Excel函数在工程数据处理中的应用

曹晓光

作为Microsoft公司的旗舰级软件,Excel软件是一个使用方便、功能强大的表格数据处理和分析软件,它具有强大的函数计算功能,其内嵌的函数众多,拥有良好的操作界面,具有强大的数据输入、编辑、访问及复制功能,易学易用,功能强大,绘图性能优秀,基本流程符合工程思维等一些特点。在工程方面特别是工程试验方面,对大量的检测数据的处理是一项耗时费力的重复性劳动,而Excel表格的强大数据处理功能恰能在这个领域发挥巨大的作用。本文通过简述利用Excel软件处理回弹法检测数据,力图说明计算表单软件在这方面的优秀应用。

1 回弹法检测数据的处理过程

1)中华人民共和国行业标准JGJ/T 23-2001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(以下简称《规程》)中规定的回弹值计算的基本方法是从某测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值,余下的10个回弹值取平均值作为平均回弹值(Rm);非水平方向检测混凝土浇筑侧面时,测区平均回弹值(Rm)=非水平状态检测时测区的平均回弹值()+非水平状态检测时回弹值修正值();水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时,测区平均回弹值(Rm)=水平方向检测混凝土浇筑表面或底面时测区平均回弹值(或)+混凝土浇筑表面或底面回弹值的修正值(或);当检测时回弹仪为非水平方向且测试面非混凝土的浇筑侧面时,应先按《规程》附录C对回弹值进行角度修正,再按《规程》附录D对修正后的值进行浇筑面修正。2)结构或构件的第i个测区混凝土强度换算值可按求得的平均回弹值(Rm)及测得的平均碳化深度值(dm)由《规程》附录A查表得出,泵送混凝土还应按《规程》第4.1.6条计算。3)结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值来计算。当测区数为10个及其以上时,应计算强度标准差。4)当该结构或构件测区数少于10个时,结构或构件的混凝土强度推定值(fcu,e)等于构件中最小的混凝土测区强度换算值);当该结构或构件的测区强度值中出现小于10 MPa时,结构或构件的混凝土强度推定值fcu,e＜10 MPa;当该结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时,结构或构件的混凝土强度推定值

2 计算表单的解决方案

2.1 基本数据的录入

1)打开一个 Excel工作簿,建立两个工作表,分别命名为“回弹计算表”和“强度换算及回弹修正表”。

2)在“回弹计算表”中建立如图1所示的表。

选中单元格D7,将单元格格式设置为“文本”,单击工具栏上的“数据”—“有效性”,在“允许”中选择“序列”,在“来源”中输入“水平,30°,45°,60°,90°,-30°,-45°,-60°,-90°” ,单击“确定”按钮,此步骤用于方便选择不同的测试角度。同样在单元格G7中输入“侧面,表面,底面”,在单元格J7输入“泵送,不泵送”。

3)在“强度换算及回弹修正表”工作表中输入《规程》附录A的测区混凝土强度换算表的数据,需要说明的是《规程》附录A中回弹值的间距是0.2,而测区平均回弹值计算精确至0.1,因此有必要将回弹值密度加密至0.1,换算值依据回弹值0.2间隔的数据大小平均得出0.1间距的换算值数据。建立后的数据区域为(A2:N403)。

4)泵送混凝土强度换算表的建立:在“换算及回弹修正表”工作表中复制区域(B2:F403)数据至区域(O2:S403),依据《规程》附录B中规定,在空白单元格中输入“4.5”,选中区域(O3:O195,P3:P203,Q5:Q212),单击鼠标右键,单击“选择性粘贴”在“运算”中选择“加”,单击“确定”按钮,则选中区域数据统一加 4.5;在空白单元格中输入“3”,同样选择区域(R9:R165,S13:S174),单击鼠标右键,单击“选择性粘贴”在“运算”中选择“加”,单击“确定”按钮,则选中区域数据统一加3。在单元格O196中输入公式“=ROUND(((55-B196)*4.5/15+B196),1)”,复制单元格O196中的公式至区域(O197:O263,P204:P272,Q213:Q282)中;在单元格 R166中输入公式“=ROUND(((40-E166)*3/10+E166),1)”复制单元格R166中的公式至区域(R167:R223,S175:S236)中,至此完成泵送混凝土强度换算表,其效果见图2。

