• Тема: «Программный расчет количества и цены пиломатериалов для возведения малометражной одноэтажной постройки с односкатной крышей»
  • КРИТЕРИЙ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ
  • ДОСТУПНОСТЬ РЕСУРСОВ
  • ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА
  • РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА
  • ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ
  • КРИТЕРИЯХ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ.
  • Интернет ресурсы

  • Скачать 105.38 Kb.


    Дата11.12.2018
    Размер105.38 Kb.

    Скачать 105.38 Kb.

    «Программный расчет количества и цены пиломатериалов для возведения малометражной одноэтажной постройки с односкатной крышей»



    ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
    ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ

    «ШКОЛА № 924»

    ПРОЕКТ

    Тема: «Программный расчет количества и цены пиломатериалов для возведения малометражной одноэтажной постройки с односкатной крышей»
    Выполнили:

    ученики 8 класса

    Куприянова Дарья,

    Новиков Максим,

    Фролов Артём

    Руководители:

    Долженкова Владлена Игоревна, учитель

    информатики и ИКТ ГБОУ Школа № 924,

    Жирякова Ольга Алексеевна, учитель

    математики ГБОУ Школа № 924

    Москва

    2017


    Устав от шума и ритма мегаполиса, современный человек ищет спокойствия и уединения в собственном уголке на свежем воздухе, в котором можно бы было отрешиться от повседневных проблем и побыть наедине с природой.

    Строительство домов сегодня стоит достаточно дорого, и не каждый может себе позволить такое удовольствие, поэтому дом эконом-класса является наилучшим выходом для большинства граждан.

    Жилые дома эконом-класса строятся по стандартным, часто повторяющимся проектам. Подобные строения пользуются большой популярностью у дачников и других людей, предпочитающих жить на природе. В основном они служат для проживания в период летнего отдыха.

    Современные технологии возведения дачных домов предполагают огромные возможности выбора стройматериалов. Но оптимальным материалом для дачной постройки является древесина, а принципом строительства – каркасное сооружение.

    Древесина, как много лет назад, так и сегодня, остается наиболее востребованным и проверенным материалом. Строительство дачных домов из бруса сегодня необычайно популярно у населения, поэтому осуществляется данный процесс достаточно активно. Дачные дома из бруса — это эстетичные и практичные сооружения, способные прослужить в течение многих лет. 

    Постройки из бруса – это поистине одна из вершин деревянного домостроения. Древесина – уникальный природный материал, который обладает огромным количеством исключительных качеств. Вот лишь некоторые, самые важные из них:


    1. Благодаря отличным теплоизоляционным характеристикам, в деревянных домах создается идеальный микроклимат – в них не холодно зимой и не жарко летом, им не требуется принудительная вентиляция и тем более кондиционеры;

    2. Древесина не имеет противопоказаний, жизнь в деревянном доме подходит всем категориям людей – от младенцев до пенсионеров почтенного возраста с неидеальным здоровьем;

    3. Восстановление сил в доме из бруса происходит заметно быстрее, чем в каменных и иных любых домах, особенно построенных с применением бетонных и силикатных стеновых материалов.

    Обычно для дачи выбираются компактные строения.

    Одним из вариантов подобных построек может послужить небольшой садовый домик, состоящий часто из одной комнаты. Предназначен он для временного проживания и причисляется к хозяйственным постройкам.

    Возводятся такие дома быстро, себестоимость у них низкая, расходы на обслуживание в ходе эксплуатации тоже не слишком большие.

    Дом из бруса – это уют, комфорт, тепло и здоровье семьи на долгие годы!

    Чтобы дачный дом приносил только радость, а строительство не вышло неоправданно дорогим, надо подойти к вопросу грамотно и рассудительно. Безусловно, первое, что необходимо будет сделать - это определиться с размерами постройки, составить проект, спланировать дальнейшую работу.
    ПРОБЛЕМА

    "Зодчий", "Терем", "Загородное счастье", "Свой дом", "МастерОК" и многие другие... Огромное количество строительных компаний предлагает свои услуги, судя по рекламе, качественно и недорого. Однако, изучив интернет-отзывы потребителей, а также обращение моих родителей в одну из строительных компаний говорит об обратном: на деле цена значительно выше заявленной в рекламе. Так, например, цена в 800 тысяч шикарной 2-х этажной постройки реально обходится в 2 млн. рублей. В этом случае, для среднестатистических дачников собственный домик или постройка для хозяйственных нужд становится не по карману.

    Возникает вопрос: быть может, возвести строение самостоятельно?

    Появляется проблема: как еще до начала строительства собственными силами и покупки материалов понять: не станет ли этот процесс более затратным, чем приобретение, пусть даже самого скромного по архитектурным замыслам, сооружения? И еще: можно ли освоить азы строительного дела, чтоб сэкономить на оплате бригады строителей?

