Производственные расчеты

В данной главе приводятся разнообразные примеры существующих программ. Некоторые из них используют простейшие  вычисления по стандартным  методикам, в то время как другие демонстрируют эффективность применения более сложных математических и программных методов. Очень хороший результат в данном случае дает использование графических возможностей Excel.

В дополнение  к этому показаны  способы решения  средствами Excel некоторых оптимизационных задач производственного характера.

Строительные расчеты

На сайте «Современные строительные системы  и технологии» (http://www.ssst.ru) находится  подборка  небольших,  но очень удобных программ  — калькуляторов для расчета  в Excel различных конструкций. Эти программы  имеют достаточно узкую специализацию в области строительных расчетов, но являются хорошими примерами  выполнения инженерных расчетов средствами Excel.

Набор программ охватывает следующие виды расчетов:

✓                    различные типы фундаментов,  анкеров, ростверков;

✓                    каменные конструкции;

✓                    стены подвала;

✓                    стропила, арки, стойки, балки;

✓                    теплотехнический расчет;

✓                    сбор нагрузок;

✓                    звукоизоляция.

Все программы являются бесплатными и могут быть свободно загружены со страниц сайта, однако они не снабжаются инструкциями по работе или описаниями

.

применяемых методик расчетов. Листы книг Excel имеют установленную защиту, но она предназначена только для предохранения формул от случайного изменения.  Защита легко может быть снята при необходимости внесения каких-либо изменений в ячейки  или формулы  (вкладка Рецензирование¢Снять защиту листа), так как пароль не был установлен  разработчиками программ.

Характерной особенностью всех программ, предлагаемых на этом сайте, является их наглядность и красочность. Схематические изображения расчетной модели объекта помогают не только задать исходные данные, но оценить результат расчетов.

Для подготовки  исходных  данных и дальнейшей работы с программами  (оценка  результатов расчетов, выбор вариантов и т. д.) требуются знания в области строительства.

ПРИМЕЧАНИЕ

Несмотря на то что программы имеют многочисленные положительные качества, существуют и небольшие недостатки. Например, при некоторых комбинациях исходных данных вместо числовых значений ячейки результатов вычислений могут содержать символы «###»,

«#Н/Д» или другие аналогичные сообщения Excel, свидетельствующие о вычислительных проблемах. Более подробный анализ методики вычислений показывает, что в данных случаях, исходя из физической модели задачи, в этих ячейках не должны были бы появляться числовые значения. Поэтому опытному пользователю можно не обращать внимания на подобные сообщения, однако у неопытного пользователя это обстоятельство может вызвать неуверенность в достоверности результатов расчетов. Встречаются в тексте и опечатки, некоторые из них видны на представленных снимках с экрана ПК.

Расчет фундаментов

Программа расчета фундаментов (книга Excel fund.xls) содержит несколько листов, на каждом из которых выполняются расчеты определенного вида:

✓                    ленточные фундаменты по деформациям;

✓                    столбчатые фундаменты по деформациям;

✓                    прочность слабого слоя;

✓                    допустимая  разность отметок заложения;

✓                    анкерные фундаментные болты;

✓                    определение  усилий в ростверке;

✓                    плоский сдвиг.

Дополнительный лист Таблица содержит  вспомогательные данные, необходимые для выполнения расчетов.

На рис. 6.1 показано содержимое листа Лента (расчет ленточных фундаментов). Основные исходные данные задаются в выделенных цветом ячейках на изображении расчетной схемы. Дополнительные данные сведены в несколько таблиц.

Выполнение расчета происходит  автоматически при вводе исходных данных, так как для этого используются обычные функции Excel. Результаты расчета сведены в небольшую таблицу Результаты расчета. Кроме того, в ячейках B19 и B20 в зависимости  от вычисленных числовых  значений  формируется итоговое заключение о допустимости  данного варианта конструкции.

Рис. 6.1. Расчет ленточных фундаментов

На рис. 6.2 показан пример расчета фундаментных болтов (лист Ф.болт). Как и в предыдущем случае, основные исходные данные задаются прямо на изображении расчетной схемы. Результаты вычислений предоставляется в виде числовых значений  на схематическом изображении действующих нагрузок, а также в виде итогового заключения. Для этого в ячейку B16 помещена формула =ЕСЛИ(F19<=C9;"Прочность на смятие обеспечена"; "Увеличить площадь плиты, или Rb !").

