簡(jiǎn)介： 本文介紹用EXCEL編制一系列小程序，作為鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算的補(bǔ)充，使結(jié)構(gòu)計(jì)算更為簡(jiǎn)單快捷，大大提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的工作效率和準(zhǔn)確度，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用,供設(shè)計(jì)參考。
關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu) 補(bǔ)充計(jì)算 EXCEL程序

1．問(wèn)題的提出

　　隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和軟件的不斷開(kāi)發(fā)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員逐漸擺脫了大量繁重的計(jì)算工作。目前可用來(lái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件主要有3D3S[1]、STAAD/CHINA以及PKPM系列-鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件和STS軟件等。軟件的應(yīng)用大大的提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。但是，任何一種設(shè)計(jì)軟件都不可能包羅萬(wàn)象，盡如人意。在實(shí)際工作中，使用這些軟件的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)一些特殊構(gòu)件或整體分析較難處理的特殊部位作一些補(bǔ)充計(jì)算是必不可少的。
　　用EXCEL編制一些計(jì)算程序，其優(yōu)點(diǎn)在于不受源程序影響,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)規(guī)范要求編制成如用手寫(xiě)計(jì)算書(shū)一樣的形式,按規(guī)范要求提取各項(xiàng)系數(shù)和計(jì)算公式。計(jì)算中規(guī)范提及的各項(xiàng)注意條款均可列于計(jì)算一旁以示提醒,其計(jì)算過(guò)程一目了然。同時(shí),當(dāng)規(guī)范更新時(shí),只要更改相應(yīng)的數(shù)據(jù)和公式很快就能編制出與規(guī)范相匹配的新程序,既簡(jiǎn)單快捷，又便于核對(duì)。
　　對(duì)于工程校審人員,通過(guò)使用EXCEL編制出一些常用的計(jì)算程序,會(huì)給校審工作帶來(lái)極大的方便,大大提高工作效率和質(zhì)量。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可編制小程序的計(jì)算內(nèi)容很多，僅舉以下幾例:
A.結(jié)構(gòu)計(jì)算程序中原始數(shù)據(jù)的取值,如樓面均布荷載,墻體線(xiàn)荷載；
B.結(jié)構(gòu)計(jì)算程序中樓面梁上荷載作簡(jiǎn)化計(jì)算未計(jì)入的墻、板、梁的荷載；
C.結(jié)構(gòu)計(jì)算程序中末涉及到的荷載,如首層基礎(chǔ)梁計(jì)算及由基礎(chǔ)梁傳遞給柱基的豎向力的補(bǔ)充計(jì)算等；
D.建筑上不能用軟件計(jì)算的各種構(gòu)件需作單獨(dú)驗(yàn)算,如圓弧梁的彎扭剪驗(yàn)算、大跨度梁板的撓度及裂縫寬度驗(yàn)算、工業(yè)廠(chǎng)房的牛腿配筋驗(yàn)算、部分桿件的連接計(jì)算等；
E.構(gòu)筑物的驗(yàn)算,如天面水箱計(jì)算、樓梯計(jì)算、獨(dú)立柱基和樁基礎(chǔ)承載力計(jì)算等。