    Идея проекта родилась тогда, когда родители решили построить небольшой гостевой домик на дачном участке. Я решил написать программу на языке программирования Pascal, которая смогла бы автоматически рассчитать количество пиломатериалов и материальные затраты, необходимые для возведения домика по заданным параметрам: длине, ширине, количеству окон и цены за кубометр пиломатериалов.

    К проекту я привлек своих школьных друзей. Тогда мы действовали быстро и слаженно, пытаясь доказать взрослым, что когда не хватает пиломатериалов, несколько раз заказывать манипулятор с брусом очень накладно с финансовой точки зрения.


    КРИТЕРИЙ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ

    Критерием результативности мы решили определить ответы на два вопроса:



    • Совпадет ли количество условных пиломатериалов, напечатанных на 3d принтере, использованном в создании модели, и наш расчет на Pascal?

    • Что же окажется ближе к реальным затратам пиломатериалов на текущую постройку: теоретические подсчеты или программный расчет?



    КОНЦЕПЦИЯ

    Несмотря на то, что строительство реального объекта шло на собственном дачном участке, все равно пришлось посетить большое количество сайтов, где пошагово инструктируют о порядке возведения каркаса деревянного дома.

    Строение предполагает односкатную крышу, что удешевляет летнюю постройку.

    Мы также понимали, что чердака при односкатной кровле или не предполагается вовсе, или он получается настолько маленьким, что о его широкой функциональности приходится забыть. Поэтому, как в модели, так и в программе, не стали учитывать лаги перекрытия, формирующие ровный потолок, да и с точки зрения интерьера - это довольно оригинальное и современное решение.

    План создания модели полностью соответствовал плану возведения реальной постройки:


    1. Нижняя обвязка

    2. Установка монтажных лаг

    3. Каркасные стены

    4. Стропильная система

    5. Гидроизоляция крыши

    6. Крышевое покрытие

    7. Черновой пол

    8. Пароизоляция пола

    9. Утепление

    10. Гидроизоляция пола

    11. Чистовой пол

    12. Монтаж окон

    13. Монтаж двери

    14. Пароизоляция стен

    15. Обшивка фасада


    ДОСТУПНОСТЬ РЕСУРСОВ

    Идея создания модели дома (Приложение 1) пришла гораздо позже, тогда, когда в школу осуществили поставку нового оборудования, среди которого был 3d принтер. В комплект поставки входил пластик PLA (или полилактид). Он экологически безопасен, биоразлагаем, его структурная единица - молочная кислота. PLA пластик производят из кукурузы или сахарного тростника, картофельного и кукурузный крахмала, соевого белка, целлюлозы. PLA пластик обладает существенным недостатком – это повышенная хрупкость. Случайно уронив изделие на пол, можно легко его повредить. Имеются также сложности с обработкой – не сглаживается ацетоном и плохо склеивается, расслаивается при резке. С этими проблемами мы столкнулись при сборке дома из пластиковых деталей.

    Если печать модели на 3д принтере доступна не каждому, то программа, созданная нами в бесплатной среде программирования Pascal, поможет любому дачнику рассчитать и купить необходимое количество пиломатериалов.

    Для работы с языком потребуется программа Pascal ABC.NET. 


    Скачать её можно здесь: http://pascalabc.net/
    ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА:

    • мы изучили технологию каркасного строительства, опираясь не только на интернет источники, но и на реально возводимую на наших глазах постройку (Приложение 2);

    • уяснили, какого размера пиломатериалы используются в каркасном строительстве;

    • смоделировали отдельные элементы каркаса в программе 123DDesign;

    • сгенерировали G-кода для 3D-принтера в приложении-слайсере Cura;

    • распечатали модель;

    • выполнили сборку деталей макета в масштабе 1:25, воспроизводящим внешний вид объекта-оригинала;

    • с помощью математических формул произвели расчеты количества пиломатериалов разного размера на каждом этапе возведения постройки;

    • написали программу на языке программирования Pascal.


    РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА

    Так как 3d принтер в нашей школе появился недавно, то для печати элементов модели необходимо было в сжатые сроки освоить азы программы 123DDesign (приложение бесплатное) для собственно моделирования и приложение-слайсер Cura для генерации G-кода для 3D-принтера (программа шла как программное обеспечение к принтеру).

    Еще одна проблемная ситуация возникла уже в процессе написания программы расчета. Логично предположить, что на площади дома 12 кв. м. вряд ли потребуется более 2-х окон в домике, однако, если дачник выбирает параметры 5х6 или 6х6 метров, то 2-х окон явно будет недостаточно. Пришлось каждую стену, имеющую окна рассчитывать отдельно.

