场地标高优化和土方量计算及其excel+vba的程序实现硕士论文

'Y9701二7西安建筑科技大学学位论文场地标高优化和土方量计算及其ExcelVBA的程序实理作者一查=堡指导教师姓名壁塑整丝申请学位级别：亟±专业名称壅墅童丛型鱼篁墨论文提交日期2006．03论文答辩日期20鳟盟学位授予单位二：．壹墨建丛盟垫叁鲎答辩委员会主席评阅人 ～-l_Jw-’‘芒‘，f逝，西安建筑科技大学硕士论文场地标高优化和土方量计算及其ExcelVBA的程序实现专业名称：交通运输规划与管理研究方向：总图运输规划与设计理论研究生：秦华指导教师：雷明教授摘要在场地平土标高确定和土方工程量的传统计算方法中，由于经验法计算的准确度较差，在进行修正和调整时手工计算繁杂、容易出错、效率低下．为了准确、快捷地确定平土标高及简化土方工程量计算，为了方便自身和同行设计者以及设计科研单位，本论文拟利用ExeelVBA编程技术，实现场地平土标高的自动优化及土方工程量的自动计算。本论文深入学习和研究了场地平土标高理论、最小二乘法优化场地平土标高的原理及其调整理论，着重研究并建立了土方计算易于ExcelVBA编程的数学模型，充分运用了Excel存贮数据及中间过程的强大处理功能和VBA编程技术，实现了场地平土标高的自动优化及土方工程量的自动计算。并且通过规则场地和不规则场地两个实例进行了验证，结果表明：所编程序可以方便、快捷、可靠、准确地解决传统方法的弊端和不足，能够满足设计计算工作的要求，是可行的。本论文的研究结果可以应用于总图设计过程的竖向设计，特别是进行平土标高优化及土方工程量的自动计算。由于使用功能强大且大家所熟悉的Excel平台，成本低廉，因而在中小设计科研单位的应用前景看好。关键词：场地标高优化、土方工程量、最小二乘法、ExcelVBA论文类型：应用研究 西安建筑科技大学硕士论文iiSiteElevationOptimization&EarthworkVolumeCalculationandExcelVBAProgramRealizationInCandidacyoftheMasterofScienceinTransportationPlanningandManagementByQinhuaUndertheSupervisionofProf．LeimingAbstractDuetotheaccu“呛degreeisworse．thecalculationwhilerevisingandadjustingiscomplicatedandeasilymakesmistakes，theefficiencyinthetraditionalmethodofsite—elevationascertainmentandearthworkvolumecalculationislowly．Inorderto_accuratelyascertainandsimplifythecalculationmethod，alsotoconvenientthedesigner,thispapermakeslistoftheExcelVBAprogrammingtechniquetocarryouttheautomaticcalculationmethodofsiteelevationoptimizationandearthworkvolumebjnascertainment．Thispaperstudiestheoryofsiteelevationascertainmentandthemethodofleastsquarestooptimizeandadjustprinciples．Itbuildsupmathematicmodeloftheearthworkvolumecalculation．WiththehelpofExcelsavingandprocessingdata,VBAprogrammingtechnique，thispapercarriesouttheautomaticcalculationmethodofsiteelevationoptimizationandearthworkvolumeascertainment．Alsoitgivestwoexamplesofregularsiteandirregularsitetoindicatetheprocedureisfeasibleanditcanbesatisfiedtocalculateconveniently,fast,reliablyandexactly．Theresultofthispapercanbeappliedtotheverticaldesignofgenerallayoutsystem，especiallytositeelevationoptimizationandearthworkvolumeascertainment．OwingtotheusageofExcelwithstrongfunction,cheapcostandfamiliartoeveryone，itwillbewellappliedtothedesigner．Keywords：Siteelevationoptimization，Earthworkvolume，Methodofleastsquares，ExcelVBAThesiscategory：Applicationresearch●；ltI-『^ T970147声明尸明f本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工。作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：泰华关于论文使用授权的说明日期：。一4吐坷矽同本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定)论文作者签名：察车注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士论文1．问题的提出在总图竖向设计中，有相当一部分设计者凭借经验来确定场地平土标高，利用传统的手工方法进行土方工程量的计算。随着计算机技术的迅速发展，国内外·一都积极研究计算机技术应用于各个专业领域，这使得场地平土标高的自动优化和土方工程量的自动计算成为可能，以克服传统方法的弊端和不足，提高效率。1．1传统的场地标高确定和土方量计算方面的弊端分析1．1．1根据经验法确定场地平土标高准确度差在工程实际中，根据场地具体地形、运输、生产和排水等的要求，在力求减少土石方工程量并使土方基本平衡的前提下，场地平土标高的确定采用最多的是凭借设计者的实际经验，初步估计确定一个平土标高。然后按照方格网法将自然地面标高填入方格，接着根据竖向设计的要求，依据一定的坡度计算出设计标高和施工高程，并将其填入方格，再逐一进行重复多次的数学计算。按照经验法确定的场地平土标高，尽管确定简单，但是此法误差较大，准确度差；而且不可能通过一、两次计算就能确定土石方工程量最小时的平土标高，它仅能作为一个参考值，还得经过必要的、反复多次的修正和调整，才能达到预期的结果。1．1．2修正调整更繁杂对于方格网法和经验法确定的场地平土标高，不一定能满足土方工程量最小的要求，仍需通过不只一次的试算，才能求出接近最小土方量的平土标高，这就使得修正、调整计算更为繁琐、复杂。1．1．3土方计算的问题在工程实际中，许多设计者仍采用手工计算，按照设计的施工高程，结合方格网法，对每一个方格的土方工程量计算，然后汇总统计。以某14．50ha的工业场地项目为例，采用20×20m的方格网，某设计人员先期采用经验估算法估计了一个场地平土标高，然后进行设计标高和土方工程量的计算，用了四天多时间，结果填、挖方量相差2．57万m3，相差达到9．58％，必须进行调整；设计人员又用了三天的时间，进行调整计算，填、挖方量相差4．32％， 西安建筑科技大学硕士论文2才达到基本满足设计要求。．另外，对于大范围的场地平整设计与计算通常是在大比例尺地形图上进行的，无论场地是平整为水平面或是具有一定坡度的倾斜面，所涉及的填、挖土方量均较大，因此土方工程量计算更显繁琐、复杂。【ll综上所述，传统的手工计算效率太低，而且调整计算就和重新计算一样，都是简单重复性的工作。对于土方工程量的计算，每个方格都得按照不同的公式进行反复、多次计算。由于是简单的重复计算，长此以往，计算者容易产生烦躁情绪和急躁心理，计算结果往往出错，使得效率低下。1．2．1国内研究现状1．2国内外研究现状对于平土标高的优化或确定，国内成熟和最先进的技术是最小二乘法。采用最小二乘法这种最优化方法，优化场地平土标高已日益被人们所重视，特别是随着计算机技术的发展和广泛应用，为采用数学方法计算场地平土标高提供了方便的条件。[21另外，国内还有其他计算方法的研究，例如依据平土前后场地基准面以上土石方相等的原理，提出不规则场地标高确定的一种计算方法，还有加权法、无方格网法等计算场地平土标高的方法研究。【3】【4l土方工程量的计算有多种方法，比如方格网法、横断面法、局部分块法等。这些方法计算过程繁琐，加之以前是手工计算，致使工作量大。近年来，国内的研究方向已逐步转向利用先进的计算机技术进行土方工程的计算和数据处理，以减少手工计算的工作量，提高工作效率。【5】其次，利用单纯形等最优化算法对场地土方平衡进行理论方面的探讨和研究。161此外，国内在对土方工程量的计算中采取了一些有效的措施，比如尽量作到挖方和填方平衡(不考虑土壤性质及基槽余土等因素)、土方工程量最小等，节约运输成本，而最终节约整个工程的成本，取得最佳的经济效益。171近年来，随着计算机技术的日益发展和广泛应用，国内在场地平土标高及土方工程计算中也越来越多地利用了计算机技术，主要成果表现在两方面：一方面是借助于AutoCAD或MicroStation的二次开发，比如杭州飞时达软件有限公司、洛阳高新鸿业科技有限公司等的商业软件，都是基于AutoCAD的二次开发，主要用来处理图形图像，虽然场地标高优化也采用的是最小二乘法，但由于没有中间具体的数据处理过程显示，只有最终的结果显示，不便于修正和调整计算。另一方面是借助于高级程序语言开发的土方计算软件，此类土方软件主要用于进行土方的计算，基本不涉及平土标高的计算或优化等问题。 西安建筑科技大学硕士论文31．2．2国外研究现状国外在场地平土标高及土方工程量的研究方面，已经积累了大量的研究理论与经验。随着优化理论的进一步发展，国外一些研究者将最优化的方法逐步应用于场地平土标高方面，进行了一定的理论研究。目前，应用比较广泛和成熟的理论是最小二乘法优化理论，此外英国还利用线性规划方法，美国、埃及、意大利等借助遗传算法理论，在场地平土标高方面进行了一定的理论探讨和研究，这些研究的主要方向是利用计算机技术和先进的算法进行场地标高优化。对于土方工程量计算的研究，各国有不同的侧重点。英国主要研究应用计算机辅助技术实现土方工程量的计算，以便节约时间，提高效率；美国研究土壤性质对土方量的影响，并且利用GPS技术及三维方法研究土方问题；埃及主要研究如何实现土方平衡的方法，来节约资金。这些研究的主要目的是利用计算机辅助技术，自动处理土方工程量，节约成本。181191po]Illl综观国内国外的研究情况，我们不难看出：在对场地平土标高和土方工程量的研究过程中，已不只局限于传统的计算方法，而是借助于现代计算机技术强大的数据处理功能、绘图功能等，同时利用一些优化理论，对场地平土标高和土方工程量的计算寻求迅速、快捷的方法，以减少传统方法中的大量繁琐计算，节约时间，提高效率。从而使竖向设计中标高的确定方法更加完整，具有更大的适应性。1．3研究目的、内容、意义及研究方法1．3．1研究目的和内客基于以上在场地平土标高确定和土方工程量计算当前存在的缺点和弊病，为快捷、准确地优化场地平土标高及简化土方工程量计算，为了方便自身和同行设计者以及设计科研单位，本论文深入学习和研究了场地平土标高理论、最小二乘法优化场地平土标高的原理及其调整理论，着重研究并建立了土方计算易于ExcelVBA编程的数学模型，充分运用了Excel存贮数据及中间过程的强大处理功能和VBA编程技术，实现了场地平土标高的自动优化及土方工程量的自动计算。并且通过规则场地和不规则场地两个实例进行了验证，结果表明：所编程序可以方便、快捷、可靠、准确地解决传统方法的弊端和不足，能够满足设计计算工作的要求，是可行的。1．3．2研究的意义本论文研究主要应用于总图设计者进行竖向设计，重点是平土标高优化及土 西安建筑科技大学硕士论文4方工程量的自动计算，由于使用功能强大且大家所熟悉的Excel平台，成本低廉，因而在中小设计科研单位的应用前景看好。更重要的是，应用此方法优化标高和计算土方量可以简化计算，减少计算工作量，从而大幅度降低设计人员的劳动强度，提高设计速度，也在一定程度上提高了工作效率。此方法在场地标高优化和土方量计算方面的应用与推广，对Excel软件实用技术在总图运输专业工程设计中的全面应用与推广也具有一定的积极意义。另外，应用ExcelVBA程序采用最tb-乘法优化场地平土标高和方格法计算土方量，不仅可以摆脱繁琐的人工计算，而且可以利用程序有关功能及Excel自身的存储功能对设计标高、设计坡度等进行修正，做到一次输入、多次计算，以便优化设计方案，达到优化计算土方量和降低工程费用的目的。特别地，本论文也提供了一个可供开发利用的平台。基于此，设计者可根据自己的需求调整ExcelVBA程序或自行补充程序，以便提高工作效率，而不会影响其它程序。1．3．3研究的方法1．最小二乘法的应用最小二乘法是一种最优化算法，利用最小二乘法优化场地平土标高，理论上就是场地的最佳标高。平整土方量最小符合挖填平衡的要求，使平整场地设计接近于客观实际。这种方法确定平整场地最佳面一次计算即可求得，有突出的优越性。对于土壤松散系数和压实增减量以及建、构筑物和设备基础的余土量等的影响，研究了最小二乘法的调整理论。2．功能强大的Excel的使用Excel具有强大的计算和分析能力等，加之采用最小二乘法，数据计算量大，结合VBA编程技术，Excel可以方便存贮场地平土标高和土方工程量的所有计算过程和结果，并可易于实现数据报表的打印等诸多功能。3．VBA编程工具的运用由于VBA是非常流行的应用程序开发语言工具，加之附置于Excel内，可方便实现最小二乘法优化场地平土标高，设计标高及施工高程的数据处理，以及土方工程量的自动化计算。4．理论和实际的结合理论上深入研究了最小二乘法优化场地标高的基本原理，对一个规则场地和一个不规则场地的平土杯高及土方工程量用ExcelVBA程序进行计算和检验，这样就将研究的理论应用于实际的工程问题中，从而实现了理论和实际的结合。 西安建筑科技大学硕士论文1．4论文内容的框架结构1．4．1论文内容的框架结构论文内容的框架结构如图1．1所示。图1．1论文内容的框架结构1．4．2关于论文内容框架结构的说明51．论文内容的框架结构是按照提出问题一分析问题一解决问题的思路安排研究内容的；2．论文内容的框架结构分为三大部分：左边为理论部分，中间为应用程序实现部分，右边为实例分析部分。总体研究方向从左向右进行，每个部分的研究方向则是自上而下层进；3．在论文内容的框架结构中，有实线和虚线之分。实线表示两个方框关系为 西安建筑科技大学硕士论文6直接关系，而虚线则表示为间接关系或不直接的关系，两者之间必然存在某种层进关系；4．依据此框架结构，对论文的章节进行划分。1．5小结本章首先分析了传统方法在确定场地平土标高和土方工程量计算中的弊端和不足，然后探讨了国内外在这些方面的研究现状和发展方向，进而提出了本论文的研究方向，介绍了研究目的、研究内容、研究意义及拟采取的研究方法，并对论文内容的框架结构进行了剖析。注释：【l】潘庆林潘琦《建筑场地平整土方量的优化计算》南京建筑工程学院学报(自然科学版)2002年02期【2】雷明编著‘工业企业总平面设计》陕西科学技术出版社1998年5月【3】丁威‘不规则场地设计标高确定的计算方法》西安建筑科技大学学报(自然科学版)2001年02期【4】蔡高义‘无方格网法在场地平整优化设}l-ee的应用》有色金属设计2000年03期【5】曾波雄彭高明杨立军《总图工程土石方工程量电算程序编制》山西建筑2005年06期【6J王守伟《居住区及工业场地竖向设计中的土方平衡优化》铁道建筑1999年11期【7】潘庆林潘琦《建筑场地平整土方量的优化计算》南京建筑工程学院学报(自然科学版)2002年02期【8】I英】By：AI-Jibouri，SaadH．；Mawdesley,MichaelJ．；Askew,BillH．；Patterson,DanE‘Acomputersystemformodellingtheprocessofearthworkplanninginlineareonstruetionprojects．》InternationalJournalofComputerApplicationsinTechnology,2004．【9】【美】By：Goktepe，A．Burak；Lay,A．Hilmi．(MethodforBalancingCut—FillandMinimizingtheAmountofEarthworkintheGeometricDesignofHighways．》JournalofTransportationEngineering,Sep2003．【10】【埃及】By：HARMANANI，HAIDARM．；ZOUEIN，PIERRETTEP．；HAJAR，AOUNIM．．《APARALLELGENETICALGORITHMFORTHEGEOMETRICALLYCONSTRAINEDSlTELAYOUTPROBLEMWITHUNEQUAL—SIZEFACILITIES．》InternationalJournalofComptrtationalIntelligence&Application．Dec2004． 西安建筑科技大学硕士论文2．场地平土标高基本内容7场地平土标高的确定是竖向设计的前提和基础。现从场地竖向设计入手，介绍有关竖向设计与平土标高的基本概念，明确场地平土标高在场地竖向设计中的地位。2．1．1场地的概念2．1场地竖向设计基本概念场地一词有狭义和广义两种不同的含义。狭义的场地指的是除建筑物之外的广场、停车场、室外活动场、室外展览场等，这时的场地是相对于建筑物而存在的，此时的场地常被称为室外场地，以明确其对象是建筑物之外的部分。广义的场地是指基地中所包含的全部内容组成的整体，而本文中的场地就是这一含义。在这一意义上建筑物、广场、停车场等都是场地的构成要素。明确场地的概念必须明确要素与整体的这一层关系。因为建筑物与室外的广场等内容实际上是无法完全割裂开的，它们是相互依存的。111在一般的场地中建筑物是必不可少的，建筑物是场地最基本的和最主要的构成要素。一栋孤立于基地中的建筑物如果无法接近，就没有其使用价值，因此道路、广场等所组成的交通系统也是场地不可缺少的构成要素。它们将场地的各个部分联系起来，并将它们同外部联系起来，起到连接体和纽带的作用。除了以上建筑物、交通系统之外，绿化景观设施在场地中也起到很重要的点缀作用，是场地视觉环境的调节者，对场地景观效果起到积极的修饰和润色作用，同时又能有效调节场地的小气候环境。除此之外，工程系统也是场地中不可缺少的要素，是场地能够顺利实现其使用功能的保证。场地中的各组成要素之间是相辅相成的，它们连结成一体形成了一个整体的场地。2．1．2场地竖向设计的概念一般来说，场地设计是为满足一个建设项目的要求在基地现状条件和相关的法规、规范的基础上，组织场地中各构成要素之间关系的设计活动。其根本目的是通过设计使场地中的各要素形成一个有机整体，以充分发挥效用，并使基地的利用能达到最佳状态。以做到充分发挥用地效益，节约土地，减少浪费。 西安建筑科技大学硕士论文8竖向设计是场地设计的一个重要组成部分。任何一个建设项目不可能都在地势平坦的地区完成，自然地形往往是起伏不平的，很难满足场地中建、构筑物，交通运输系统和工程系统的设计标高要求，因此场地的自然地形就必须根据总平面设计要求进行改造整平，使改造后的场地能适应建、构筑物的布置要求，满足工艺流程和交通运输技术条件，有利于场地雨水迅速排除，使之满足生产和生活的使用功能要求，同时达到土方工程量少，投资省，建设速度快，综合效益佳的效果，并尽可能减少对原来自然环境的破坏。凡属这一类型的设计，通常称为竖向设计。f2】2．2竖向设计的形式和内容2．2．1竖向设计的形式竖向设计的布置形式是指场地各主要设计整平面之间连接方法，通常分为平坡式、阶梯式和混合式三种。1．平坡式平坡式布置是将厂区用地做成一个或几个带有缓坡的整平面，彼此之间连接处设计坡度和设计标高没有明显的高差变化，如图2．1。谨鼯中心道路中心图2．1平坡式平坡式布置利于生产运输和管网敷设，但土石方量较大，排水条件差，当地形起伏较大时，往往出现大填大挖和大量深基础情况，一般适用于自然地形坡度小于3％的地面，厂区建筑密度较大，道路、铁路较多，地下管线复杂的情况下。当厂区宽度很小，自然地形坡度虽然超过了3％，也可以采用平坡式。平坡式布置分下列三种形式：(1)水平型的平坡式：场地整平面无坡度。(2)斜面型的平坡式：场地整平面Eh一个或几个不同坡度的斜面组成，根据斜面的倾斜方向可分为单向斜面平坡式和多向斜面平坡式，如图2．2所示。(3)组合型的平坡式：场地由几个接近于自然地形的设计平面或斜面所组成。 西安建筑科技大学硕士论文(I)簟冉斜面竣9“)由场地边臻一中阍惯署柑j职一弱慷图2．2平坡式布置2．阶梯式阶梯式布置是将场地设计成若干个台阶相连接组成的阶梯布置，相邻台阶之间以陡坡或挡土墙连接，其各主要台阶之间有明显的高差，一般在l米以上，如图2．3所示。图2．3阶梯式阶梯式布置按场地倾斜方向可分为三种形式：单向降低的阶梯；由场地中央向边缘降低的阶梯；由场地边缘向中央降低的阶梯，如图2．4所示。 西安建筑科技大学硕士论文∞单向降黼阶梯蚴倒面地中衙声施缘弹氍捌f梯∞由场地边馨向中俩降低的阶梯田中-1．自撼地面I已设计地匝I3．脑中心I也建娩物10图2．4阶梯式布置阶梯式的竖向布置一般适用于场地自然地形坡度大于4％的地段，场地宽度较小，建筑物高差大于1．5m的地段。当场地宽度较大，虽然地形的自然坡度较小，也可考虑采用阶梯式布置，阶梯式布置是避免大填大挖的手段。特别是在山区坡地建厂时，采用阶梯式布置比较适宜。3．混合式场地设计按照地形地质变化情况及生产运输的要求，同时采用平坡式与阶梯式两种形式，节约土方工程量。如丘陵、山地、沟河台地的场地，场内主要生产区与储运区可采用平坡式，辅助生产与行政、公共建筑可采用阶梯式。2．2．2竖向it-h-的内容根据竖向设计任务的要求，竖向设计的具体内容是：1．选择竖向设计的形式和平土方式；2．确定场地平土标高，计算土石方工程量；力求场地土方填挖方总量为最小，并接近于平衡；3．确定建筑物、构筑物、铁路、道路、排水构筑物、管线地沟、露天堆场、广场等场地的整平标高；并使之相互协调；4．确定场地合理的排雨水方式和排水措施，使地面雨水能以短捷路径，迅速排除，保证场地不受洪水威胁；5．合理布置竖向设计必要的工程设施和排水构筑物并委托有关专业设计。 西安建筑科技大学硕士论文2．3场地平土标高在场地竖向设计中的地位2．3．1确定场地平土标高是竖向设计的前提和基础场地的自然地形往往是起伏不平的，很难满足场地总平面设计中各种建筑物、构筑物、交通运输线路和场地排雨水的设计标高。因此，对场地的自然地形就必须根据总平面设计的技术要求进行改造整平，也就是必须确定场地平土标高。由此可见，确定场地平土标高是场地竖向设计所必须的，它是场地竖向设计的前提和基础，只有确定了场地的平土标高，才能有效的进行竖向设计的其它内容。2．3．2确定合理的平土标高是竖向设计的重要内容只有确定了合理的场地平土标高，按照总平面设计的技术要求对场地进行整平，才能使改造后的场地能适应建筑物、构筑物的布置要求，满足工艺和交通运输技术条件，使之利于场地雨水迅速排除。如果场地的平土标高确定不合理，可能导致填方与挖方工程量相差太大，若填方量远大于挖方量，则需要运进大量的土方；若挖方量远大于填方量，则需要运出多余的土方。无论怎样，殊途同归，两者都降低了建设进度，增加了基建投资。在场地竖向设计的全过程始终贯穿着标高的确定，而场地标高的确定是其关键所在，直接关系到投资的经济性、用地的合理程度和满足各项使用功能的适应能力。驯由此可见，确定场地平土标高是场地竖向设计的主要任务之一，它也是竖向设计的重要内容之一。2．33只有确定好场地平土标高，才能有效的进行土方计算土方工程量的计算是竖向设计的内容之一，它以场地的平土标高为前提和基础。因此，只有确定好了场地平土标高，才能计算出施工高程，然后有效的进行土方计算。 西安建筑科技大学硕士论文2．4影响场地平土标高确定的因素12平土标高是场地平整的依据，也是竖向设计的基础，只有首先确定了场地平土标高，才能进行场地平整工作，从而进一步确定建、构筑物和铁路、道路的设计标高，并以此为基础编制粗平土图和场地排雨水图，确定场地标高时，需要综合考虑以下因素：2．4．1方便生产上的联系满足生产上的联系要求，保证车间之间有良好的运输装卸条件。对于生产上有密切联系的车间、仓库、堆场等，其设计标高要与它们相互之间所采用的运输方式相适应，使进入车间的铁路，道路具有合适的标高和坡度。对于管线较多的工厂，还要考虑地下管道的埋设深度对设计标高的要求。在坡地，联系密切的建、构筑物宣布置在同一台阶上。2．4．2满足厂内，外生产运输要求要符合厂内外铁路、道路对连接点的设计标高要求．并使厂内外运输线路具有合理的横、纵断面。在改、扩建企业中要考虑新区与老区之间的衔接问题。2A．3满足排水和防洪要求场地应该考虑排水系统对设计标高的要求。～般平整场地的表面，均应具有不小于3％o的坡度，以保证排除雨水。在确定道路标高时．应使雨水从车间、仓库、堆场排向路面或道路两侧的明沟。室内外地坪的商差应高出建筑物室外散水坡脚标高15厘米以上，以保证雨水不倒灌。露天堆场等的地面标高应高出周围场地，并设有大于5‰的排水坡度。在确定有贵重设备、材料或受水淹后对生产损失很大的车间、仓库的地坪标高时，要略高于一般车闯、仓库。在确定对全厂起控制作用的主要车间或重型厂房的标高时，要考虑地基下沉，当有铁路进入建筑物时，应考虑铁路的排水要求。保证厂区不被洪水淹没。沿江、河、湖、海的厂区、场地标高应高于计算洪水值(包括波浪高度)O．5米以上，当场地地形较低而以填土提高场地标高有困难或不经济时，可采取筑堤防洪，并使堤顶标高高于计算洪水位(包括波浪高度)0．5米以上，对于靠近城市的工厂，其防洪堤标高应满足城市要求，与当地标准取得一致，并在设计中采取防止内涝和管涌的措施。对于山区建厂，应特别重视防、排洪设计。山区地形坡度大、集流快、来势猛、洪水暴涨暴落，对厂区、居住区及交通运输线路安全造成严重威胁，因此对于山区防排洪，应因地制宜统筹安排，采取综合治理措施，以保证工厂不被洪水淹没。 西安建筑科技大学硕士论文2AA土石方工程量较小尽量减少土石方工程量和基础工程量，并使填、挖方接近平衡，使设计标高尽量与自然地形标高相适应，避免大填大挖。在平坦地区，建、构筑物设计标高一般宜比该处自然平均标高稍高；在自然地形横坡较大的地段，宣采用半填半挖的方式，一般可考虑使挖方稍多于填方以减少填方一侧建、构筑物基础埋设深度。2．45注意地下水位影响满足场地平土标高高于地下水位的要求。当场地地下水位高时不宜挖方，最好使建筑基础、设备基础、管沟在地下水位O．5米以上，避免使地下水位相对的提高，增加基建投资，恶化施工条件；当场地地下水位很低时，可以适当的挖方，以提高地耐力强度，减少基础的埋设深度和断面尺寸。2．4．6考虑基槽余土和土壤松散系数影响基槽余土量对场地平土标高和填、挖方平衡有一定的影响，如对其合理处理，可减少基础埋设深度，节约基建投资。场地填方地段，由于用挖松的土壤充填，因此应考虑土壤松散系数，在填方地段，其标高稍高于设计标高。2．5小结本章是场地平土标高的基本内容，首先介绍了场地的概念和场地竖向设计的概念，然后叙述了竖向设计的形式和内容，接着说明了场地平土标高在场地竖向设计中的地位，最后介绍了影响场地平土标高确定的因素。注释：【1】胡玮《关于工业企业竖向设计的研究》西安建筑科技大学硕士论文2000年3月【2】井生瑞主编《总图设计》冶金工业出版社1989年5月【3】杨建明王幼明‘化工工程场地竖向设计》化工生产与技术2005年04期 西安建筑科技大学硕士论文3．最小二乘法优化场地平土标高14在工程设计中，确定场地平土标高的方法有多种，但是传统的手工计算方法因为难以利用计算机技术实现，因此效率低下。本论文应用最小二乘法理论在ExcelVBA编程技术实现场地平土标高的优化。3．1常用确定场地平土标高的方法简介在工程实际中，确定场地平土标高的方法主要有以下几种。3．1．1方格网法此方法是在规则的场地上，选定场地坐标系统，然后沿坐标系统的基轴，将场地分成适当大小的方格，坐标轴要与场地上的大多数建、构筑物之轴线保持垂直或平行关系。方格的边长根据不同的精度要求，一般初步设计中用20、50米，施工图设计中用10、20、40米。方格网确定以后，在每个方格网的角顶注明原地面标高，再根据上述影响因素假定纵横方向的设计坡度，并假定一个基准水平面，该面的标高一般低于平土范围内的原自然地面标高最低点。过坐标原点作其设计标高的水平截面和设计地面，要使填、挖平衡，则必须使原自然地面以下、基准水平面以上的体积等于设计地面以下、基准水平面以上的体积。由此求得坐标原点设计地面的标高后，可按各方向的设计坡度，计算出方格网各角顶的设计地面标高。3．1．2断面法采用将场地全部标高提高或降低同一高度的办法确定场地平土标高，其方法是首先在厂区平土范围内布置断面线，再根据原自然地形标高，绘出各条断面线上的断面，并在各断面上绘出假定的平土标高为q。，为了计算方便，假定的平土标高珥，，应在断面分布区内，原自然地面最低点以下，计算假定平土标高与自然地面标高之间，在各断面上的面积及在平土范围内的体积，进而计算设计平土标高日。。断面面积的求法很多，如数方格法和卡规法。3．1．3经验估算法根据场地的原自然地形、生产运输和排水等条件，在尽量减少土石方工程量并使土方基本平衡的原则下，凭设计者的实践经验，初步估计出场地设计地面平 西安建筑科技大学硕士论文15土标高，并按此标高进行土方的计算和平衡，当考虑土壤松散系数和基槽杂土量之后，应使填方与挖方基本平衡。一般当填方或挖方数量超过10万m3时，其填、挖之差宜小于5％；填方、挖方量均在10万m3以下时，其填、挖之差不宜超过10％。否则，应对计算的标高日m进行调整。3．1．4几种方法的比较j1J用方格网法计算场地平土标高，只有先假定了设计坡度，才能计算平士标高，但预先假定的坡度不一定能满足土方量最小的要求，仍需通过一定的试算，才能求出接近最小土方量的平土标高。另外，方格网法适用于场地较为平坦的地段。断面法适用于场地地形复杂、高差大的地段，但必须结合自然地形合理布置断面线。其断面计算较为繁琐，不宜实现计算机编程计算。经验估算法适宜于方案阶段和可行性研究阶段，也要求必须有相关的估算土方工程量的经验才行，此法误差相对较大。3．2最小二乘法优化场地平土标高在总平面及运输设计中，场地平土标高选择的合理与否不仅对场地处理费起决定性的影响，而且关系到工艺流程、物料运输的合理性以及企业运营后的经济效果。因此，优化场地平土标高已被人们所重视，那种凭借经验确定场地平土标高的方法被科学的计算方法所代替，特别是在计算技术发展和广泛应用，为采用数学方法一最小二乘法计算场地平土标高提供了方便的条件。加之电子计算机的迅速发展，也使得场地平土标高的计算机编程得以实现。12)3．2．1最小二乘法原理最小二乘法是优化场地设计地面标高的方法。平面上任意一点的设计标高可由五个条件决定，即水平投影方向上的坐标x、Y，x方向上的设计坡度‘，y方向上的设计坡度f，以及坐标原点的设计标高日oa当平面位置确定后即x、Y为己知时，设计标高仅与‘、f，以及Ⅳ。有关，任意一点K的设计标商可用下式表示：HI=Ho+‘·黾+iy·儿(公式3—1)对应于K点的自然地面标高Z。，可由测量图上确定或测出，设计标高H。与自然地面标高Z。之差即为施工高度C．。q=HI一乙=峨+ix·h+f，·以一乏(公式31) 西安建筑科技大学硕士论文16在微面积d，d，范围内的土方体积为：d，=Ckd,d。y=㈣一Zk)d，dy=慨+‘·磁+‘·Yk一乙k乃(公式31)为了找出使场地平土范围内的土方量最小而且填挖方基本平衡的三个参数t、iy、H。。根据最小二乘法原理，为使Ck或巩达到最小则必须使得场地范围内的所有的q或d，的平方和达到最小即：窆d，2：窆帆+t．‰+‘．肌一乙P破乃：miIl(公式3—4)3．2．2最小二乘法优化场地平土标高显然，分别对于(3—4)式中的‘、iy、Ho进行微分，并令其等于零便可得到满足要求的三个准则方程式：对于风进行微分∑慨+‘·以+iy·YI-Z^)d，dy=o(公式3叫)k=l对于f，进行微分皂xt呻。峨吨+．y．Yk—Zk)dxd，：0k=l对于L进行微分羔yk姬。哇嘞+≯y。一z潼ldy=0^t1(公式3—6)(公式3—7)说明：以上三式都是权函数为l的情况下得到的，但在实际运算过程中，由于各个点的位置不同，参加运算的次数也不一样，因此，引入一个权函数来解决这一实际问题，对于角点令权函数P=o．25，边点P=O．50，P=0．75，中间点P=I．00，这与取P等于1、2、3，4完全相同。考虑权函数的准则方程式：∑只日。十∑只k‘+∑只y。iy=∑只z。k=lI=lk=l∑只以H。+∑只％2‘+∑只工。ytiy=∑只x。Zt(公式3_8)k=lt=Ik=l^=IEp,y。Ho4-∑BxIY。i，+∑只y。2iy=EP,yIz。令∑用【】表示，则方程组为f【户】．峨+陋1·‘+防】．iy=眩】悃．风十蝌‘+旧小心】(公式3叫lb】·Ho+b】·t+b2J·iy=[eyz】 西安建筑科技大学硕士论文解上面的方程组即可得出‘、‘、峨三个参数。从而计算出各点的设计标高与施工高程。3．2．3关于最小二秉法优化场地平土标高的说明在实际的应用中，可根据场地的实际情况进行不同的计算。1．对于常用的矩形、正方形，如果选择坐标原点的合理位置，则可简化计算。(1)将坐标原点位于图形中心，使图中各点坐标与x、y轴全部对称，此时陋】卸、b】卸、【脚】--0，则准则方程式组(3—9)就简化为(2)将整个场地对称于轴且原点位于横边的中点，准则方程式组(3—9)简化为f【P】．‰+o+b】·‘=眩】{o+b2】．‘+o=啦】l阿】．风+o+b2】．‘=啪】(3)当整个场地对称于Y轴且原点设在竖边中点，准则方程式(3—9)演变为f【P】·吼+陋】-‘+o=心】{陋】·风+b2】·‘+O=[PxZ】lo+0+b2】．‘=[pyz】(公式3一lo)此时盼1=o、b】=o，则(公式3一11)此时【叫=o、【酬=o，则(公式3一12)2．当必须保持某个坐标轴方向上的坡度时，若保持‘成为定值，则用下列方程组求I-／o、‘{戮删：莨氅臻hc蝴州，1例．风+b2】．‘=例一两】．‘‘各则¨’若保持0为定值，则下列方程组求H。、‘雠H掣：蕈嚣[．xz徽l卜，t黼圳1陋】．。+b2】．‘=一胁h‘甜¨1卅3．若必须保持某一已知点的标高时，取该己知点为坐标原点，用下列方程组求il、i，酱删枷h妒％妒m讲¨¨ 西安建筑科技大学硕士论文{譬敬彦靛：旧[p／卜l-嘲[py]篙Hc公式，州，lb】·‘+b2】·‘=·。”～～’4．若必须保持某两点的标高时，取两点之一为坐标原点，用这两点之标高差与其两点间在X轴或Y轴上的投影长之比为‘或‘，则用下列方程式求‘或‘通过x轴时，求‘。=垃％铲选c黼州，通过Y轴时，求‘(公式3—17)5．当设计平面为水平面时，‘；iy=0，则风为该设计平面的标高‰=留。嫡邗，用最小二乘法所求的最佳原始斜面的坡向方位角：秒：，g一一≥‘斜面的坡度(公式3—19)f=±厢(f在口所在象限时为正值)(公式3-20)采用最,I,-乘NN原理求最优设计平面，当用电子计算机进行计算时，可以很快完成场地竖向设计，可以显著的减少计算工作量。3．3最小二乘法实现场地平土标高的调整在确定场地平土标高时，已考虑了填挖平衡的要求，但在某些实际情况中，由于填、挖平衡反而会造成浪费，如填土过多会造成基础埋设深度的增加，而且由于填方地段要对土进行分层辗压夯实，反而费时费力，不如将多余的土运出场外，另作它用。在确定场地平土杯高时，除了考虑场地平土本身的填、挖方之外，还应考虑土壤松散系数和压实增减量；建、构筑物和设备基础的余土量；铁路、道路路基和沟槽土方；排水沟渠土方量，各种工程管线、地沟等工程挖方余土量；表土的清除和回填量。Ij’因此，在场地平整设计中，以上所述几种影响场地设计标高的因素往往不是 西安建筑科技大学硕士论文19单独出现的，实际中还应考虑到施工方便及经济等条件进行综合计算与调整，以满足现场的实际需求。【4】3．3．1土壤松散系数影响下最4、二乘法的调整在场地土方施工中，由于土料的松散，若用同体积的挖方量去充填同体积的填方量，则挖方量就要多余。因此在挖方量运输和填方夯实时，必须考虑土壤松散对土方平衡的影响。土壤松散系数随土壤的类别而异，几种土壤的松散系数见表3．1。考虑土壤松散体积增加时，平土标高的附加增量△Ⅳ。为：衄平=告鼍c怵吲，式中Q总——平土工程总量；几——整个平整场地面积；，捧——平整场地挖方面积；Kn——士料的最终松散系数；其中K格：—Qtt万-一QmV填对于平土标高的计算，只有考虑松散系数，才能使平土的填、挖方量达到实际上的基本平衡。考虑到松散系数，最小二乘法计算平土标高的公式3—1应为以=风+it．xk+‘’儿+丽QzKn(公式312) 西安建筑科技大学硕士论文20表3．1土壤松散系数土的最初松最终松土壤的名称分类级别散系数略有粘性的砂士，粉土，腐殖土及疏松的种植土；泥1．08～1．01～一类土炭(淤泥)1．171．03I(松软土)1．20～1．03～植物性土、泥炭1．301．04二类土潮湿的粘性土和黄土，软的盐土和碱士：含有建筑材1．14～1．02～Ⅱ(普通土)料碎屑、碎石、卵石的堆积土和种植土1．281．05三类土中等密宴的粘性士或黄土；含有碎石、卵石或建筑材1．24一1．04～HI(坚土)料碎屑的潮湿的粘性土或黄土1．301．07坚硬密实的粘土或黄土；含有碎石、砾石(积体在1．26～1．06～四类土10％～30％重量有25kg以下的石块)的中等密实粘性1．321．09f砂砾坚Ⅳ土或黄土；硬化的重盐土：软泥灰岩土11．33～1．11～泥襄岩、蛋白石1．371．15五类土V～硬的石灰纪粘土；胶结不紧的砂岩；软的、节理多的(软岩)Ⅵ石灰岩及贝壳石灰岩；中等坚实的页岩，泥灰岩坚硬泥质页岩；坚实的泥灰岩，角砾状花岗岩；泥灰六类士Ⅶ～质石灰岩；粘士质砂岩；云母页岩及砂质页岩；风化(次坚岩)Ⅸ的花岗岩、片麻岩及正常岩；滑石质的蛇纹岩；密实1．30～1．10～的石灰岩；硅质胶结的砾岩；砂岩；砂质石灰质页岩1．451．20白云岩；大理石；坚实的石灰岩、石灰质及石英质的砂岩；坚硬的砂质页岩；蛇纹岩；粗粒正长岩；有风七类土X～化痕迹的安山岩及玄武岩；片麻岩；粗面岩；中粗花(坚岩)Ⅻ岗岩；坚实的片麻岩；租面岩；辉绿岩；玢岩；中粗正常岩X坚实的细粒花岗岩；花岗片麻岩；闪长岩；坚实的玢八类土岩、角闪岩、辉长岩、石英岩；安山岩；玄武岩；最1．45～1．20～Ⅳ～(特坚岩)坚实的辉绿岩、石灰岩及闪长岩，橄榄石质玄武岩；1．501．30XⅥ特别坚实的辉长岩；石英岩及玢岩注：①土的级别为相当于一般16级士石分类级别；②一至八类土壤，挖方转化为填方时，乘以最初松散系数：挖方转化为填方时， 西安建筑科技大学硕士论文乘以最终松散系数。3．3．2基槽余土量的影响下最小二乘法的调整21基槽余土量包括建、构筑物和设备基础土方；铁路、道路路基和沟槽土方；排水沟土方；各种工程管线、地沟等工程挖方。基槽余土量在场地平整标高计算中是一项相当可观的量，对平整场地范围内达到实际上的填、挖平衡起重要的作用，它对场地平土标高及建筑物的基础工程影响很大，因此在进行平土标高计算时，应考虑基槽余土量的影响。对于基槽余土处理，如将基槽余土量全部平均到整个平土场地范围内，加在原来没有考虑基槽余土量的平土标高上，全部平均标高提高后对于挖方区域内的建、构筑物基础工程是影响不大，但是对于填方区域内建、构筑物的基础工程是不经济的。图3．1所示，提高平土标高前单位填方面积占单位总面积的比例为：鱼：土。100％巾XIUU7d％k+％图3．1提高平土标高后填挖区域基础工程变化示意图提高平土标高后单位填方面积占单位总面积的比例扩大为：!墨±!董一丛：!苎。100％‰+％h壤+魄h填+％式中以——单位填方面积；凡——单位平土总面积；h。——单位填方面积上的填方高度；k——单位挖方面积上的挖方高度；h。——单位平士面积上的基槽余土高度。为了保证建、构筑物设计地坪标高与场地平土标高之间一定的关系，就要用建筑物的基础体积或者地基的处理工程量换得同样体积或处理工程量的填土，由此可见采用全部平均提高法后，又扩大了原来条件下的填方区域，从而是很不经 西安建筑科技大学硕士论文济的。在场地平土标高计算中，在保持平土范围内的填、挖方基本平衡，不提高填方区域的平土标高，从而不增加建、构筑物基础工程量或地基处理工程量的前提下，采用如下两种方法处理基槽余土量。1．提高挖方区域平土标高因为采用全部平均提高法处理基槽余土量时，对填方区域的建、构筑物基础工程量是很不经挤的，而对挖方区域则无影响，为此只提高挖方区域的平土标高，填方区域的平土标高不动，如图3．2所示，这样相对于原填、挖方仍保持平衡，同时不增加填挖方量。图3．2只提高挖方区域平土标商示意图对于最小二乘法采用全部平均提高平土范围内平土标高时，公式3—2和公式3—3应为：q=HI+Cw一乙=日o+ix·h+f，·Yk+c，一乙(公式3-23)d。=Ckdxdy=呻o+il·xk+iP·yt+C。一zt-ldFo公式3—。≥吣月2由最小二乘法得∑d，=min分别对t、‘、风进行微分，并令其等予零便k=l可得到满足要求的三个准则方程式，考虑权数后，方程组3—8应为f【P】．风+陋1．‘+bh+【Pj．巳=嘲{吲．玩+b2】·ix+呐】．‘+阪】·C，=【眦】(公式3_5)l阿】·Ho+呐】·ix+b2】·i，+b】·C，=[pyz】解此方程可得‘、iy、Ⅳ。三个参数，代入公式3—2中，即可得各点标高。采用提高挖方区域标高法后，HK壤=Ho+ili，+iyYk 西安建筑科技大学硕士论文％州埙+意式中Ⅳ腻——填方点的平土标高，即不考虑基槽余土量条件下的K点的平土标高；H脱——挖方点的平土标高；‰——挖方点的权值；口——方格边长。2．分别处理法分别处理法是在提高挖方区域的平土标高的同时，降低填方区域的平土标高，因为挖方区域建、构筑物的基础体积视为多余的挖方量，而填方区域的建、构筑物基础体积可视为减少的填方体积，如图3．3所示，所以用此种方法处理基槽余土量更为合理。图3．3提高挖方区域平土标商同时降低填方区域平士标高示意图在分别处理法中，如果填方区域‰的基础体积矿&大于挖方区域％的基础体积降0，则在将填方区域的基础体积平均到填方区域内，降低其平土标高的同时将挖方区域的基础体积平均到挖方区域内，提高其平土标高外，也可以将全部填挖区域的基础体积平均到填方区域内，降低填方区域的平土标高。如果挖方区域％的基础体积阡，挖大于填方区域，填的基础体积阡，填，则除将挖方域的基础体积平均填到挖方区域内，提高其平土标高，同时将填方区域的基础体积平均到填方区域内，降低填方区域的平土标高外，也可将全部填挖区域的基础体积平均到挖方区域内，只提高挖方区域的平土标高。归纳有如下三种情况：Ⅳ1)当阡，填=降，挖时，则①提高挖方区域平土标高：孑，同时降低填方区域平土标，挖高孥；②只提高挖方区域的平土杯高毕或者只降低填方区域平土标高，填，挖 31当两安建筑科技大学硕士论文高譬；②只提高挖方区域的平土标高!竺曼菩堕。，填，挖对于最小二乘法采用分别处理法计算平土标高时，1)当％=％时，①②2)当％>％时①+i，iy+饥一警或嘲+iyYk+警HK嚷=Ho+iIiy+iyy|一H盹=HD+iJiy+{yyt+②J日椭2风+ixiy+t‘yyk一【Ⅳ牌不变。24警～》一一掣阱方高方一群一勰好强帆骶吼当；力堕&高％一日堕％一+儿．0，．0+．0．k．0+O何日=张碰日Oo日变=不礴脱H日，●●●●●●●●，、●●●●●LOo日变=不腱臌日，●●●●●●●‘I●●●●L％一R堕％一一& 西安建筑科技大学硕士论文3)当％<％时①Ⅵiy+iyyk一瓮∽p≯t+瓮②卜=Ho+i，¨儿+警【H麒不变。％2K建‘一(公式3_26)式中阡，建——建、构筑物基槽余土量，聊3；足建——建、构筑物基槽余土量参数(见表3．2)表3．2基础余方鼍参数名称基础余方量参数K。缸／的备注车间重型o．3～O．5有大型机床设备轻型o．2～o．3居住建筑公麸建筑o．2～0．3仓库注①基础余方量参数K1，指每平方米的建筑占地面积的指标。②建筑场地为软弱地基是，Kl应乘以1．1～1．2。(2)道路、铁路路槽余土量估算％2如’F·而(公式3_27)式中∥叠——道路路槽挖方量，m’；K遭——道路系数(见表3．3)；F——工业场地总面积，历2；厅——拟设计的路面层厚度，m。(3)管线地沟余土量估算∥k=足沟’以‘‰(公式3—28)艨碰旧旧． 西安建筑科技大学硕士论文管线地沟余土量，所3；管线系数与地形坡度有关(见表3．3)。表3．3管线地沟余土量估算j卜些平坡地5～lO％10～15％15～20％每平方米土方量(m3)2000～40004000～60006000～80008000～10000占地建筑面积土方量(m3，fn2)2～43～44～8lO道路系数Kt0．08～O．120．15～0．20O．20～O．25>O．25无地沟0．15～0．12O．12～0．10O．10～O．05≤O．05管线地沟系数Kf有地沟0．40～O．300．30～O．20O．20～O．08≤O．08注：每平方米土方量系一次土方量和二次土方量之和。“)地下室的余土量估算％2足地’”‘‰(公式3—29)式中阡I——地下室挖方工程量，m3；量。——地下室在挖方时的参数．一般取1．5～2．5，地下室位于填方量多的地段取下限值，填方量少或挖方地段取上限值；行——地下室面积与建筑物占地面积之比。用上述方法所计算的地标高表示理想的最佳设计场地标高，一般可直接应用于建、构筑物，铁路、道路等设计标高的应用。但对不满足建、构筑物，铁路、道路的设计要求时，应分别对整平场地的局部地段进行适当调整，因地制宜的进行标高的确定，以达到设计上的合理性和经济建设上的合理性。3．4最小二乘法实现不规则场地平土标高的优化3．4．1应用最小二秉法优化不规则场地平土标高根据最小二乘法的基本原理，平面上任意一点的设计标高由5个条件决定，只要知道了水平投影方向上的坐标x、Y，以及场地的原自然地面标高，就可以利用最小二乘法优化出其余三个参数，由此可见，最小二乘法不仅适用于优化规则场地的平土标高，同样适用于优化不规则场地的平土标高，它对于任意场地都适用。对于不规则场地，理论上如果将其每一点的坐标和原自然地面标高都列出来，然后利用最小二乘法优化，必然会得到场地最佳的平土标高。但是实际上不可能二％‰中式 西安建筑科技大学硕士论文也没有必要将其每一点的坐标和原自然地面标高都列出来，因为实际的工程中允许一定的误差存在。3．4．2对不规则场地平土标高处理的说明1．转化的思想最小二乘法可以优化不规则场地平土标高，但编程不宜实现。为解决此问题，特将不规贝q场地转化为“规则”场地，将不规整边界“规整”，作成标准的方格单元。只要一转化，就可以方便计算场地各点坐标等关系，从而方便实现编程。15l2．允许误差存在由于实际的工程中允许一定的误差存在，对于不规则场地，在转化为“规则”场地的时候，也必须按照方格的要求，将不规则场地转化到“规则”场地的方格上，这样便于计算，必然产生了一定的误差，但其产生的误差相对于整个场地来说是可以忽略的。3．按规则场地处理当不规则场地转化成了“规则”场地，就形成了原先的不规则场地和辅助场地两部分。在编程处理时，将辅助场地部分用“一”填充，遇到辅助场地就不用计算了，只计算原先的不规则场地的平土标高，可见，只要应用条件语句就可实现“规则”场地的计算了。3．5最小二乘法优化场地平土标高的优缺点3．5．1最小二乘法优化场地平土标高的优点最小二乘法优化场地平土标高，从理论上是比较先进的方法，它是按照最小二乘意义下曲线拟合的理论，以平整场地的自然地面标高逼近平整设计平面来设计平土标高的，这样就得到了最佳标高。平整土方量最小和挖填平衡的效果，使平整场地设计接近于客观实际。这种方法确定平整场地最佳面一次计算即可求得，有突出的优越性。161最小二乘法既能优化规则场地的平土标高，又可以优化不规则场地的平土标高，使填方和挖方量接近平衡，而且可以得到场地的最佳平土标高。与传统的手工计算方法相比，应用最"b-乘法优化场地平土标高，并结合ExcelVBA编程，易于方便实现场地平土标高的自动优化，达到填挖平衡，且计算速度快，修改调整简便易行。 西安建筑科技大学硕士论文283．5．2最4、二乘法优化场地平土标高的缺点应用最小二乘法优化场地平土标高，是计算工作量较大、较繁琐的一种方法，用人工计算实现十分困难。只有借助于电子计算机技术使这种计算方法才能得到实际应用。应用最小二乘法优化的场地平土标高，虽然理论上是场地的最佳平土标高，即填方和挖方平衡，但实际上有些场地处理时，会要求填方大于挖方或是挖方大于填方，这样可以节省部分资金或缩短建设周期，此时就必须对已经优化的场地平土标高进行实际调整和修正，才能达到较好的使用效果。3．6小结本章在介绍确定场地平土标高的传统方法及其缺点的基础上，应用最小二乘法理论对场地平土标高进行了优化，并实现了最小二乘法对场地平土标高的调整，同时对处理不规则场地的平土标高优化进行了补充说明，最后总结了最小二乘法优化场地平土标高的优缺点。注释：[1]井生瑞主编《总图设计》冶金工业出版社1989年5月[2]雷明编著《工业企业总平面设计》陕西科学技术出版社1998年5月[3]胡玮‘关于工业企业竖向设计的研究》西安建筑科技大学硕士论文2000年3月[43张晓天张晨‘场地平整土方工程量计算中场地设计标高的调整》宁夏大学学报(自然科学版)，1997年04期[5]林述明《建筑场地竖向设计方法新探》湖南科技大学学报(自然科学版)1991年02期[6]李善付达聪主编‘煤炭工业企业总平面设计手册》煤炭工业出版社1992年8月 西安建筑科技大学硕士论文4．最小二乘法优化场地标高的ExcelVBA程序实现应用最d,--乘法理论，利用先进的计算机技术，采用Excel应用程序，结合VBA编程，实现场地标高的自动优化。4．1．1Excel简速4．1Excel应用程序简介MicrosoftExcel是美国微软公司开发的Windows环境下的电子表格系统，它属于微软公司推出的Office软件的一员，它是目前应用最为广泛的表格处理软件之一。自Excel诞生以来Excel历经了Excel5．0、Excel95、Excel97、Excel2000，ExcelXP和Excel2003等不同版本。随着版本的不断提高，Excel软件的强大的数据处理功能和操作的简易性逐渐走入了一个新的境界，整个系统的智能化程度也不断提高，它甚至可以在某些方面判断用户的下一步操作，使用户操作大为简化。这些特性，已使Excel成为现代应用软件重要的组成部分。【lJ、4．1．2Excel功能特点1．强大的计算和分析能力MicrosoftExcel具有处理大型工作表的能力。Excel每张工作表中最多可容纳的数据行数为65536行，而且，在工作表中创建公式比以往更加简便。新增的工具可以帮助用户更好地创建并编辑公式、输入函数及创建自定义表单和模板。Excel除了可以做一些一般的计算工作外，还有400多个函数，用来做统计、财务、数学、字符串等操作以及各种工程上的分析与计算。Excel还专门提供了一组现成的数据分析工具，称为“分析工具库”，这些分析工具为建立复杂的统计或计量分析工作带来极大的方便。2．操作简便Excel系统具有人工智能的特性，它可以在某些方面判断用户的下一步操作，使操作大为简化。当需要将工作表上某个范围内的数据移到工作表上的另一个位置时，只需用按鼠标键，选定要移动的资料，将该范围资料拖动至所需的位置，松开鼠标即可。Excel内有许多工具按钮，每一个按钮代表一个命令。3．图表和报表能力在Excel中，系统大约有100多种不同格式的图表可供选用，用户只要做几 西安建筑科技大学硕士论文个简单的按键动作，就可以制作精美的图表。用户可以利用各种文字格式化的工具和制图工具，制作出美观的报表。4．连接和合并功能Excel的每个工作在一张工作表上执行即可，早期的工作表软件都只能在一张工作表上执行。但有时需要同时用到多张工作表，要将各分公司区的资料汇总起来，就需要用到连接和合并功能。Excel很容易将工作表连接起来，并进行汇总工作。Excel内一个工作簿可以存放许多工作表、图形等，每个工作簿文件最多可以由255张工作表组成。5．数据库管理能力在Excel中提供了类似的数据库管理功能，保存在工作表内的数据都是按照相应的行和列存储的，这种数据结构再加上Excel提供的有关处理数据库的命令和函数，使得Excel具备了能组织和管理大量数据的能力。6．开发工具VBA利用Excel的宏语言功能，用户可以将经常要执行的操作的全过程记录下来，并将此过程用一些简单的组合按键或工具按扭保存起来。这样，在下一次操作中，只需按下所定义的宏功能的相应按键或工具按钮即可，而不必重复整个过程。Excel为二次开发的用户提供了强有力的开发工具一vBA，高级用户可使用VBA，进行宏命令的开发。利用宏命令，用户可以将Excel的下拉菜单和对话框更改或将图形按钮的说明更换，使它们更适合于用户的工作习惯和特殊要求。4．1．3Excel应用程序选择Excel作为开发平台，基于以下原因：可以在Excel的功能上构建而不是重头开始；几乎所有的计算机中都已安装了Excel；Excel应用程序容易分发；用户早已有了一些使用Excel的经验；Excel应用程序可以被迅速地开发；VBA是Excel为用户提供了的强有力的二次开发工具。121Excel应用程序是指利用Excel和VBA为自己或其他用户所开发的电子数据表，它有如下特点：1．自动处理在多数情况下，一旦创建了一个有用的电子数据表，为了维护该表需要经常地完成一系列的任务。如果需要完成更复杂的工作，还需要VBA代码。2．提高用户经验用户使用Excel的经验和满意程度是各不相同的。一种扩展有用的电子数据表 西安建筑科技大学硕士论文31的方法就是将用户界面整合进工作薄，该工作薄能够帮助新手并能够指导老手更有效地工作。3．隐藏电子数据表的潜在复杂性限制电子数据表的有效性的一种快速方法是让用户看到含有大量计算或数据的工作表。可以使用VBA来管理版面，并显示工作薄。4．与应用程序或数据库整合多数的公用数据都在其他的应用程序或数据库中，使Excel与这些数据源进行整合，可以让用户能更有效地分析数据。5．防止数据表的某些项被修改一旦经过努力创建了数据表，将会因其他用户对该表进行修改而造成的破坏很敏感，为了防止这种情况发生，可以使用多种技术来允许他人只能通过你的授权的方式与你的表进行交互。4．2．1VBA的引入4．2VBA基本内容1．宏的概念宏是一段定义好的操作，它可以是一段程序代码，也可以是一连串的指令集合。宏的作用可以使频繁执行的动作自动化，节省时间，提高工作效率，又能减少失误。由于宏缺少伸缩的弹性，它记录了许多不需要的步骤，也记录了许多不需要的资料，它无法使用较深入的功能，无法完成重复性的工作，并且无法完成需要条件判断的工作。2．VBA的引入直到90年代早期，使应用程序自动化还是充满挑战性的领域。对每个需要自动化的应用程序，人们不得不学习一种不同的自动化语言，例如可以用Excel的宏语言来使Excel自动化，使用WordBasic使Word自动化等等。微软决定让它开发出来的应用程序共享一种通用的自动化语言——MsllalBasicForApplication(VBA)，可以认为VBA是非常流行的应用程序开发语言VISUALBASIC的子集。3．VBA与VB的差异实际上VBA是”寄生于”VB(VisualBasic)应用程序的版本，VBA和VB的区别包括如下几个方面：VB是设计用于创建标准的应用程序，而VBA是使已有的应用程序(Excel等)自动化； 西安建筑科技大学硕士论文VB具有自己的开发环境。它是以界面为中心的开发方式，而VBA是以文件为中，tL,的开发方式，它必须寄生于已有的应用程序；要运行VB开发的应用程序，用户不必安装VB程序，因为VB开发出的应用程序是可执行文件(·．EXE)，而VBA开发的程序必须依赖于象Excel的”父”应用程序。尽管存在这些不同，VBA和VB在结构上仍然十分相似。事实上，如果你已经了解了VB，会发现学习VBA非常快；而且，当学会在Excel中用VBA创建解决方案后，即已具备在OFFICE的其他组件中用VBA创建解决方案的大部分知识和体系。4．VBA的发展首先出现的是Excel的宏表，接着是0街ce95VBA的统一，Office97VBA扩展到所有组件，到Office2000更进一步支持VBA，VBS，HTML，对于新近的OfficeXP在所有方面都作了进一步的改进。4．2．2VBA的功能特点VBA一个关键特征是你所学的知识在微软的一些产品中可以相互转化，VBA可以称作Excel的“遥控器”。更确切地讲，它是一种自动化语言，它可以使常用的程序自动化，可以创建自定义的解决方案；此外，还可以将Excel用做开发平台实现应用程序。131使用VBA可以实现的功能包括：1．VBA是一个通用程序语言，可共享Microsoft各种相关的重要软件；2．以VBA编写的程序允许用户将其复制到VisualBasic中加以调试，用VisualBasic宏来控制Excel；3．当记录宏不能满足用户需要或用记录宏无法记录命令时，可以用VBA语言创造宏来控制工作簿的各项操作；4．创建用户对话框、工具按钮或自定义命令，把Excel提供的多个工具按钮连接起来，作为一个工具按钮；5．利用重复语句控制循环宏内操作，利用不同参数执行某个相关功能模块，使宏指令完成一系列复杂操作，来连接多个宏；6．VBA提供了许多内部函数，还允许用户自定义函数来简化对工作簿、工作表、图表等复杂操作；7．VBA开发周期短，运行效率高。总之，VBA用来编辑宏程序或制作更高级的整合性应用程序，附属于Office之下，使用较少的系统资源，达到编辑应用程序的目的。4．2．3VBA应用程序是面向对象的程序设计1．面向对象的方法的由来 西安建筑科技大学硕士论文33在面向对象的方法产生之前，程序设计采用的都是面向过程的方法。尽管面向过程的程序设计方法使用了模块分解的方法和抽象功能，有效地把一个复杂的程序抽象成一些相对简单的易于控制和处理的子程序，使设计便于管理和维护，但是它把设计和处理数据的过程分解成相互独立的实体，这就增加了代码维护的复杂性，程序的可重用性也很差。另外，使用面向过程的程序设计方法描述和实现用户图形界面，软件的开发和维护都变得相对困难。为了解决上述问题，提出了面向对象的概念。面向对象的方法的中心思想是：像真实的世界由真实的物体组成一样，软件的程序设计也可看成由一系列单独的对象组成，每一个对象都有自己特定的特征和行为。2．面向对象的概念所谓面向对象的方法，就是将数据和对数据的操作放在一起，组成一个相互依存、不可分开的整体一对象。“对象”既是“面向对象”程序设计的基本单元，又是设计时的核心。14l面向对象的程序设计方法将数据和程序封装到封闭的对象中，这就使得设计、组织和使用这些复杂的数据结构和由那些数据完成的功能就变得简单。VBA中提供了访问其它应用程序和其它应用程序中的对象的方法，要使VBA获得对主应用程序的过程的控制，就要使用VBA代码操纵主应用程序中的对象。从技术上说，“对象”是一组程序代码与数据的组合，是一个完整的单元，它的基本功能和所需的参数是开发工具预先定义好的。在Excel中，工作薄、工作表、数据范围、图表、工具栏、菜单等都是对象，通过对这些对象的使用就可以实现对Excel的操作。为了使对象既具有明确的功能，又有使用时的灵活性和多样性，将它的使用特性设为三种类型：即对象的属性、对象的方法和对象的事件。①对象的属性属性决定了一个对象的特性和状态，要改变对象的特性和状态，可以直接通过改变对象的属性来实现，而改变Excel对象的特性和状态，就可以通过对属性的赋值来实现。通过属性不仅能够改变对象的行为，还能查看对象当前的状态。对象的属性有一些是可以改变的，而一些是不能改变的，而且一些对象具有同名的或是相近属性。②对象的方法方法是在对象上可执行的动作，方法可以改变对象的属性值，也可以对存储在对象中的数据实施某些操作，它属于某个对象。必须通过特定的对象才能访问方法。面向对象的程序设计方法之所以能受到如此广泛的欢迎，其中一个很重要的原因就是可以使用软件设计者通过可执行代码的共享使程序创建更容易，不用为每一个方法保留一个单独的拷贝，相同的VBA对象类型能够共享它们的方法的代码。虽然相同类型的对象能够共享它们的方法代码，但是当用户访问某个特定 西安建筑科技大学硕士论文的对象时，该方法只能作用于调用该方法的对象。③对象的事件事件是由于人机交互或系统原因而发生在对象上的事件。每个窗体和控件对象内部都有一个预定义的事件集，它赋予了对象对所发生事件的识别能力。对象不同，事件的种类和数量也不同，识别事件的目的是为了对事件进行针对性的处理。既能识别事件又能正确的处理事件，反映了一个对象对事件的响应能力。识别能力是VBA预先定义的，而处理能力则不是。这是因为，同一个类型的对象在不同的应用程序中所起的作用和完成的任务是不同的，而具体起什么作用、完成什么任务、如何响应这个事件完全取决于设计者。4．2．4VBA的语法规则1．VBA的数据类型①数据基本类型在进行程序设计时，一定要声明数据的类型，数据类型的不同会引起运算结果的不同，表4．1中列出了数据基本类型。表4．I数据基本类型数据类型声明字符占字节数有效值BytelO～255Integer(整型1％2-32768～32767Long(长整型1&4-2147483648～2147483647Single(单精度型1"8-3．402823e38～3．402823e38Double(双精度型)捍8-1．79769313486232d308～Currency(货币型)固一个字符占一字节-922337203685477．5808～String(字符型)$20～65535个字符Boolean(布尔型)8TnIe或FaIseDate(日期驾!!)不定100．1．1～9999．12．31Variant(变体犁)4上述之一objeet②常量在VBA程序代码中包含一些固定的数值或字符串，并且它们在程序中反复出现，这些在VBA程序中始终固定不变的量就是常量，可以大大改进代码的可读性和可维护性。③变量所谓变量，就是在VBA程序运行期间其值可以变化的量，在一个变量中可以存放一个数据。在VBA应用程序中，项目包含多个模块，模块又包含多个过程，每个变量相应地就有其作用范围，如表4．2所示。 西安建筑科技大学硕士论文表4．2变量的作用等级等级关键字使用范围项目级变量(GlobeLevel)Public适用于所有模块模块级变量(ModuleLevel)Dim。Private只适用于本模块的所有过程过程级变量(LocalLevel)Dim，Static只在本过程中有效④数组数组是用相同名字保存的一系列数据的集合，数组在跟踪大量数据时非常有用，数组中的每一个元素都用唯一的索引号来标识自身。在许多场合，使用数组可以缩短和简化程序，以便高效地处理多个数据。2．VBA的运算符及表达式运算符是通知VBA以什么样的方式来操作数据的符号，由运算符将常量、变量和关键字等连接起来的子句称为表达式。①算术运算符算术运算符是所有运算中使用频率最高的运算方式，主要有以下七种：+(加法)，-(减法)，+(乘法)，／(除法)，、(整除)，“(乘方)，Mod(求余)如果一个表达式中包含多个算术运算符，则它们运算的先后顺序为：“；+或，；Mod；+或．②连接运算符连接运算就是将两个表达式连接在一起，用来进行连接运算的运算符有两个，即“&”和“+”。@比较运算符比较运算符是将其左右两边的表达式进行比较，如果成立，则运算结果为True，否则结果为False。VBA中的比较运算符如表4．3所示。表4．3VBA中的比较运算符运算符说明>大于<小于>=大于等于<=小于等于等于<>不等于④逻辑运算符逻辑运算符的结果也是True和False两个值，运行VBA时先会检查各个条件的值是真是假，然后根据逻辑运算符求出整个表达式是真是假。共有六种逻辑运 西安建筑科技大学硕士论文算符，分别是And(与)、0“或)、Not(非)、xo“异或)、Eqv(逻辑相等)和Imp(隐含)，表列出了VBA中所有逻辑运算符及其逻辑关系运算。当表达式中出现不同的逻辑运算符时，其优先顺序从大到小依次为：Not；And；0r；Xor：Eqv；Imp。关系表如表4．4所示。表4．4逻辑关系式表条件A条件BNotAAOrBAAndBAXOrBAEqvBAImpBO1O0l1Ol1O101O1O1O0l1Ol10l⑤运算符的优先顺序当表达式中出现的运算符不止一个时，运算符的优先顺序从大到小依次为：算术运算符，连接运算符，比较运算符，逻辑运算符。如果在算术表达式中出现了括号，则先执行括号内的运算再执行括号外的运算。在括号内部，仍按照运算符的优先顺序计算。3．VBA的控制结构对于任何一种编程语言，控制结构都占据着重要的作用，使用控制结构可以控制程序执行的流程。VBA的控制结构大致分为两大类：判断结构和循环结构。①判断结构判断语句可以认为有单重判断和多重判断两种，通常的单重语句，用IfThenElse语句来实现，而多重判断语句，可以用IfThenElselfThen和SelectCase来实现。单行形式为：IfconditionThen【statements][Elseelsestatements]或者，可以使用块形式的语法：IfconditionThen【statements】【Elselfcondition—nThen【elseifstatements]⋯【Else【elsestatements]]】EndIfIfElseThen语句的执行原则是：当程序运行到一个lf块(第二种语法)时，condition将被测试，如果condition为True，则在Then后的语句会被执行；如果 西安建筑科技大学硕士论文37condition为False，则每个Elself部分的条件式(如果有的话)会依次计算并加以测试。在执行完Then或Else之后的语句后，会从EndIf之后的语句继续执行。SelectCase语句的语法：SelectCase表达式fCase表达式列表1【语句陈述l】】【Case表达式列表2【语句陈述2】】．”【CaseElse【语句陈述n】】EndSelect如果表达式匹配某个Case子句的表达式，则在Case子句之后，直到下一个Case子句的语句陈述会被执行；如果是最后一个子句，则会执行到EndSelect，然后控制权会转移到EndSelect之后的语句。②循环控制循环结构允许重复执行一行或数行代码，VBA支持的循环结构有Do⋯Loop、For⋯Next、ForEach⋯Next等。Do⋯Loop语句是当条件为True时，或直到条件变为True时，重复执行一个语句块中的命令，且重复次数不定。For⋯Next语句用以指定次数来重复执行一组语句，在循环过程中使用计数器变量，每循环一次，计数器变量就自动增加。ForEach⋯Next语句针对一个数组或集合中的每个元素，重复执行一组语句，它是对数组或对象集合中的每一个元素一组语句，而不是重复语句一定的次数。4．VBA的内部函数VBA中可以使用以下几种内部函数：数学函数，字符串函数，日期和时间函数，类型转化函数和逻辑测试函数。数学函数主要包括三角函数、指数对数函数、方根函数、随机函数等；字符串函数主要是针对字符串进行操作的函数，包括比较、连接、搜索等；日期和时间函数主要是关于VBA的日期和时间的设置与调整；类型转换函数是在变量类型之间进行相互转换的函数；VBA中还有其它一些重要函数。 西安建筑科技大学硕士论文4．3最小二乘法优化场地标高的ExcelVBA程序实现4．3．1应用最小二乘法优化场地标高，结合ExcelVBA实现编程1．最小二乘法的结果令人满意如前所述的最d,--乘法优化场地平土标高的原理，其优化出来的标高是最佳的设计地面标高，其结果是令人满意的。2．Excel针对数据处理十分方便由于最d,-乘法的计算量较大，借助于Excel，即可实现其数据处理。3．VBA内置于Excel中，可方便实现编程借助Excel中内置的VBA，按照最小二乘法的基本原理进行编程，可生成VBA应用程序，这样就将场地的平土标高利用Excel和VBA实现程序设计．4．3．2最小二乘法优化场地标高的程序流程最4,--乘法优化场地标高的程序流程图如图4．1所示。4．3．3最小二乘法优化场地标高的ExcelVBA程序Sheet2(最小二乘法优化)ExcelVBA程序PrivateSubWorksheet_Activate0LoadUserFormlUserForml．CommandButton2．Enabled=FalseUserForml．ShowEndSubUserformlVBA程序PrivateSubCommandButtonIClick0Dimrgl，rg，r92AsRangeDimsjRows，sjColumnsAsIntegerDimi，jAsIntegerDimnCountAsIntegerDimFGWⅡAsIntegerDimFGWydx，FGWydyAsDouble 西安建筑科技大学硕士论文39初始化输出显示图4．1最小二乘法优化场地标高的程序流程图Userforml窗体如图4．2。图4．2窗体UserformI界面 西安建筑科技大学硕士论文40Sheet2．Range(”AI：Z65536”、．DeleteSetrgl=ThisWorkbook．Worksheets(”自然地面标高”)．Cells(1，1)．CurrentRegionSetrg=ThisWorkbook．Worksheets(”自然地面标高”)．Range(”AI”)Setr92=ThisWorkbook．Worksheets(”最dx--乘法优化”)．Range(”A1”)Sheet2．Range(”Al：Z65536”1．VerticalAlignment=xlVAlignCenterSheet2．Range(”Al：Z65536”1．HorizontaIAlignment=xlVAlignCenterre2．Value=”点号”曜2．Offset(O，1)．Value一’X”t92．Offset(0，2)．Value．’⋯Yr92．Offset(0，3)．Value=”z”r蜉．Offset(0，4)．Value一’P”sjRows=r91．Rows．Count-lsjColumns=r91．Columns．Count—lnCount=0FGWjj=ThisWorkbook．Worksheets(”自然地面标高”)．Cells(1，O．Offset(sjRows，1)．ValueFGWydx=0Fori=sjRows—lT00Step—lFGWydy=FGWydy+rg．Offset(i，0)．ValueForj=1TosjColunmsnCount=nCount+lr92．Offset(nCount，o)．Value=nCountFGWydx=FGWydx+rg．Offset(sjRows，j)．Valuer92．Offset(nCount,n．Value=FGWydx’r啦．Offset(nCounL2)．Value=FGWydyr92．Offset(nCount,3)．Value=rg．Offset(i，j)．ValueIfrg．Offset(i，j)．Text=”一”Then啦．Offset(nCount，4)=“一”ElseIfi=00rj；1Ori=sjRows—lOrj=sjColunmsThenr92．Offset(nCount,4、=0．5r92．Offset(nCount，4)．NumberFormat2”O．00”Elser92．Offset(nCount，4)=lr92．Offset(nCount，4)．NumberFormat=”O．00” 西安建筑科技大学硕士论文41EndIfIf(i=0Andj=1)Or0=sjColumnsAndi2sjRows一1)Thenr92．Offset(nCount，4)2O．25EndIfIf(i=0Andj=sjColunms)Or0；1Andi2sjRows·1)Thenr92．Offset(nCount，4)2O．25EndIfNextjFGWydx=0NextiThisWorkbook．Worksheets(”最tb-乘法优化’t)．Range(”TI”)．Offset(4，o)．Value=r91．Rows．Count-lThisWorkbook．Worksheets(”最tJ、--乘法优化”)．Range(”T1’．)．Offset(5，o)．Value=r91．Columns．Count一1Setrgl=NothingSetrg=NothingSetr92=NothingThisWorkbook．Worksheets(”最tb--乘法优化”)．Range(”Al¨)．CurrentRegion．Columns．AutoFitCommandButton2．Enabled=TrueEndSubPrivateSubCommandButton2Click0Dimrgl，rg，r92AsRangeDimiNumberAsIntegerDimsum(S)AsDoubleDimi，j，kAsIntegerFork=0To8sum(k)=0NextSetrgl=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”A1”)Setrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”D2”)．Offset(0，o)Setr92=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Cells(!，1)． 、西安建筑科技大学硕士论文42CurremRegionr91．Offset(O，5)．Value=”ey”r91．Offset(0，6)．Value=”Px”r91．Offset(0，7)．Value=”Pxx”r91．Offset(0，8)．Value=”Pxy”r91．Offset(0，9)．Value；”Pyy”r91．Offset(0．10)．Value=”Pz”r91．O凰et(0．11)．Value=”Pxz”r91．Offset(0．12)．Value=“eyz”ForiNumber20Tor92．Rows．Count—lIfrg．Offset(iNumber,01．Text=”一”ThenElseIfIsEmpty(rg．0瓜et(iNumber,O))；FalseThenrg．Offset(iNumber,2)．Value2rg．Offset(iNumber,1)．Value’rg．Offset(iNumber,-1)．Value玛．0仃Set(iNurnber,2)．NumberFormat=”0．00”rg．Offset(iNumber,3)．Value=rg．Offset(iNumber,1)．Value。rg．Offset(iNumber,-2)．Valuerg．O凰et(iNumber,3)．NumberFormat=”O．00”rg．Offset(iNumber,4)．Value=rg．O凰et(iNumber,一2)．Value’rg．Offset(iNumber,3、．Valuerg．Offset(iNumber,舢．NumberFormat=”0．00”rg．Offset(iNumber,5)．Value=rg．Offset(iNumber,·1)．Value+rg．Offset(iNumber,31．Valuerg．Offset(iNumber,5、．NumberFormat=”O．00”rg．Offset(iNumber,61．Value=rg．Offset(iNumber,-1)．Value+rg．Offset(iNumber,21．Valuerg．Offset(iNumber,们．NumberFormat=”O．00”rg．Offset(iNumber,7)．VaIllc=rg．O仃set(iNumber,o)．Value+rg．Offset(iNumber,n．Valuerg．Offset(iNumber,n．NumberFormat=”0．00”唱．O仃set(iNumber,8)．Value=rg．Offset(iNumber,o)．Value+rg．Offset(iNumber,31．Valuerg．Offset(iNumber,81．NumberFormat=”0．00” 西安建筑科技大学硕士论文43rg．Offset(iNumber,9)．Value=rg．Offset(iNumber,O)．Value+rg．Offset(iNumber,2、．Valuerg．Offset(iNumber,91．NumberFormat=”O．00”Fori=0To8sum(i)=sum(i)+rg．Offset(iNumber,i+11．ValueNextEndIfNextForj=0To8rg．Offset(r蜉．Rows．Count-1，j+1)．Value=sum(i)rg．Offset(r#．Rows．Count·l，j+1)．NumberFormat=“O．00”Nextrg．Offset(r醇．Rows．Count-l，-1)．Value=r92．Rows．Count-1rg．Offset(r92．Rows．Count-1，-1)．Font．Color=RGB(255，255，255)ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”Al”)．CurrentRe#on．Columns．AutoFitLoadUserFonn2UserForm2．ShowUserForml．HideSetr92=NothingSetrg=NothingSetrgl=NothingEndSubPrivateSubUserForm_Initialize0CommandButton2．Enabled=FalSCEndSubUscrform2VBA程序(Userform2窗体如图4．3)PrivateSubCommandButtonI_Click()Label2．Visible=TrueLabel3．Visible=TmeLabel4．Visible=True 西安建筑科技大学硕士论文44图4．3窗体Userform2界面Dimrg,r92AsRangeSetrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”D211)．Offset(O，0)Setr92=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Cells(1，1)．CurrentRegionUserForm2．Label2．Caption=Int(rg．Offset(r92．Rows．Count·2，1)．Value)&”Ho+”&Int(rg．Offset(r92．Rows．Count一2，3)．Value)&“Ix+”&”Int(rg．Offset(r92．Rows．Count-2，2)．Value)&”ly·”&Int(rg．Offset(r92．Rows．Count-2，7)．Value)&”。0”UserForm2．Label3．Caption=Int(rg．Offset(r92．Rows．Count-2，3)．Value)&”Ho+“&Int(rg．Offset(r蛇．Rows．Count-2，4)．Value)&”Ix+”&Xnt(rg．Offset(re丑．Rows．Count·2，5)．Value)&”Iy一”&Int(rg．Offset(r#．Rows．Count·2，8)．Value)＆”；0”UserForm2．Label4．Caption=Im(rg．Offset(r92．Rows．Count·2，2)．Value)&”Ho+”&Int(rg．offset(r#．Rows．Count-2，5)．Value)&”lx+”&Int(rg．Offset(re2．Rows．Count一2，6)．Value)＆”ly一”&Int(rg．Offset(r92．Rows．Count-2，9)．Value)&“2O”CommandButton2．Enabled=TrueCommandBuRon3．Enabled=FalseEndSub 西安建筑科技大学硕士论文45PrivateSubCommandButton2Click0Dimrg，啦AsRangeDimho，Ix，ly,ab，be，ca,de，el,坛AsDoubleSetrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”D2”)．Offset(0，0)Set堵2=ThisWorkbook．Worksheets(”最4,-乘法优化”)．Cells(1，1)．Currentgegionab=rg．Offset(r#．Rows．Count一2，3)．Value-rg．Offset(r#．Rows．Count-2，2)．Value+rg．Offset(r#．Rows．Count-2，5)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count一2，6)．Valuebe=rg．Offset(r#．Rows．Count·2，4)．Value—rg．Offset(r#．Rows．Count-2，5)．Value+rg．Offset(r#．Rows．Count一2，5)．Value，rg．Offset(r#．Rows．Count-2，6)．Valuecd=rg．Offset(r#．Rows．Count一2，5)．Value’rg．Offset(r#．Rows．Count一2，9)．Value／rg．O镌et(r#．Rows．Count·2，6)．Value-rg．Offset(r#．Rows．Count-2，8)．Valuede=rg．Offset(r#．Rows．Count一2，1)．Value-rg．Offset(r#．Rows．Count-2，2)．Value’rg．Offset(r#．Rows．Count-2，2)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count-2，6)．Valueef=rg．Offset(r#．Rows．Count-2，3)．Value—rg．Offset(r#．Rows。Count-2，2)．Value+rg．Offset(r#．Rows．Count·2，5)．Value，rg．Offset(r#．Rows．Count-2，6)．Value龟=rg．Offset(r92．Rows．Count·2，2)．Value+rg．Offset(r92．Rows．Count-2，9)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count-2，6)．Value-rg．Offset(r#．Rows．Count·2，7)．Valueho=(ef‘cd／bc·f酚／(de-曲+ef／be)Ix=(-cd-ab’bo)／bcIy=rg．Offset(r#．Rows．Count-2，9)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count一2，6)．Value—rg．Offset(r#．