如何運用Excel編制腳手架計算程序_楊峰

1、如何運用 e x c e l 編制腳手架計算程序楊峰( 冶金建設(shè)公司)摘要本文主要介紹如何使用常用的辦公軟件 e x c e l 來編寫腳手架安全驗算程序。 計算參數(shù)輸入后絕大多數(shù)的計算可以應(yīng)用 e x c e l 提供的內(nèi)部函數(shù)進行計算, 少量借助自定義函數(shù)進行計算。關(guān)鍵詞腳手架自定義函數(shù)e x c e l1前言編制腳手架安全專項方案, 對腳手架的驗算是一個重要內(nèi)容 。腳手架驗算過程繁瑣, 買現(xiàn)成的計算軟件有點貴,自已動手編制一個計算程序 ,既節(jié)約又能提高工作效率。如果運用編程語言編寫計算程序, 首先要掌握一門編程語言, 其編寫、調(diào)試過程均不易掌握 。我們可以利用常用的辦公軟件 e x c

2、e l 來編寫腳手架計算程序,其編寫過程如下述。2計算流程首先根據(jù)工程實際情況, 確定腳手架的搭設(shè)高度 ,步距 、 橫距、 縱距, 腳手架工作狀況等計算條件 ,然后對腳手架大橫桿、 小橫桿 、 立桿 、 連墻桿 、 扣件 、 地基基礎(chǔ)等進行驗算 。程序?qū)︱炈憬Y(jié)果進行判斷 , 并顯示 。如果不滿足 , 調(diào)整腳手架基本參數(shù)重新計算; 如果滿足 ,結(jié)束計算 ,導(dǎo)出計算書 , 其計算流程見下圖 1示 。腳手架基本參數(shù)是指腳手架的搭設(shè)高度 , 步距、橫距、 縱距、腳手架工作條件等基本狀況的描述 ,其值一般是根據(jù)施工現(xiàn)場情況進行選擇的 。落地式扣件鋼管腳手架的基本計算參數(shù)可參見圖 2所示。圖 1腳手架計算

3、流程圖 2 計算參數(shù)29研究與探討 基本參數(shù)的輸入界面要求清晰、簡潔 。絕大多數(shù)數(shù)據(jù),可以直接通過鼠標(biāo)選取,以減輕操作負擔(dān) ,同時數(shù)據(jù)的輸入過程中還應(yīng)能夠給予簡潔 、 清晰的提示信息 。選擇 e x c e l 菜單中的數(shù)據(jù)命令可以實現(xiàn)這一點。比如對上表 e 8單元格中場地類別的輸入 ,可以先做以下設(shè)置: 依次打開 e x c e l 菜單中的數(shù)據(jù) , 數(shù)據(jù)有效性對話框( 見圖 3所示 ) , 在設(shè)置對話框中選擇序列,輸入不同的場地類別 a 、b 、c 、d ; 在輸入信息對話框中輸入規(guī)范對場地類別如何劃分的提示信息。圖 3數(shù)據(jù)有效性對話框圖 4參數(shù)提示信息示例這樣在對場地類別參數(shù)的輸入時 ,

4、可以通過下拉菜單在預(yù)先設(shè)置的 a 、b 、c 、d 中選擇符合工程實際情況的相應(yīng)參數(shù) ,同時還提供規(guī)范對場地類別如何劃分的提示信息,見圖 4所示 。4其它相關(guān)參數(shù)的計算其它相關(guān)參數(shù)均通過基本參數(shù)的確定而確定 ,主要的相關(guān)參數(shù)見下表一,兩者均是后續(xù)所有計算過程引用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 。主要通過以下三種方法計算而來 。表 1相關(guān)參數(shù)鋼管直徑( m)0. 048每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 ng 1( k n/m )0. 1579風(fēng)壓高度變化系數(shù) u z0. 904迎風(fēng)面積21. 06擋風(fēng)面積12. 636立桿壓桿穩(wěn)定系數(shù) 0. 308連墻桿穩(wěn)定系數(shù) 20. 921風(fēng)壓體型系數(shù) u s0. 720鋼材 e

5、值( n/m m2)206000鋼管 w( c m3)5. 13鋼管 i ( c m4)13. 08鋼管截面積( m m2)489回轉(zhuǎn)半徑 i ( c m )1. 7每米自重 q1( k n /m)0. 0355欄板, 擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值 q2( k n/m)0. 11腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值 q3( k n/m)0. 35立桿計算長度 l02. 55立桿 ( 長細比)150. 00活荷載計算標(biāo)準(zhǔn)值 q ( k n/m2)3吊掛的安全設(shè)施荷載, 包括安全網(wǎng)( k n/m2)0. 005連墻桿 ( 長細比)29絕大多數(shù)計算可以運用 e x c e l 提供的內(nèi)部函數(shù)進行計算,其中用的最多的是 i f 函數(shù)

