Excel函數在工程數據處理中的應用

曹曉光

作為Microsoft公司的旗艦級軟件,Excel軟件是一個使用方便、功能強大的表格數據處理和分析軟件,它具有強大的函數計算功能,其內嵌的函數眾多,擁有良好的操作界面,具有強大的數據輸入、編輯、訪問及復制功能,易學易用,功能強大,繪圖性能優秀,基本流程符合工程思維等一些特點。在工程方面特別是工程試驗方面,對大量的檢測數據的處理是一項耗時費力的重復性勞動,而Excel表格的強大數據處理功能恰能在這個領域發揮巨大的作用。本文通過簡述利用Excel軟件處理回彈法檢測數據,力圖說明計算表單軟件在這方面的優秀應用。

1 回彈法檢測數據的處理過程

1)中華人民共和國行業標準JGJ/T 23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程(以下簡稱《規程》)中規定的回彈值計算的基本方法是從某測區的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值,余下的10個回彈值取平均值作為平均回彈值(Rm);非水平方向檢測混凝土澆筑側面時,測區平均回彈值(Rm)=非水平狀態檢測時測區的平均回彈值()+非水平狀態檢測時回彈值修正值();水平方向檢測混凝土澆筑頂面或底面時,測區平均回彈值(Rm)=水平方向檢測混凝土澆筑表面或底面時測區平均回彈值(或)+混凝土澆筑表面或底面回彈值的修正值(或);當檢測時回彈儀為非水平方向且測試面非混凝土的澆筑側面時,應先按《規程》附錄C對回彈值進行角度修正,再按《規程》附錄D對修正后的值進行澆筑面修正。2)結構或構件的第i個測區混凝土強度換算值可按求得的平均回彈值(Rm)及測得的平均碳化深度值(dm)由《規程》附錄A查表得出,泵送混凝土還應按《規程》第4.1.6條計算。3)結構或構件的測區混凝土強度平均值可根據各測區的混凝土強度換算值來計算。當測區數為10個及其以上時,應計算強度標準差。4)當該結構或構件測區數少于10個時,結構或構件的混凝土強度推定值(fcu,e)等于構件中最小的混凝土測區強度換算值);當該結構或構件的測區強度值中出現小于10 MPa時,結構或構件的混凝土強度推定值fcu,e＜10 MPa;當該結構或構件測區數不少于10個或按批量檢測時,結構或構件的混凝土強度推定值

2 計算表單的解決方案

2.1 基本數據的錄入

1)打開一個 Excel工作簿,建立兩個工作表,分別命名為“回彈計算表”和“強度換算及回彈修正表”。

2)在“回彈計算表”中建立如圖1所示的表。

選中單元格D7,將單元格格式設置為“文本”,單擊工具欄上的“數據”—“有效性”,在“允許”中選擇“序列”,在“來源”中輸入“水平,30°,45°,60°,90°,-30°,-45°,-60°,-90°” ,單擊“確定”按鈕,此步驟用于方便選擇不同的測試角度。同樣在單元格G7中輸入“側面,表面,底面”,在單元格J7輸入“泵送,不泵送”。

3)在“強度換算及回彈修正表”工作表中輸入《規程》附錄A的測區混凝土強度換算表的數據,需要說明的是《規程》附錄A中回彈值的間距是0.2,而測區平均回彈值計算精確至0.1,因此有必要將回彈值密度加密至0.1,換算值依據回彈值0.2間隔的數據大小平均得出0.1間距的換算值數據。建立后的數據區域為(A2:N403)。

4)泵送混凝土強度換算表的建立:在“換算及回彈修正表”工作表中復制區域(B2:F403)數據至區域(O2:S403),依據《規程》附錄B中規定,在空白單元格中輸入“4.5”,選中區域(O3:O195,P3:P203,Q5:Q212),單擊鼠標右鍵,單擊“選擇性粘貼”在“運算”中選擇“加”,單擊“確定”按鈕,則選中區域數據統一加 4.5;在空白單元格中輸入“3”,同樣選擇區域(R9:R165,S13:S174),單擊鼠標右鍵,單擊“選擇性粘貼”在“運算”中選擇“加”,單擊“確定”按鈕,則選中區域數據統一加3。在單元格O196中輸入公式“=ROUND(((55-B196)*4.5/15+B196),1)”,復制單元格O196中的公式至區域(O197:O263,P204:P272,Q213:Q282)中;在單元格 R166中輸入公式“=ROUND(((40-E166)*3/10+E166),1)”復制單元格R166中的公式至區域(R167:R223,S175:S236)中,至此完成泵送混凝土強度換算表,其效果見圖2。