2．用EXCEL編制結(jié)構(gòu)計(jì)算程序

　　EXCEL是WINDOWS操作系統(tǒng)下的辦公軟件,是office軟件包下的一種工作表格,易學(xué)易記,其操作步驟極具個(gè)性化,可建立交互的Web數(shù)據(jù)頁(yè)。以往對(duì)EXCEL的介紹總是與財(cái)務(wù)報(bào)表、生產(chǎn)成本核算及金融業(yè)報(bào)表聯(lián)系在一起,因而鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中很少有人涉足其間。本人通過(guò)一段時(shí)間的探索和實(shí)踐,覺(jué)得雖然EXCEL不是為建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)而編制,但其廣泛的應(yīng)用性和豐富的數(shù)據(jù)處理功能,為完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算提供了良好的用武之地。其具體編程有如下幾個(gè)步驟:
2.1 建立明確的文字公式
　　中文WINDOWS(98或2000)的文字處理,不僅具有良好的中文輸入功能，而且英文輸入也十分方便,特別是“微軟拼音輸入法”中“選軟鍵盤(pán)”一項(xiàng),提供的字符更是豐富多彩,其中有希臘字母,數(shù)學(xué)符號(hào).單位符號(hào)及特殊符號(hào)等十二種鍵盤(pán)符號(hào)可供選擇。另外,在EXCEL窗口下拉菜單區(qū)點(diǎn)取:格式\單元格\字體,可選用“上標(biāo)”或“下標(biāo)”(或先選取單元格，再點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵\設(shè)置單元格格式\字體),利用EXCEL的其本鍵或菜單就有條件編寫(xiě)結(jié)構(gòu)計(jì)算公式,許多公式的形式為A=B/C=…,除號(hào)“/”一般是水平橫線(xiàn)。用EXCEL編制這類(lèi)公式時(shí)就得占用兩行單元格,其中“A=”占一列,將其所在單元格與下一行單元格合并,可以點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵\設(shè)置單元格\對(duì)齊\垂直對(duì)齊\居中: “B”和“C”分別占上下兩行單元格,對(duì)于有很多文字的格式可再合并左右方向的單元格:表示除號(hào)的水平橫線(xiàn)，則先選中B所在的單元格再點(diǎn)右鍵\設(shè)置單元格格式\邊框(選畫(huà)下邊框線(xiàn))即可形成；公式中第二個(gè)“=”號(hào)，也是兩個(gè)單元格合并。到此文字公式已全部編輯完成。從上面的文字書(shū)寫(xiě)中可看出用EXCEL書(shū)寫(xiě)的中文公式所使用的菜單并不復(fù)雜，只是一二個(gè)設(shè)置的重復(fù)工作，但相當(dāng)重要，因這一部分工作具有直觀(guān)性。
2.2 建立清楚的數(shù)字化公式
　　上一步建立的“公式”只是一種文字公式，直觀(guān)，易對(duì)照復(fù)查閱讀，但這些文字不是變量，其公式也不能作運(yùn)算。其等式的后部分才是運(yùn)算的主題，那就是數(shù)字化公式的建立——用EXCEL建立相應(yīng)的工作表公式。眾所周知，EXCEL工作表最突出的特點(diǎn)就是能夠運(yùn)算復(fù)雜的公式并能有條理地顯示結(jié)果，其公式必須是以等號(hào)“＝”開(kāi)始，然后再輸入其他的運(yùn)算數(shù)據(jù)或文字[2]。公式中的變量為單元格的地址，EXCEL的基本元素為單元格，它是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的基本單位。各單元格都有一個(gè)固定的地址:列標(biāo)+行標(biāo)，如第F列第三行相交處的單元格地址用F3，第C列第五行相交處的單元格地址用C5[3]。用運(yùn)算符表示公式操作類(lèi)型，用地址表示參與計(jì)算的數(shù)據(jù)位置，如在單元格A3中輸入:＝A1+A2-2，表示將單元格A1和A2中的數(shù)據(jù)相加后減2，結(jié)果放在單元格A3中[3]。用EXCEL編寫(xiě)的程序就是把這些單元格地址內(nèi)填滿(mǎn)各種所需數(shù)字，根據(jù)規(guī)范公式進(jìn)行運(yùn)算，這里公式占據(jù)的單元格僅顯示出運(yùn)算的最后結(jié)果,除非選擇它與公式相對(duì)應(yīng)的數(shù)字化公式才能顯示出來(lái)，否則是看不到各種中間內(nèi)容的。所以，建立數(shù)字化公式時(shí)必須仔細(xì)填寫(xiě)正確的數(shù)字，以求計(jì)算快而準(zhǔn)確。
2.3 數(shù)字化公式中相關(guān)函數(shù)的采用
　　在EXCEL的工作表中建立函數(shù)的方法有三種：直接在單元格建立函數(shù)；在數(shù)據(jù)“編輯欄”輸入函數(shù)；或利用工具欄上的函數(shù)工具按紐建立函數(shù)[2]。鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算所要建立的公式中采用的相關(guān)函數(shù)也是按照這些方法建立,其具體操作可按下列步驟進(jìn)行:先選取單元格\點(diǎn)取插入\函數(shù)\常用函數(shù)(數(shù)學(xué)和三角函數(shù))。EXCEL的常用函數(shù)包含有:平方根（SQRT）、自然對(duì)數(shù)(LN)、正余弦函數(shù)、數(shù)值求和(SUM)及單元格求和(SUMIF)等。數(shù)學(xué)與三角函數(shù)中包含各種正反三角函數(shù)、正反雙曲余弦正切值、圓周率π(PI)值等。設(shè)計(jì)計(jì)算中常用的函數(shù)一般均可在其中找到。