Большие отверстия не ослабят брус?
По классике деревянных конструкций ослабляют. Считается так: сверленое отверстие перерезает волокна, оно становится концентратором напряжений, гвоздевое - раздвигает. То есть вроде бы пятый вариант лучше. Но необходимо ли так делать в вашем случае - вопрос.
Если хотите более точный ответ, найдите учебник деревянные конструкции, там есть расчетные данные. А также более интересные вещи - конструктивные требования к соединениям. То есть рекомендации, какие расстояния надо выдерживать между и до краев для разных типов соединений. Хотя, по моему, для каркасников сейчас должны существовать простые указания как крепить, типа альбомов технических решений или переводных книг типа Рамсея.