5)不同角度及不同浇筑面的回弹值修正值表的建立:在“强度换算及回弹修正表”工作表中区域(T2:AE403)中输入不同角度及不同浇筑面的回弹值修正值,依据《规程》附录C、附录D中的数据,回弹值间隔为0.1,附录表中未列出的值用内插法求得。

2.2 计算测区混凝土强度平均值

1)测区平均回弹值(Rm)的计算:在“回弹计算表”中选定单元格R10,输入公式“=(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)”含义是在区域(B10:Q10)数据组中第i个最小值,“LARGE(B10:Q10,i)”含义是在区域(B10:Q10)数据组中第i个最大值,“SUM(B10:Q10)”的含义是区域(B10:Q10)数据组中各数据的总和。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成区域列(R11:R19)的公式输入,完成其余测区行的平均回弹值计算。

2)测区角度修正后的平均回弹值的计算:在“回弹计算表”中选定单元格S10,输入公式“=ROUND((R10+INDEX(强度换算及回弹修正表! ＄T＄3:＄AE＄403,MATCH(R10,强度换算及回弹修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(＄D＄7,强度换算及回弹修正表!＄T＄2:＄AE＄2,0))),1)”。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成区域列(S11:S19)的公式输入,完成其余测区行角度修正后的平均回弹值计算。

3)测区浇筑面修正后的平均回弹值的计算:在“回弹计算表”中选定单元格T10,输入公式“=ROUND((S10+INDEX(强度换算及回弹修正表!＄T＄3:＄AE＄403,MATCH(S10,强度换算及回弹修正表!＄A＄3:＄A＄403,1),MATCH(＄G＄7,强度换算及回弹修正表!＄T＄2:＄AE＄2,0))),1)”,公式中各函数的含义同上。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成区域列(T11:T19)的公式输入,完成其余测区行浇筑面修正后的平均回弹值计算。

4)测区混凝土强度平均值的计算:在“回弹计算表”中选定单元格V10,输入公式“=IF(＄J＄7=“泵送”,INDEX(强度换算及回弹修正表!＄O＄3:＄S＄403,MATCH(T10,强度换算及回弹修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(U10,强度换算及回弹修正表!＄O＄2:＄S＄2,0)),INDEX(强度换算及回弹修正表!＄B＄3:＄N＄403,MATCH(T10,强度换算及回弹修正表!＄A＄3:＄A＄403,0),MATCH(U10,强度换算及回弹修正表!＄B＄2:＄N＄2,0)))”。利用Excel的快速填充公式功能(即拖曳操作)快速完成区域列(T11:T19)的公式输入,完成其余测区行混凝土强度平均值计算。

2.3 计算混凝土强度推算值

在“回弹计算表”单元格W15中输入公式“=ROUND(AVERAGE(V10:V19),1)”,求得构件混凝土强度平均值,在单元格W17中输入公式“=ROUND(STDEV(V10:V19),2)”,求得构件混凝土强度标准差,在单元格 W13中输入公式“=ROUND((W15-1.645*W17),1)”,求得构件混凝土强度推定值。

3 计算实例

某构件混凝土为C50泵送混凝土,采用混凝土回弹仪对该构件混凝土侧面进行向上30°回弹,实测 10个测区,则在“回弹计算表”工作表中的区域(B10:Q19)输入10个测区的回弹值和碳化深度等基本数据。然后用Excel软件自动计算查表得该构件的混凝土抗压强度推定值为52.2 MPa。

4 结语

1)上述方法针对测区为10个的混凝土回弹强度推定计算,如果测区小于 10个(如6个)则只需删除区域(B16:V19)中的数据和公式,合并区域(W10:W19),并在其中输入公式“=MIN(V10:V15)”,则可计算出构件混凝土推定值。2)Excel办公软件强大的数据处理功能远不止这些,其函数包括财务、时间与日期、数学与三角函数、统计、查找与引用、数据库、逻辑、文本与信息等类型,此例只涉及到了数学与三角函数、查找与引用、逻辑等函数。本文旨在通过利用Excel办公软件处理回弹法测定混凝土强度的例子,启发工程人员的灵感,使用Excel办公软件处理更多的工程检测数据,以节省大量时间和精力。

[1]JGJ/T 23-2001,回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[2]赵玉祥.在工程招标评标中利用Excel表格进行自动计算[J].山西建筑,2008,34(18):365-366.