5)不同角度及不同澆筑面的回彈值修正值表的建立:在“強度換算及回彈修正表”工作表中區域(T2:AE403)中輸入不同角度及不同澆筑面的回彈值修正值,依據《規程》附錄C、附錄D中的數據,回彈值間隔為0.1,附錄表中未列出的值用內插法求得。

2.2 計算測區混凝土強度平均值

1)測區平均回彈值(Rm)的計算:在“回彈計算表”中選定單元格R10,輸入公式“=(SUM(B10:Q10)-SMALL(B10:Q10,1)-SMALL(B10:Q10,2)-SMALL(B10:Q10,3)-LARGE(B10:Q10,1)-LARGE(B10:Q10,2)-LARGE(B10:Q10,3))/10” ,公式的“SMALL(B10:Q10,i)”含義是在區域(B10:Q10)數據組中第i個最小值,“LARGE(B10:Q10,i)”含義是在區域(B10:Q10)數據組中第i個最大值,“SUM(B10:Q10)”的含義是區域(B10:Q10)數據組中各數據的總和。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成區域列(R11:R19)的公式輸入,完成其余測區行的平均回彈值計算。

2)測區角度修正后的平均回彈值的計算:在“回彈計算表”中選定單元格S10,輸入公式“=ROUND((R10+INDEX(強度換算及回彈修正表! ＄T＄3:＄AE＄403,MATCH(R10,強度換算及回彈修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(＄D＄7,強度換算及回彈修正表!＄T＄2:＄AE＄2,0))),1)”。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成區域列(S11:S19)的公式輸入,完成其余測區行角度修正后的平均回彈值計算。

3)測區澆筑面修正后的平均回彈值的計算:在“回彈計算表”中選定單元格T10,輸入公式“=ROUND((S10+INDEX(強度換算及回彈修正表!＄T＄3:＄AE＄403,MATCH(S10,強度換算及回彈修正表!＄A＄3:＄A＄403,1),MATCH(＄G＄7,強度換算及回彈修正表!＄T＄2:＄AE＄2,0))),1)”,公式中各函數的含義同上。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成區域列(T11:T19)的公式輸入,完成其余測區行澆筑面修正后的平均回彈值計算。

4)測區混凝土強度平均值的計算:在“回彈計算表”中選定單元格V10,輸入公式“=IF(＄J＄7=“泵送”,INDEX(強度換算及回彈修正表!＄O＄3:＄S＄403,MATCH(T10,強度換算及回彈修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(U10,強度換算及回彈修正表!＄O＄2:＄S＄2,0)),INDEX(強度換算及回彈修正表!＄B＄3:＄N＄403,MATCH(T10,強度換算及回彈修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(U10,強度換算及回彈修正表!＄B＄2:＄N＄2,0)))”。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成區域列(T11:T19)的公式輸入,完成其余測區行混凝土強度平均值計算。

2.3 計算混凝土強度推算值

在“回彈計算表”單元格W15中輸入公式“=ROUND(AVERAGE(V10:V19),1)”,求得構件混凝土強度平均值,在單元格W17中輸入公式“=ROUND(STDEV(V10:V19),2)”,求得構件混凝土強度標準差,在單元格 W13中輸入公式“=ROUND((W15-1.645*W17),1)”,求得構件混凝土強度推定值。

3 計算實例

某構件混凝土為C50泵送混凝土,采用混凝土回彈儀對該構件混凝土側面進行向上30°回彈,實測 10個測區,則在“回彈計算表”工作表中的區域(B10:Q19)輸入10個測區的回彈值和碳化深度等基本數據。然后用Excel軟件自動計算查表得該構件的混凝土抗壓強度推定值為52.2 MPa。

4 結語

1)上述方法針對測區為10個的混凝土回彈強度推定計算,如果測區小于 10個(如6個)則只需刪除區域(B16:V19)中的數據和公式,合并區域(W10:W19),并在其中輸入公式“=MIN(V10:V15)”,則可計算出構件混凝土推定值。2)Excel辦公軟件強大的數據處理功能遠不止這些,其函數包括財務、時間與日期、數學與三角函數、統計、查找與引用、數據庫、邏輯、文本與信息等類型,此例只涉及到了數學與三角函數、查找與引用、邏輯等函數。本文旨在通過利用Excel辦公軟件處理回彈法測定混凝土強度的例子,啟發工程人員的靈感,使用Excel辦公軟件處理更多的工程檢測數據,以節省大量時間和精力。

[1]JGJ/T 23-2001,回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程[S].

[2]趙玉祥.在工程招標評標中利用Excel表格進行自動計算[J].山西建筑,2008,34(18):365-366.