В табл. 6.1 приводятся основные характеристики программы расчетов фундаментов.

Таблица 6.1. Основные характеристики программы «Расчет фундаментов»

Название  Расчет фундаментов

Автор        Современные строительные системы и технологии

Веб-страница       http://www.ssst.ru

Файл          fund.rar Размер файла      51 КБ Реализация          Excel-система Дата рабочего файла   01.06.05

Условия использования                     бесплатная

.

Рис. 6.2. Расчет фундаментных болтов

ВНИМАНИЕ

Лист Слой (расчет прочности слабого слоя) содержит ошибку, показанную на рис. 6.3. Эти ячейки должны содержать ссылки на какие-то другие ячейки. К сожалению, пользователю Excel трудно самостоятельно исправить подобную ошибку. Однако наличие ошибки в данном варианте расчетов не мешает использовать остальные.

Рис. 6.3. Ошибка в содержимом ячеек

Расчет звукоизоляции

Книга Excel Звукоизол..xls содержит программу расчета индекса звукоизоляции. Данный вариант расчета (рис. 6.4) не требует большого количества  исходных данных,

часть из них вводится  в ячейки  C8:C10, остальные  — на расположенной рядом схеме в ячейки,  выделенные  цветом. Ячейки B4:C6 являются «подсказкой» для ввода данных в ячейку C8.

Результаты расчетов находятся  в ячейках C12:C13,I5 и C15.

Рис. 6.4. Расчет звукоизоляции

В табл. 6.2 приводятся основные  характеристики программы расчетов звукоизо ляции.

Таблица 6.2. Основные характеристики программы «Расчет звукоизоляции»

Название   Расчет звукоизоляции

Автор         Современные строительные системы и технологии

Веб-страница        http://www.ssst.ru

Файл           zvuk.rar Размер файла       4 КБ Реализация           Excel-система Дата рабочего файла    18.09.04

 Условия использования                      бесплатная           

Расчеты каменных конструкций

В книге Excel Кам.констр.xls на отдельных листах содержатся программы расчетов различных каменных конструкций:

✓                    несущая способность кладки;

✓                    стены подвала;

✓                    висячие стены;

✓                    смятие заделки;

✓                    распределительные устройства  (опорные  плиты).

Дополнительный лист содержит расчет геометрических характеристик двутавро вого профиля:

✓                    площадь сечения;

✓                    координаты центра;

.

✓                    момент инерции;

✓                    момент сопротивления;

✓                    радиус инерции и др.

На рис. 6.5 представлен пример выполнения расчета несущей способности кладки  (лист Простенок).

Рис. 6.5. Расчет несущей способности каменной кладки

Рис. 6.6. Расчет висячих стен

Исходные  данные, как и при выполнении других  расчетов, задаются  в ячейках  на схематическом изображении конструкции и в таблицах. Ячейки B3:C5 содержат

«подсказку» для ввода данных  в ячейку  C8. Результаты расчетов представлены

в таблицах.  Кроме того, по результатам расчетов формируются итоговые  заклю-

чения (ячейки B19 и B21). Для этого, например, в ячейке B19 находится формула

=ЕСЛИ(C16>=I12;"Нес. способность без арм. обеспечена"; "Нес.

способность без арм. не обеспечена").

На рис. 6.6 представлен вариант расчета висячих стен (лист Рандбалки).

Расчет геометрических характеристик двутаврового сечения производится на листе

Сечение (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Расчет геометрических характеристик двутаврового сечения

В табл. 6.3 приводятся основные характеристики программы расчетов каменных конструкций.

Таблица 6.3. Основные характеристики программы «Расчет каменных конструкций»

Название   Расчет каменных конструкций

Автор         Современные строительные системы и технологии

Веб-страница       http://www.ssst.ru

Файл           kk.rar Размер файла      25 КБ Реализация           Excel-система Дата рабочего файла    27.11.01

 Условия использования                      бесплатная           

Расчет подвала

Книга Excel Подвал.xls содержит  программу  расчетов  основания и стен подвала. Расчетная схема и основные исходные данные (параметры грунта, материала стен и основания) расположены на отдельных листах Excel.

