі основного поля настилу. Якщо дошка рамки проходить поперек лаг і має довжину більшу за задану довжину цілої дошки, кожен її торцевий стик повинен припадати на наявну лагу. Для дощок рамки, що проходять паралельно лагам, не потрібно, щоб їхні торцеві стики збігалися з поперечною лагою.
Центральна розділювальна дошка. Вона розміщується по центру тераси та ділить основні ряди на два незалежні поля. Уздовж обох боків розділювальної дошки передбачаються дві опорні лінії, а між нею та торцями основних дощок зберігається заданий торцевий зазор.
Виключені ділянки
Геометрія вирізу. Прямокутна виключена ділянка видаляється як із розрахунку площі, так і з геометрії рядів та лаг. Основні дошки закінчуються на межі вирізу, тому їхні фактичні довжини та схема стиків перераховуються.
Додаткова опора. Біля вертикальної межі вирізу калькулятор перевіряє найближчу наявну лагу з боку настилу. Якщо вона розташована не далі ніж 100 мм від краю, окрема опорна лінія не додається. Якщо відстань перевищує 100 мм, безпосередньо біля вирізу додається додаткова опорна лінія.
Рамка вирізу. Якщо ввімкнена периметральна рамка, аналогічна рамка формується також уздовж внутрішніх країв виключеної ділянки. Для елементів рамки, що проходять поперек лаг, торцеві стики також дозволяються лише на лагах.
Оптимізація розкрою та кількість цілих дощок
Спочатку формується геометрія. Калькулятор спочатку створює повний список необхідних відрізків для основних рядів, периметральної рамки та центральної розділювальної дошки. Лише після цього ці відрізки розподіляються між цілими дошками заданої довжини.
Повторне використання залишків. Кожен потрібний відрізок розміщується на придатній цілій дошці або залишку так, щоб після різання залишалося якомога менше невикористаної довжини. Розрахунок розкрою виконується двічі: один раз у початковому порядку деталей і ще раз після сортування від найдовших до найкоротших. Для кінцевого результату використовується варіант, що потребує меншої кількості цілих дощок.
Такий метод ефективно зменшує відходи, але є алгоритмом оптимізації, а не повним перебором усіх можливих комбінацій розкрою. Тому для великого та складного набору деталей математично мінімальна можлива кількість цілих дощок не гарантується.
Запас матеріалу. Фіксований відсотковий запас не додається, тому автоматичний коефіцієнт запасу становить 0%. Кількість терасної дошки визначається за фактично сформованою розкладкою та розрахованим повторним використанням залишків.
Ширина пропилу. Втрата матеріалу під час різання наразі приймається рівною 0 мм. Це означає, що два відрізки із сумарною довжиною рівно 3000 мм математично можуть бути отримані з однієї дошки довжиною 3000 мм.
Погонні метри до придбання. Цей результат визначається за кількістю необхідних цілих дощок, а не просто за сумою довжин готових відрізків.
Lпридбання = Nдощок × Lдошки / 1000
Довжини деталей у списку розкрою відображаються з округленням до 1 мм. Сам розподіл матеріалу використовує розраховані довжини до їх округлення для відображення.
Типові значення та європейські стандарти
Зазор між дошками. У системах терасного настилу часто використовуються значення приблизно 4–9 мм. Точний діапазон залежить від матеріалу, профілю, температури монтажу та вимог виробника; калькулятор використовує мінімальне та максимальне значення, введені користувачем.
Торцевий зазор. Для багатьох систем поширені значення приблизно 2–5 мм, хоча температурне розширення композитної дошки може вимагати іншого значення. Калькулятор не визначає цей зазор автоматично, а безпосередньо застосовує введене значення до кожного торцевого стику.
Крок лаг. У терасних конструкціях часто використовують відстань між осями приблизно 300–500 мм. Точне максимально допустиме значення залежить від профілю дошки, матеріалу, напрямку укладання та розрахункового навантаження; калькулятор використовує заданий максимальний крок як граничне значення.
EN 1995-1-1, Єврокод 5: Проектування дерев'яних конструкцій. Частина 1-1: Загальні правила та правила для будівель. Цей стандарт стосується проектування несучих дерев'яних елементів і є відповідним орієнтиром для дерев'яних лаг та опорних конструкцій. Тому калькулятор не задає один універсальний крок лаг, а розподіляє опори відповідно до максимального кроку, вибраного для конкретної конструкції.
EN 15534-4, Композити з матеріалів на основі целюлози та термопластів. Частина 4: Вимоги до профілів і плиток для настилів. Цей стандарт застосовується до деревно-полімерних та подібних композитних виробів для терасних настилів. Геометричні обмеження конкретного профілю, включаючи допустимі умови опирання та монтажні зазори, слід враховувати через відповідні вхідні значення, що використовуються в розрахунку.
EN 335, Довговічність деревини та матеріалів на її основі. Класи використання: визначення та застосування до масивної деревини й матеріалів на основі деревини. Класи використання допомагають описувати умови впливу вологи на дерев'яні елементи. Під час проектування тераси це важливо для вибору початкових вимог до матеріалу, зазорів та опорної конструкції.
FAQs
Чому фактичний зазор може відрізнятися від заданого мінімального або максимального значення?
Калькулятор не використовує мінімальний зазор автоматично. Спочатку він намагається розмістити повні ряди та обчислює точний рівномірний зазор; якщо це значення знаходиться в допустимому діапазоні, використовується саме воно. Якщо повні ряди неможливі, застосовується середнє значення заданого діапазону, а перший і останній ряди симетрично підрізаються.
Чому зміна кроку лаг змінює необхідні довжини дощок?
Торцеві стики між основними дошками повинні припадати на реальні опорні лінії. Зміна максимального кроку лаг змінює їх кількість і положення, а разом із цим і доступні місця для стиків. У результаті можуть змінитися розкладка, окремі довжини відрізків і кількість необхідних цілих дощок.
Чому кількість цілих дощок може бути меншою за кількість відрізків у розкладці?
З однієї цілої терасної дошки можна отримати кілька необхідних відрізків. Після розрахунку всіх довжин калькулятор розподіляє відрізки між цілими дошками та за можливості використовує залишкову довжину для наступних деталей. Тому кількість готових відрізків і кількість дощок до придбання є різними величинами.
Що відбувається, якщо задану мінімальну кількість лаг під дошкою неможливо забезпечити?
Спочатку розкладка розраховується із заданою кількістю опор. Якщо це неможливо, калькулятор може послабити вимогу та виводить попередження, але кожен окремий відрізок дошки все одно повинен спиратися щонайменше на 2 реальні лаги. Якщо неможливо забезпечити навіть дві опори, коректна розкладка не формується.
Як периметральна рамка та центральна розділювальна дошка впливають на кількість дощок і лаг?
Ці елементи зменшують розміри основного поля настилу та водночас самі потребують матеріалу. Бокова рамка використовує опорні лінії біля зовнішнього та внутрішнього країв, а центральна розділювальна дошка підтримується двома лініями вздовж своїх боків. Після цього калькулятор заново розраховує ряди, довжини дощок, лаги та план розкрою з урахуванням оновленої геометрії.