6、 。在 i f 函數(shù)中還可以嵌套 i f 函數(shù)或其它函數(shù),最多可以嵌套 7層 i f 函數(shù) ,即可以對七個不同條件進行判斷后返回不同的結(jié)果 。例如圖 5中 b 38單元格中腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值的大小與 b 37單元格中所選腳手板的類型有關(guān) ,在 b 38單元格中輸入下面計算公式“ = i f ( b 37 = “沖壓鋼腳手30研究與探討板 , 0. 3, i f ( b 37 = “竹串片腳手板 , 0. 35, i f ( b 37 =“木腳手板 , 0. 35, “腳手板未選型 ) ) ) ”, 這樣如果b 37單元格中選擇竹串片腳手板, 腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值為 0. 35,如果選擇沖壓鋼腳手板

7、,結(jié)果為 0. 3,如果選擇的是木腳手板,結(jié)果為 0. 35,如果沒有選擇腳手板類型將顯示腳手板未選型 。圖 5i f 函數(shù)運用示例當(dāng)函數(shù)值與自變量之間無明顯的聯(lián)系 ,或關(guān)系復(fù)雜 ,存在多種聯(lián)系 ( 比如分段函數(shù)) 尤其是查表取值,此時可以利用 e x c e l 的自定義函數(shù)功能 。利用此功能可以解決立桿穩(wěn)定系數(shù)計算、風(fēng)壓高度變化系數(shù)計算 ,每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 n g 1( k n /m ) 計算等問題。比如根據(jù)計算出來的立桿 ( 長細比 ) 查表選擇立桿穩(wěn)定系數(shù) 值。表中立桿 可能的取值為 0 - 250, 及大于 250,用 i f 函數(shù)是不能進行判斷并計算的 ( 這種情況不多

8、 , 可以單獨作一張表 , 進行手工處理 ,查表后填入相應(yīng)的取值, 比如立桿穩(wěn)定系數(shù)表 、 風(fēng)壓高度變化系數(shù)表 。這種辦法可以考慮 ,但程序自動計算的功能減弱, 不便使用, 不是最好的辦法 ) 。利用 e x c e l 自定義函數(shù)功能 , 自定義一個以 為自變量的 立桿穩(wěn)定系數(shù) 函數(shù) , 使用時可直接引用。自定義函數(shù)的方法為選擇工具命令 ,依次選擇宏 , v i s u a l b a s ic 編輯器,切換至 v is u a l b a s ic 模塊, 再選擇插入模塊命令,在出現(xiàn)的空白程序窗口中鍵入自定義函數(shù) v b a 程序 ( 見圖 6所示) 。f u n c t io n立桿穩(wěn)定

9、系數(shù) ( a s s i n g l e )i f = 0 t h e n立桿穩(wěn)定系數(shù) = 1e ls e i f = 1 t h e n立桿穩(wěn)定系數(shù) = 0. 997e ls e i f = 2 t h e n立桿穩(wěn)定系數(shù) = 0. 995e ls e i f = 3 t h e n立桿穩(wěn)定系數(shù) = 0. 992. . . . . ( 其余程序段略 ) . . . . . . . . .e ls e i f = 251 t h e n立桿穩(wěn)定系數(shù) = 7320 / / e n di fe n df u n c t i o n圖 6自定義函數(shù)編輯窗口完成編寫工作后, 在同一工作薄內(nèi),就可以與使

10、用e x c e l 內(nèi)部函數(shù)一樣在工作表中使用自定義函數(shù)。圖 7b 26單元格中直接引用了自定義的 立桿穩(wěn)定系數(shù)函數(shù),是一個 取值 207時,立桿穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果。圖 7自定義函數(shù)運用示例查表取值時 ,如果自變量與函數(shù)值之間的關(guān)系可31研究與探討以用數(shù)學(xué)公式表達出來,可以將表格轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)公式在 e x c e l 表中直接引用。例如, 規(guī)范中計算長度系數(shù)表 ( 見表 2) ,可以轉(zhuǎn)化為下面的以立桿橫距為變量的分段函數(shù):二步三跨時 = 0. 2 l b + 1. 29三步三跨時 = 0. 2 l b + 1. 49其中: 為長度系數(shù)值, l b 為立桿橫距對連墻件的布置形式可以用 i f 函

