利用Excel表格進行管網平差

廣東博意建筑設計院有限公司 田路洪

利用Excel表格進行管網平差

廣東博意建筑設計院有限公司 田路洪

現行給水管網計算多為環狀管網平差計算。由于管網平差計算量大,手算浪費大量人力、而且容易出錯,機算方便快捷,但現行的計算軟件多輸入繁瑣、輸出不直觀。隨著Excel表格計算功能的改進,利用Excel表格(Excel2007及以上版本)進行管網平差計算,計算快捷、輸入方便、輸出直觀。本文就此探討excel在管網平差計算中的應用。

管網平差Excel單元格

一、計算原理與依據

計算方法采用哈代-克羅斯法,具體詳見中國建筑工業出版社《給水工程》第四版,此處不再贅述。

二、表格代碼

下面是計算表格的第一行公式代碼(excel中第四行,見表1),冒號前為excel單元格名稱,冒號后為該單元格內輸入的公式。第一行公式輸完后,選中第一行,待鼠標變成“+”后向下拖曳鼠標,至行數滿足要求。本文僅提供了1次校正的平差公式,更多次平差可參考第1次校正公式在第1次校正右側依次編寫第n次校正公式(n>1)。

表1

表1 （續）

三、表格說明

q(L/S)、v(m/S)、1000i(m/Km)、h(mH2O)分別為相應管段流量、流速、水力坡度、水頭損失,⊿q為環校正流量。每環最后一個∑h值為該環閉合差。

四、計算方法

需要輸入的數據為表中灰色部分。

環的輸入:如環1-2-3-4-1,在C列依次輸入2、3、4、1,如繼續輸入環,先空一格,再輸入。

管長、管徑及初分水量分別輸入到E、F、G列。

Excel計算選項選自動,輸入完畢,表格即計算完畢。查看結果,待小環⊿h<0.5m,大環⊿h<1.0m時,平差結束。

五、管網平差舉例

一城市居住區,各節點標高相同。該聚居區給水管網簡化如圖1,節點流量(L/S)、管徑(mm)、管長(m)、初分流量(L/S)如圖。節點1為水源節點,水壓為28mH2O。進行管網計算,并保證最不利點服務水頭24mH2O。

計算:平差結果見表1、表2(表1、2為一個Excel表格,中間省略了第1～4次校正)。為提高平差結果的準確度,本文采用第4次平差,結果詳見表2,小環大環1-2-8-7-6-5-4-1⊿h=1.848+0.98-01554+0.966-1.308+0.003-1.53-0.289=0.116 <0.2mH2O,⊿h<0.10m,精度高出手算5倍。最不利點水壓為24.761mH2O>24mH2O,滿足要求。

表2

表3 (左側為正文第5、6條內容,右側為正文第7條內容)

六、增加校正次數可提高平差結果精度

為提高平差結果的準確性,可多平差幾次,技術人員的工作幾乎沒有增加,但計算結果準確度大幅提高。如正文第5條中采用了4次平差,精度比手算提高了5倍。若用Excel表格進行8次平差(限于篇幅平差結果讀者可按上述方法自行計算),小環⊿h< 0101mH2O,大環⊿h=0.012mH2O<0.02mH2O,精度較手算提高50倍。

七、地勢有起伏的管網平差

對于地勢起伏的地塊,先用上述方法進行平差,再疊加由于地形起伏造成的水頭差。

實例:節點1為水源節點,水壓為34mH2O,節點地面標高見表3,其他同正文第5條。管網平差見表1～表2,水頭計算結果見表3。可見本文講述的方法也適用于地勢起伏的情況。

八、由綜上所述可知

利用Excel計算表格進行管網平差方便快捷不易出錯,且輸出界面規整、直觀;多次平差可消除初分流量不準的影響。使用Excel進行管網計算,可大幅提高計算速度質量、降低設計人員工作強度。

[1]嚴煦世,范瑾初.給水工程.第四版.中國建筑工業出版社,1999

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