    В связи с наибольшей длиной бруса в 6 метров, мы были вынуждены ограничить размер постройки. Это ограничение связано с тем, что для постройки большей площадью необходимо наращивать брус определенным образом в основании дома (обеих ярусов нижней обвязки), в верхней обвязке, в стропильной системе (в программе мы учли вариант использования нарощенных стропил на размере постройки 6 метров в ширину и вариант нарощенных досок обрешетки на длине 6 метров). Максимальные параметры, которые может задать пользователь - 6х6 метров.


    ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ

    Когда пластиковая модель была собрана, а программа автоматического расчета написана (Приложение 3), пришло время сравнить итоговые показатели. Нами были пересчитаны все элементы, использованные для сборки модели, и сгруппированы по размерам, а потом выполнен расчет пиломатериалов в программе, в которую были внесены исходные параметры дома до масштабирования 1:25.

    Сравнительный анализ показал состоятельность программы - количество использованных "пиломатериалов" для модели и их автоматизированный расчет были идентичны.

    У читателя, изучившего (Приложение 2), возникнет вполне обоснованный вопрос: почему мы не освещаем второй вопрос, поставленный нами в КРИТЕРИЯХ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ. Дадим пояснения:



    1. Изначально дачная постройка планировалась размерами 5,0х6,5 метров. В результате резкого изменения погодных условий и громоздкости технического устройства, ямобур допустил погрешности при бурении скважин под опоры фундамента (использовалась технология опорно-столбчатого фундамента с несъемной опалубкой). Финальный размер постройки составил 5,5х6,9 метров, что выходит за рамки ограничений задаваемых параметров в программу, написанную нами.

    2. Изучая допустимый угол наклона ската крыши, а для волнистых кровельных материалов, типа ондулина, ондувиллы, еврошифера, допустимым является 6°, мы использовали автоматический расчет прямоугольного треугольника по катетам на сайте http://www.intuwiz.ru/calculator-right-triangle.html#.WLxIpqChpBe.

    Угол ската макета составляет 9,5° при катетах 50 и 300 см.

    С точки зрения дизайнерского подхода к интерьеру (создание большей разницы между минимальной и максимальной высотой помещения), в дачном доме было принято решение увеличить угол ската крыши до 10,3° при катетах 100 и 550 см, что увеличило гипотенузу, а, следовательно, и расход пиломатериалов на стропила и контробрешетку.

    Итак, для корректного подсчета количества и цены пиломатериалов необходимо понимать технологию строительства дома с односкатной крышей, воплощенной нами в макете и прописанные в программе параметры (в мм):


    1. Первый ярус нижней обвязки формируется из бруса 150х100.

    2. Второй ярус - из бруса 100х100.

    3. Половые лаги 100х50 укладываются через 60 см друг от друга. создавая ячейки для утеплителя.

    4. Для чернового пола и обрешетки крыши используется доска размером 20х250.

    5. В нижней обвязке, на 1/2 ширины здания, по длине кладется центральная лага 100х50.

    6. Чистовой пол формируется из досок 40х200.

    7. Углы дома - это стойки 150х100.

    8. Брусок для вентиляции фасада, вентиляции стен и контробрешетки имеет размер 50х50.

    9. Для верхней обвязки необходим брус 100х100.

    10. Для крепления оконной рамы и двери подойдет брус 100х100.

    11. Стеновые стойки 100х50 обеспечат жесткость каркаса.

    12. На глухой стене используется центральная стойка 100х100.

    13. В качестве стропил используется брус 100х50.

    Надеемся, что наша программа поможет многим дачникам, интересующимся малометражными постройками, правильно спланировать бюджет и осуществить свою мечту о возведении небольшого летнего домика для себя или гостей, либо построить времянку или хозблок для собственных нужд.



    Интернет ресурсы:


    1. Ларри Хоон. Очень эффективный плотник:

    https://www.youtube.com/watch?v=xXC1RAgAuO0

    1. Ларри Хоон. Очень эффективный плотник:

    https://www.youtube.com/watch?v=06uoJNjXMUA

    1. https://mainavi.ru/dom/stroitelstvo-doma/karkasnyj-dom-svoimi-rukami/

    2. http://postroj-sam.ru/karkasnye-doma/karkasnyj-dom-svoimi-rukami-poshagovaya-instruktsiya-s-foto.html

    3. http://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/stroitelstvo-karkasnogo-doma-svoimi-rukami.html

    4. http://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/karkasnyj-dom-svoimi-rukami

    5. http://proroofer.ru/montaz/montazh-krovli/ugol-naklona-kryshi.html

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    «Программный расчет количества и цены пиломатериалов для возведения малометражной одноэтажной постройки с односкатной крышей»

    Скачать 105.38 Kb.