11、數(shù)進行判斷。表 2腳手架立桿的計算長度系數(shù)類別立桿橫距連墻件布置二步三跨三步三跨雙排架1. 05m1. 501. 71. 3m1. 551. 751. 55m1. 601. 80總之結(jié)合 e x c e l 自身提供的豐富函數(shù)并靈活運用以上方法 ,可以實現(xiàn)對其它參數(shù)的自動計算 。5腳手架構(gòu)件及地基承載力等驗算腳手架構(gòu)件及地基承載力等的驗算過程所用的計算方法同其它參數(shù)計算方法 。有三點值得注意。1) 在每個計算過程結(jié)束時 , 要用 i f 函數(shù)或自定義函數(shù)對計算結(jié)果進行判斷,并用帶有顏色的字體明確地顯示出判斷結(jié)果 。如果有不能滿足要求的 ,對基本參數(shù)進行修改 ,直至滿足要求 。2) 整個計算書的

12、書寫應(yīng)該工整 ,盡量做到在 e x -c e l 中就可以直接打印 。圖 8是腳手架計算程序中計算書局部編寫樣式。3) 插入適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D 。最好用專業(yè)繪圖軟件 ,比如 a u t o c a d ,繪制好后直接粘貼到 e x c e l 文檔 。圖 8 計算書局部編寫樣式( 下轉(zhuǎn)第 15頁)32研究與探討顯微組織之間的差異, 且邊緣還出現(xiàn)粗大的珠光體片 。同時化學(xué)成分分析偏析區(qū)碳含量是正常的幾倍 。像這樣嚴(yán)重的偏析 , 對性能必然有一定的影響,貧 、 富碳懸殊導(dǎo)致鋼材的力學(xué)性能呈各項異性, 尤其是使鋼材整個橫截面的強度 、 硬度不均勻 ,塑性 、 韌性也達不到指標(biāo)要求,在鍛造時容易產(chǎn)生鍛造裂

13、紋。4. 4 原材終軋溫度偏高原材組織中出現(xiàn)大量的魏氏組織是由于原材終軋溫度偏高 ,導(dǎo)致組織出現(xiàn)過熱現(xiàn)象 。因為鋼件出現(xiàn)魏氏組織后 ,機械性能明顯下降。一般認為 ,由于過熱奧氏體晶粒粗大產(chǎn)生的魏氏組織, 降低鋼的沖擊韌性 、 斷面收縮率 ,使鋼變脆, 若奧氏體晶粒并不粗大,純粹由于冷卻速度快慢形成的魏氏組織對性能影響不大。但此次從失效樣品中觀察到的組織晶粒較粗大,此種情況下產(chǎn)生的魏氏組織必然使鋼的力學(xué)性能降低 ,特別是對韌性的影響尤為嚴(yán)重 , 導(dǎo)致鍛造時容易開裂。4. 5 用戶操作不當(dāng)因用戶鍛造加熱溫度過高, 使鋼的組織過燒。而過燒導(dǎo)致鋼的晶粒粗大,晶界熔化,甚至形成空洞 ,必然導(dǎo)致鋼的塑性變

14、形能力降低, 從而導(dǎo)致鋼在鍛造時發(fā)生破裂, 形成裂紋。另外,如果用戶鍛造前加熱的速度過快或裝爐溫度過高 ,使鋼材表面與內(nèi)部溫差過大產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力 ,也會形成裂紋 。當(dāng)變形速度過大時, 鋼的塑性不足以承受變形的壓力, 即可能引起脆性破裂, 這種情況往往在鍛造的開始階段就發(fā)生了, 并且情況是十分嚴(yán)重的 。這幾種情況都容易導(dǎo)致鍛造開裂。5結(jié)論對鍛造開裂的失效樣品進行較全面的分析后 ,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致鍛造開裂的原因與材中的夾雜物、小裂紋、組織偏析 、 終軋溫度偏高以及用戶鍛打不當(dāng)均有關(guān)系 。( 上接第 32頁 )6計算程序的保護因為編制計算程序的工具為 e x c e l , 整個表格中有很多的公式,如果有不小心的操作改變了公式那么將引起錯誤 ,所以必須采取措施限制對表格的不必要改動?？梢杂?e x c e l 中提供的保護工作表命令對表格不允許改動的內(nèi)容進行保護, 僅留下基本參數(shù)輸入?yún)^(qū)輸入數(shù)據(jù)。詳細方法可以參考其它介紹 e x c e l 的書籍。7計算書的打印如果對 e x c e l 的排版不滿意 ,可以將文檔復(fù)制到wo r d 中重新排版 。用到的命令依次為將表格按制表符轉(zhuǎn)化為文字,