.

Как и в предыдущих вариантах программ, часть исходных данных задается на схематическом  изображении конструкции (лист Схема, см. рис. 6.8), другая часть — в ячейках  таблиц. На листе Грунт исходные  данные содержатся  только в ячейках  C4:C13 (рис. 6.9), остальные ячейки таблиц содержат вычисляемые значения. Для повышения наглядности формул  вычислений в программе  вместо адресов ячеек используются присвоенные им именования.

Рис. 6.8. Расчетная схема подвала

Результаты расчетов  приводятся на листах  Лента  (расчетное  сопротивление грунта основания), Сдвиг (расчет  несущей способности  основания и сдвига по подошве, см. рис. 6.10)  и Стена (расчет  стены подвала).  На  этих листах  также задаются некоторые исходные данные, в основном в виде различных расчетных коэффициентов.

Результаты расчетов представлены  в виде числовых значений, на основании сравнения которых формируются текстовые итоговые заключения.

В табл. 6.4 приводятся основные характеристики программы.

Таблица 6.4. Основные характеристики программы «Расчет подвала»

Название   Расчет подвала

Автор        Современные строительные системы и технологии

E-mail         

Веб-страница       http://www.ssst.ru Файл          podval.rar Размер файла      32 КБ Реализация          Excel-система Дата рабочего файла   18.09.04

Условия использования                      бесплатная

Рис. 6.9. Исходные данные к расчету подвала

.

Рис. 6.10. Пример расчетов основания подвала

Расчет эквивалентной нагрузки на плиты

В книге Excel Эквивал..xls находится программа расчетов на плиты и фундамент многоэтажного здания. Часть исходных данных задается на листе Сбор нагр (рис. 6.11), другая часть — на листах расчетов Эквивалент и Фундамент.

Рис. 6.11. Сбор нагрузок

При расчетах нагрузок на плиты рассматривается несколько вариантов расчетных схем, показанных на рис. 6.12 (лист Эквивалент).

Рис. 6.12. Расчет нагрузки на плиты

Расчетная схема, приведенная на рис. 6.13 (лист  Фундамент), предназначена для вычисления нагрузки  на фундамент многоэтажного здания.

В табл. 6.5 приводятся основные характеристики программы расчетов.

Таблица 6.5. Основные характеристики программы «Расчет эквивалентной нагрузки на плиты»

Название    Расчет эквивалентной нагрузки на плиты

Автор          Современные строительные системы и технологии

E-mail          

Веб-страница        http://www.ssst.ru Файл            sbornagr.rar Размер файла       14 КБ Реализация            Excel-система Дата рабочего файла    04.05.01

 Условия использования                       бесплатная          

Расчет арок и стропил

На листах  книги  Excel Стропила.xls содержатся  программы расчетов различных вариантов стропил и арок:

✓                    два варианта расчета стропил при различных видах нагрузки;

✓                    коньковая арка;

✓                    стойка;

✓                    деревянная балка;

✓                    гибкость составных сечений (гвоздевое  соединение);

✓                    смятие и скалывание.

.

Рис. 6.13. Расчет нагрузок на фундамент многоэтажного здания

На рис. 6.14 показан  пример  расчета нагрузок  на стропила.  Ввод исходных  данных и способ представления результатов расчетов аналогичны описанным  ранее программам.

Рис. 6.14. Расчет нагрузок на стропила

Расчет коньковой  арки приводится на рис. 6.15.

На рис. 6.16 показан пример расчета стойки.

В табл. 6.6 приводятся основные  характеристики программы расчетов  стропил, арок и стоек.

Таблица 6.6. Основные характеристики программы «Расчет стропил»

Название   Расчет стропил

Автор         Современные строительные системы и технологии

Веб-страница        http://www.ssst.ru

Файл           strop.rar Размер файла       30 КБ Реализация           Excel-система Дата рабочего файла    27.11.01

 Условия использования                      бесплатная           

.

Рис. 6.15. Расчет коньковой арки

Рис. 6.16. Расчет стоек

Источник: Трусов А. Ф. Excel 2007 для менеджеров и экономистов: логистические,  производственные и оптимизационные расчеты (+CD). — СПб.: Питер, 2009. — 256 с.: ил.

Похожие посты:

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий