廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司 田路洪

利用Excel表格進(jìn)行管網(wǎng)平差

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現(xiàn)行給水管網(wǎng)計(jì)算多為環(huán)狀管網(wǎng)平差計(jì)算。由于管網(wǎng)平差計(jì)算量大,手算浪費(fèi)大量人力、而且容易出錯(cuò),機(jī)算方便快捷,但現(xiàn)行的計(jì)算軟件多輸入繁瑣、輸出不直觀。隨著Excel表格計(jì)算功能的改進(jìn),利用Excel表格(Excel2007及以上版本)進(jìn)行管網(wǎng)平差計(jì)算,計(jì)算快捷、輸入方便、輸出直觀。本文就此探討excel在管網(wǎng)平差計(jì)算中的應(yīng)用。

管網(wǎng)平差Excel單元格

一、計(jì)算原理與依據(jù)

計(jì)算方法采用哈代-克羅斯法,具體詳見中國建筑工業(yè)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(jì)算表格的第一行公式代碼(excel中第四行,見表1),冒號(hào)前為excel單元格名稱,冒號(hào)后為該單元格內(nèi)輸入的公式。第一行公式輸完后,選中第一行,待鼠標(biāo)變成“+”后向下拖曳鼠標(biāo),至行數(shù)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(cè)依次編寫第n次校正公式(n>1)。

表1

表1 （續(xù)）

三、表格說明

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

四、計(jì)算方法

需要輸入的數(shù)據(jù)為表中灰色部分。

環(huán)的輸入:如環(huán)1-2-3-4-1,在C列依次輸入2、3、4、1,如繼續(xù)輸入環(huán),先空一格,再輸入。

管長(zhǎng)、管徑及初分水量分別輸入到E、F、G列。

Excel計(jì)算選項(xiàng)選自動(dòng),輸入完畢,表格即計(jì)算完畢。查看結(jié)果,待小環(huán)⊿h<0.5m,大環(huán)⊿h<1.0m時(shí),平差結(jié)束。

五、管網(wǎng)平差舉例

一城市居住區(qū),各節(jié)點(diǎn)標(biāo)高相同。該聚居區(qū)給水管網(wǎng)簡(jiǎn)化如圖1,節(jié)點(diǎn)流量(L/S)、管徑(mm)、管長(zhǎng)(m)、初分流量(L/S)如圖。節(jié)點(diǎn)1為水源節(jié)點(diǎn),水壓為28mH2O。進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算,并保證最不利點(diǎn)服務(wù)水頭24mH2O。

計(jì)算:平差結(jié)果見表1、表2(表1、2為一個(gè)Excel表格,中間省略了第1～4次校正)。為提高平差結(jié)果的準(zhǔn)確度,本文采用第4次平差,結(jié)果詳見表2,小環(huán)大環(huán)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(diǎn)水壓為24.761mH2O>24mH2O,滿足要求。

表2

表3 (左側(cè)為正文第5、6條內(nèi)容,右側(cè)為正文第7條內(nèi)容)

六、增加校正次數(shù)可提高平差結(jié)果精度

為提高平差結(jié)果的準(zhǔn)確性,可多平差幾次,技術(shù)人員的工作幾乎沒有增加,但計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)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(jìn)行8次平差(限于篇幅平差結(jié)果讀者可按上述方法自行計(jì)算),小環(huán)⊿h< 0101mH2O,大環(huán)⊿h=0.012mH2O<0.02mH2O,精度較手算提高50倍。

七、地勢(shì)有起伏的管網(wǎng)平差

對(duì)于地勢(shì)起伏的地塊,先用上述方法進(jìn)行平差,再疊加由于地形起伏造成的水頭差。

實(shí)例:節(jié)點(diǎn)1為水源節(jié)點(diǎn),水壓為34mH2O,節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高見表3,其他同正文第5條。管網(wǎng)平差見表1～表2,水頭計(jì)算結(jié)果見表3?？梢姳疚闹v述的方法也適用于地勢(shì)起伏的情況。

八、由綜上所述可知

利用Excel計(jì)算表格進(jìn)行管網(wǎng)平差方便快捷不易出錯(cuò),且輸出界面規(guī)整、直觀;多次平差可消除初分流量不準(zhǔn)的影響。使用Excel進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算,可大幅提高計(jì)算速度質(zhì)量、降低設(shè)計(jì)人員工作強(qiáng)度。

[1]嚴(yán)煦世,范瑾初.給水工程.第四版.中國建筑工業(yè)出版社,1999

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