Rows．Count·2，2)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count一2，6)．Value+ho-rg．Offset(r#．Rows．Count-2，5)．Value／rg．Offset(r#．Rows．Count一2，6)．Value’IxMsgBox”Ho=”&Format(ho，”O．000”)&vbCrLf&”Ix=”&Formm(Ix，”O．00％”)&vbCrLf&”ly=”&Format(1y,”0．00％”)，vbInformmion，“场地平土标高程序实现结果”Setrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最d,--乘法优化”)． 西安建筑科技大学硕士论文46Range(”T2”)．Offset(0，0)唔O仃set(O，O)=horg．Offset(1，0)=Ix玛．O‰t(2，0)=ly玛．O凰似O，-1)=”ho”rg．Offset(1，一1)=”Ix”rg．Offset(2，-1)“’ly”rg．Offset(3，·1)“’Rows”rg．Offset(4，-1)“’Columns”CommandButtord．Enabled=TmeSetr92=NothingSetrg=NothingEndSubPrivateSubCommandButton3_Click()Dimrgl，rg,r92，r93AsRangeDimho，Ix，Iy"hxyAsDoubleDimi，j，kAsIntegerSheet3．Range(”A1：Z65536”)．DeleteSetrgl2ThisWorkbook．Worksheets(”自然地面标高”)．Range(”A1”)Setr92=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”1．Range(”B2”)．Offset(0，o)Setrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”)．Range(”T2”)．Offset(O，o)Setr932ThisWorkbook．Worksheets(”设计标高”)．Range(”A1‘．)．Offset(O，o)ho2rg．Offset(0，O)IX2rg．Offset(1，O)Iy2rg．Offset(2，O)k=0Fori2rg．Offset(3，o)．Value·1To0Step-lForj20Torg．Offset(4，O)．Value·lIfr91．Offset(i，j+1)．Text=”-”Thenr93．O舔et(i，j)一一“k=k+lElse 西安建筑科技大学硕士论文47r93．Offset(i，j)．Value=ho+Ix+(r92．Offset(k，0)．Value)+Iy+(r92．Offset(k，1)．Value)r93．Offset(i，j)．NumberFormat_’’O．00”k=k+1EndIfNextjNextiSetr93=NothingSet玛2NothingSetr92=NothingEndSubPfiv砒eSubUserForm_InitializeOLabel2．Visible=Fal∞Label3．Visible=FalseLabel4．Visible=FalseCommandButton2．Enabled=FalseCommandButton3．Enabled=FalseEndSub4．3．4最小二乘法优化的施工高程ExcelVBA程序OptionExplicitPrivateSubWorksheet_Activate0Dimrg，rgl，r93，r94AsRangeDimi，jAsIntegerSheet4．Range(”Al：Z65536”)．DeleteSetrg=ThisWorkbook．Worksheets(”最／J,S．乘法优化”)．Range(”T2”)．Offset(0，0)Setrgl=ThisWorkbook．Worksheets(”自然地面标高”)．Range(”A1”)．Offset(0，o)Setr93=ThisWorkbook．Worksheets(”设计标高”)．Range(”AI”)．Offset(0，0)Setr94=ThisWorkbook．Worksheets(“施工高程”)．Range(”AI”)．offm(o，0)Fori=rg．Offset(3，O)．Value·1To0Step一1Forj=0Torg．Offset(4，o)．Value·1Ifr91．Offset(i，j+1)．Text=“·”Thenr94．Offset(i，j)=”一” 西安建筑科技大学硕士论文Elser94．Offset(i，j)．Value=r醪。Offset(i，j)．Value·r91．Offset(i，j+1)．ValueEndIfIfr94．Offset(i，j)．Value<0．001Thenr94．0凰et(i，j)．NumberFormat=”O．00”Elser94．Offset(i，j)．NumberFormat=”-I-#，黼O．00；一捍，捍撑O．oo”EndIfNextjNextiSetr94；NothingSetr932NothingSetrgl=NothingSetrg=NothingEndSub4．4小结48本章首先对Excel应用程序作了简要叙述，然后引入了VBA并说明了其功能特点、语法规则等，接着给出了最tb----乘法优化场地平土标高的程序流程，最后给出了最小二乘法优化场地平土标高的ExcelVBA程序及施工高程实现的ExcelVBA程序。注释：川http：／／offiee．microsoft．eom／zh-cn／default．aspxMicrosoft中国社区D币∞产品技术社区【2】【美]StevenM．Hansen(Excd2003与VBA编程从A．N：lij精通(中文版)》电子工业出版社2004年09月【31www．bookoo．corll．cn(Excel2000VBA一册通》博库网站【4】【美]JulittaKorol(LearnMicrosoftExcel2002VBAProgrammingwithXMLandASP}WordwarePublishing,lnc．Feb2002． 西安建筑科技大学硕士论文495．场地土方工程量计算及其ExcelVBA程序实现只有确定了场地平土标高，才能进行竖向设计的其它内容，比如进行场地土方工程量的计算。5．1场地土方工程量计算S．1．1场地平土标高优化为土方工程量的计算奠定了基础按照最,b-乘法优化出来场地平土标高，考虑土壤松散系数和压实系数以及基槽余士量的影响后，进行平土标高的调整。调整后的平土标高，就是土方工程量计算的基础。因此，场地平土标高的确定是场地土方工程量计算的前提，场地平土标高优化为土方工程量的计算奠定了基础。5．1．2场地土方工程量计算方法简介场地土方工程量计算的方法较多，但大多都是用平均值或近似值简化计算各种不规则的几何体，其计算精度也能满足土方工程的要求。设计工作中常用的有方格网法、断面法、整体计算法和局部分块法等。【11[211311．横断面近似计算法横断面近似计算法计算简捷，但其计算精度不及方格网计算法，它适用于场地地形起伏变化较大，自然地面复杂的地段；若在平坦地区采用，其横断面间距可取大些。2．方格网计算法方格网计算法应用广泛，对于地形平缓和台阶宽度较大的场地更为适用，其计算精度较高。在地形有特殊变化时，也可局部加密或放疏方格，具有很强的实用性。3．方格网整体计算法将正方形或长方形的场地边缘在划分方格时有意识的划分成半格，将各个角点的施工高程作为虚线方格的平均高度，此法运算速度快，不易出差错，但其精度不高。4．局部分块计算法当场地位于坡地且地形变化大或采用阶梯式竖向靠置，台阶宽度在20米以内时，宜采用局部分块计算法，先分块计算各块的土方工程量，然后累加各平土区 西安建筑科技大学硕士论文50的填方和挖方的土方工程量。上面介绍了几种常用的土方计算方法，比较起来，方格网计算法有其本身的优势，加之方格网易于和Excel结合，然后借助于VBA编程，就可以方便实现土方工程量的计算工作。5．1．3零点位置的确定场地平整挖方和填方之间，以零线为界，零线是挖方和填方面的交线，实际应用中在计算土方量的同时，定出零线，并绘制在土方计算图上，使挖方区域和填方区域一目了然。确定零线的方法是求出零线与方格四边交点(即零点)位置，将若干个零点按一定顺序连接起来，即为零线，一般情况下，一个方格最多有两条零线，其连接要根据具体情况而定。在一个方格内，挖方角点与其相邻的填方角点之间必有零点，求零点的位置采用线性插值法，如图5．1所示。夼诗确‰碥。一。。”fn晴神吣爿图5．1零点位置当方格的边长为口时，零点计算公式如下：零点距挖方角点x挖=瓦耋与i懈零点距填方角点x填=瓦兰轰i坩(公式5—1)(公式5—2)5．1．4方格网法土方工程量计算的步骤方格网法是将场地划分为等边长的若干方格，按一定的顺序将方格编号，分别计算每个方格的挖方量和填方量，然后将全部方格的挖、填方量汇总，即得到场地总的挖方量和填方量，如图5．2所示。用方格网法计算土方工程量要给出和计算：方格四个角点的原地面标高、设计标高和施工高程，供计算土方工程量及平整场地施工使用；零线与方格四边交点位置，供绘制零线使用。方格网法计算土方工程量的步骤如下： 西安建筑科技大学硕士论文5l1．划分方格网：将绘有等高线的地形图分为若干正方形的方格网，并尽量使0Y黼X图5．2方格网法其与施工坐标网或测量坐标网重合，一般采用统一尺寸方格进行计算，如地形有特殊变化时，可局部加密或放疏方格。方格大小根据地形和计算精度而定，一般初步设计时采用40～100米方格，旌工图设计时，采用20米方格，在局部复杂地形地段时，可采用lO米方格。2．填入设计标高和自然标高：根据地形图的自然等高线，在方格网右下角点上填自然地面标高，根据场地平整设计标高和纵横向设计坡度，计算出方格网各角点的设计标高，填入方格网角点的右上方。3．计算施工高度：按照设计地面标高和自然地面标高之差求出施工高程，填入方格网角点的左上方。如相减得数为“+”表示填方，得数为“．”表示挖方。4．确定零点，画出零线：按公式5一l、公式5—2确定零点位置，并连接零点构成连续的零线，则零线的两侧分别为填方区和挖方区。当角点施工高程为零时，可为零点，也可以为填或挖方点。5．计算土方工程量：根据每一方格填或挖的图形，将数值代入相应的计算公式，即可得出各方格的填、挖方量，将计算结果填入相应的方格内，并行列相加，求出总的填、挖方量，若有边坡或其它单独计算的土方，加入填、挖方量中。采用方格网法计算每个方格的土方量，主要依据方格四角施工高程计算土方工程量。S．1．s方格网法土方工程量数擘模型方格网法四个计算点如图5．3所示。图5．3方格网法四个计算点 西安建筑科技大学硕士论文啊=E一4，f=1,2，3，4式中A，为原自然地面标高(米)；B，为设计地面标高(米)；h，为方格网角点的施工高程(米)。方格各角点施工高程厅，的值有三种情况：f+，填方h，={一，挖方10，不填不挖由方格四角施工高程的不同符号，构成了八十一种组合，如图5．4所示。【41为了有效地计算求解，特将图中的组合形式归纳为十六种数学模型。q：日薄耳霹职礤口罐罩：q耳珥罩尊口罩霉覃：q母繇碎露碑露卑罩：吼耳珥颦耳：露霉卑职职蕊磔鞲碌碌罪飘职：q琢礤骠职礴霹黥取：q臻磔!曛磉碌黥!飘职碌取职聪鞲礤瓢鞴取：q耳蹲职隳碎群卑图5．4方格网法的81种组合形式设变量^，h：，玛，h4为方格四个角点的施工高程值(米)；dx，ay为方格的长、宽(米)，一般情况下dx=ay；％为一个方格的挖方量(立方米)；‰为一个方格的填方量(立方米)。【1】类数学模型，焉≥O，h2≥O，吃≥O，h4≥0时，图中的(1)、(5)、(6)、(8)、(37)、(41)、(42)、(44)、(46)、(50)、(51)、(53)、(64)、(68)、(69)、(71)等十六种组合形式，计算每个方格土方工程量的数学模型为： 西安建筑科技大学硕士论文53j‰=i1q坞+如+h4)面砂【％=o【2】类数学模型，啊≥O，h220，h3>-0，h4O,h2<0，h3-O,h2-O,h404，图中的(31)、(34)、(58)、(61)等四种组合形式，计算每个方格土方工程量的数学模型为：％=隅+剖÷蛐‰=—(禹+。％hⅧ32，]÷螂【12】类数学模型，啊=0Andh2>=0Andh3>=0Andh4>-0Thentfsj2(hl+112+h34-h41’dx’dy／4k=2+i．1r95．Offset(k-l，j)．Value=tfsjr95．O仃set(kj)．Value=0EndIfIfhl>=0Andh2>=0Andll3>=0Andh4<0Thenwfsj2dx+dy+h4+h4+h4／(6+(h1．h4)+(h3一h4))tfsj2dx’dy+(2Ⅶl+2铀3+1124-h4)／6-wfsjk=2+i．1r95．Offset(k一1，j)．Value=tfsjr95．Offset(k，j)．Value=wfsj 西安建筑科技大学硕士论文58EndIfIihi>=0Andll2>=0Andh3<0Andh4>=0Thenwfsj2dx+dy+113+h3+h3／(6+(h2·113)+(-h3+h4))tfsj=dx‘dy+(2+h2+2。h4+hi+h3)／6·wfsjk=2+i．1r95．Offset(k·l，j)．Value2仃sjr95．Offset(k,j)．Value=wfsjEndIfIfhl>=0Andll2<0Andll3>=0Andh4>=0Thenwfsj=dx+dy‘112+h2+h2／(6’(hi·112)’(一h2+113))tN=dx幸dy幸(2·hl+2·h3+h4+h2)／6-喇k=2’i-lr95．Offset(k一1，j)．Value=tfsjr95．Off．(k,j)．Value2wfsjEndIfIfhl<0Andh2>=0Andh3>=0Andh4>；0Thenwfsj=dx+dy+hl’hl+hi／(6+(-hl+112)+(-hl+h4))tN=dx+dy’(2+112+2‘h4+h3+hi)／6-wfsjk=2+i．1r95．OffseKk-l，j)．Value2tNr95．Offset(k，j)．Value=喇EndIfIfhi>=0Andh2>=0Andh3<0Andh4<011他nwfsj=-dx+dy+(h4+h4／(hl-h4)+113+113／012一|13))／4tN=dx+dy+011．hl／(hi—h4)+h2+112／(112-h3))／4k=2+i．1r95．Offset(k-l，j)．Value。喇r95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIflfhl>=0Andh2<0Andh3<0Andh4>=0Then喇=出’dy+(112+112／(hl—112)+h3。113／(h4-h3))／4tfsj=d)【‘dy+(hl+hl／(hl—112)+h4+h4／(h4-h3))／4k=2’i．1r95．Offset(k—l，j)．Value=tfSjr95．Offset(k，j)．Value=wfsj 西安建筑科技大学硕士论文59．EndIfIfhl<0Andll2>=0Andb．3>=0Andh4<0Thenwfsj2-(Ix+dy+(hI’hl／(hE-h1)+h4’h4／(h3．h4))／4tfsj2dx+dy+(112+h2／012一h1)+h3‘h3／(113．h4))／4k=2·i．1r95．Offset(k-1，j)．Value=tNr95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfIfhl>=0Andll2<0Andh3>=0Andh4<0Thent两2dx’dy．hl铀l+hl／(6+(h1一112)‘011，h4))+d)【+dy‘”’113+h3／(6+(-112+113)‘(”-h4))wfsj=dx·dy·(2·h2+2·h4+hl+h3)／6一tfsjk=2+i-lr95．Offset(k·l，j)．Value=tfsjr95．offset(k,j)．Value=w两EndIfIfhi<0Andh2>=0Andh3<0Andh4弦0Thenwfsj2dx+dy+hi+hi+hl／(6+(hi—h2)+(hi-h4))+d】【+dy．h3‘113+113，(6+(一112+113)+013-h4))tN2dx’dy’(2’h2+2+h4+hi+h3)／6-wfsjk=2+i．1r95．Offset(k·1，j)．Value=t匈r95．Offset(k,j)．Value=,,ffsjEndIfIfhi<0Andh2<0Andh3>．0Andh4>=0ThentN5·dx+dy+(h4+h4／(1l卜h4)+h3·h3／(112．h3”／4w何2d)【’dy’(1lI+hi／(hl-h4)+112‘112／(h2-h3))／4k=2‘i-lr95．Offset(k-1，j)．Value=t匈r95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfIfhl<0Andh2<0Andh3<0Andh4>=0Thentfsj2dX+dy铀4+h4+h4／(6+(一hi+h4)+(一h3+h4))w巧。dx+dy+(2+h】+2+h3+h2+h4)／6-t坷k=2+i．1 西安建筑科技大学硕士论文60r95．Offset(k—l，j)．Value=tfsjr95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfIfhl<0Andll2<0Andl9>=0Andh4<0Thentfsj；dx+dy+h3+h3+19／(6+(·112+19)+(19-h4))wfsj。dx’dy’(2’h2+2+h4+hl+113)／6-tfsjk=2+i．1r95．Offset(k·l，j)．Value=tfsjr95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfIfhl<0Andh2>=0Andh3<0Andh4<0Thentfsj=dx+dy+h2’h2’112／(6’(-hi+h2)’(112—19))wfsj；dx’dy’(2+hi+2。h3+h4+h2)，6一tfsjk=2+i．1r95．Offset(k一1，j)．Value=tfsjr95．Offset(k,j)．Value=wfsjEndIfIfhl>-0Andll2<0Andll3<0Andh4<0Thentfsj=dx+dy+hi‘hl+hl／(6+(111．h2)’oll-h4))wfsj2dx+dy’(2+h2+2+h4+19+hi)／6·tfsjk=2+i．1r95．Offset(k—l，j)．Value=tfsjr95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfIfhl<=0Andh2<-0Andh3<-0Andh4《=0Thenwfsj=nll+h2+h3+h4)+dx+dy／4k=2‘i-1r95．Offset(k-l，j)．Value=0r95．Offset(k，j)．Value=wfsjEndIfr95．Offset(k-I，j)．NumberFormat=”榔，槲O．00；一捍，#样O．00；0．00”r95．Offset(k，j)．NumberFormat=”+撑≯群O．00；-#，群#O．00；0．00”EndIfNextjNexti 西安建筑科技大学硕士论文61Setr952NothingSetr942NothingSetrgl=NothingSetr92NothingEndSub5．2．3场地的土方工程量汇总ExcelVBA程序PrivateSubWorksheetBeforeDoubleClick(ByValTargetAsRange，CancelAsBoolean)Dimrg，r92AsRangeDimiNumber,esAsIntegerDimsumtfsj(100)，sumwfsj(100)AsDoubleDimzesj，zwfsjAsDoubleDimi，j，kAsIntegerztfsj=0zwfsj=0Gs=ThisWorkbook．Worksheets(”最小二乘法优化”1．Range(”T2”)．Offset(4，o)．Value·1Fork=lTocssumtfsj(k)=0sumwfsj伙)=0NextSetrg=ThisWorkbook．Worksheets(”土方计算”)．Range(”AI”)．Offset(0，0)Setr92=ThisWorkbook．Worksheets(”土方计算“)．Cells(1，1)．CurrentRegionForiNumber=0Tor92．Rows．Count-1Step2IfIsEmpty(rg．Offset(iNumber,O”=FalseThenFori=0Tocs．1Ifrg．Offset(iNumber,i1．Value=”·”Thensumtfsj(i)=sumtfsj(i)Elsesumtfsj(i)=sumtfsj(i)+rg．Offset(iNumber,i)．ValueEndIflfrg．Offset(iNumber+1，i)．Value=”·”Thensumwfsj(i)=sumwfsj(i)Else 西安建筑科技大学硕十论文sumwfsj(i)=sumwfsj(i)+rg．Offset(iNumber+1，i)．ValueEndIfNextEndIfNextForj=0Tocs·1r：g．OffsetCr92．Rows．Count,j)．Value=sumtfsj(j)rg．Offset(r92．Rows．Count+l，j)．Value=sumwfsj(j)ztfsj=sumtfsj(j)+ztfsjzwfsj=sumwfsjd、+zwfsjNextrg．Offset(r92．Rows．Count，es)．Value=ztfsjrg．Offset(r92．Rows．Count+1．cs)．Value=zwfsjSetr92=NothingSetrg=NothingEndSub5．3小结本章首先介绍了场地土方工程量的计算方法，从中选择了方格网计算法，详细阐述了使用该方法进行工程量计算的具体步骤并建立了数学模型，然后给出了方格网法土方计算流程图，最后编制了场地的土方工程量计算和汇总的ExcelVBA程序。注释：(1】雷明编著(工业企业总平面设计》陕西科学技术出版社1998年5月【2】2程传林‘土方量计算方法比较》铜陵学院学报2004年04期【3】邓子胜《对场地平整土方量计算公式的分析与建议》施工技术2004年10期【4】张羽彬著‘工业与民用建筑场地土方工程计算电子计算机模拟方法》广西人民出版社1988年1月 ◆西安建筑科技大学硕士论文6．实例分析为了检验所编制ExcelVBA程序的可行性，借助某项目的地形图，结合初步设计阶段中的两个总平面布置方案，即对一个规则场地和一个不规则场地的平土标高及土方工程量进行实例分析计算，这样就将研究的理论与方法应用于实际的工程问题中，从而实现了理论和实际的结合。6．1．1规则场地筒介6．1规则场地实例分析某工业场地位于多伦县城北约4km处，隶属大仓镇上都河乡管辖。地势开阔，地形平坦，呈西北高，东南低，绝对标高为1260m～1280m。井田区域内的浅表地层普遍存在四系覆盖层。四系层厚度60m左右，上覆腐植土只0．2～2．0m，局部粉沙层出露地表。地下水性质为潜水，水位在12m左右。本区属干旱、半干旱大陆性气候，干燥少雨，四季温差较大，夏季短暂、炎热、冬季寒冷漫长，最大冻结深度1．98m，春、秋季节风沙较大，主导风向为西北或西风。第一方案为规则场地，围墙内占地面积为11．21ha。第一方案的优缺点如下：优点：l、功能分区明确合理，人流、货流互不干扰。2、装车系统及锅炉房位于场区主导风向的下风侧，且距场前区较远，对场区污染小。3、总体布局规整，且留有发展余地，便于管理。4、场前区中心以主井井架为背景，左右对称布置，对外联系方便。5、生活污水位于场区最低点，污水自流较顺畅。缺点：变电所距负荷中心较远。第一方案的工业场地地形图如图6．1所示(实线部分为规则场地围墙线)，要求根据场地的地形条件，拟平整为一个倾斜平面，做到填、挖土方量平衡且总土方量最小。 西安建筑科技大学硕士论文64n宾02$拿H8一8￡馨葛袅曼委§8萋蔫羁薯善罾薯盅每§g一1^一=_一型一!一2g嚣口^。t8g¨g嚣竺g8高誊高虽量萋委萋高量嚣曼是嚣高器§品一_0芝暑高^盒篇矗n=g8一盆仁馨28曼薯萋嚣蔑霉嚣尊善高g氧121一!一!一!_!_一璺一嚣苫霉。H。n宕箬宗盆岛§妻燕簧嚣量嚣善蓬蔓萋曼量端宥是一_一_一_一_一=n8搿盆=^∞；霉拿葛=8篁2暑￡8薯嚣萋置曼菪嚣萋薯蓬薯霉1_=!2一_一_g_1_!；等^墓^-n-。H口一a2盘§罾嚣蟊馨量萋簧萋嚣舄垡异璺一_一_一罐n￡一H，ng嚣仁薯鼋袅寮；2S2§曼蠹§曼§嚣甍蒋嚣蔫量萋品璺一2_一_一2一!一_8；篇n。一n苫墓^譬仁g晕2§量§虽嘉意§箍嚣甍善蔫R1璺2一_一_一_一器霉8薯冀一善器霜2。8苫器=巷矗2晶量8§8量8§营§8蔫曼羁异一1一1一2_2一-1一_8g2n暴^一n∞霜8^一高岛高蚤虽曼叠曼量叠曼詈萋矗一_一_一_一_一_一辩焉3兽譬￡#葛暑罐霉_宥H譬暮高矗高28§曼08量§嘉善量嚣晶一1一登1_一；=誉葛n仁^暮等n≈。g盎2§曼霆氧是§鸯量§寓一登一_一_一H一=g0=g霉譬嚣=8辑；篇^岛登2嚣8氧高密8§蠹宝一2璺1一1一!1一g霉器搿生=n∞嚣器宰0≈2高2舀委§茕§曼鲁品一1一2高2一_一!一g誉8盆S葛器嚣薯_!芸器馨8∞譬2足暑窖g量虽嚣虽岛2品12高1垡2口一垡!一_一g高葛墨盆譬嚣掌鬲t^葛譬n≈备岛2暑2≈S委量嚣§定一1一1篁一篙岛；0；蟊!盆一矗盎2量窖§是一1型_!一葛!0牮^昌譬芒8雩异高乌矗≈高盎2≈2高一1一1晶一8葛謦异品2善霉鲁窑窖焉异盎!高盎晶矗2窖2皇霉昌2品一121：。!1嚣：20罱苫2磊星高≈盎≈高≈岛高2高一璺一=-R高异品高舄高鬲品昌R品一恒蜷恒簧《皿譬舞驾交饔r9样‘峙僻双辖籁恒基恒簧《皿g簧蠼吾屡帽奖旧曾《缸譬霍粤F聋蒙^．I．崎 西安建筑科技大学硕士论文6．1．3规则场地的最小二乘法计算过程最小二乘法的计算过程见表6．2。表6．2最小二乘法计算过程点号Py脚啊晰127口42ooo1269Ⅱoooocoooo10152360’OooolⅢHso63424∞3920∞oo∞52s加∞lM731523"20IMlOloo 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西安建筑科技大学硕士论文73岛璺∞葛8n一高：矗2器岛n妻8窝簧萋薯召§g量焉罾一1_一_一!一!一∞n。芸H∞nD鬣一客盛嚣葛0n冕委§嚣善量萋委罱是罱高§摇高§一_一葛一岛^鬟葛2鬟；高n蜜盆2茂拳0§曼萋曼薯嚣萋§昌§台嚣1_一_一篁!一!一-n舞n一口H∞；。n_譬0嚣虽嚣蠹嚣暑量善萋嚣蓑萋端一_一^=8雩一^鲁盆=8雩H-8盆譬蚤曼§量雯8巷嚣受量蔑蔓童氯一_1!1_一苫_昱g雩葛a8一h0∞蒿高兽H备委罱§曼蠹曼簧萋嚣筢一_一_一品宕各叠葛寮。搿g鲁0％；高搿兽窖28窖量§誊蠹曼霆曼嚣蕊嚣垡璺1!_一_一2_一2高霸g长一g罐_葛2譬一g^a高2暑高蠹曼§量嚣蔫萋蚤虽萋量登一_一_一罐拿高型客盆8n霉异H掌矗8n一高2曼§冕§曼嚣曼萋一登皇篁一_一1一2冀葛：8譬一^n高_8。H^2暑蠹§嚣委禹蠹曼善簧登2高岛_一_一嚣≈袅雩宝2g露na宰一￡g露=暑2§曼誊虽量8量薯虽一璺篁21一篁一登一8盆2一是苎苫采盅一^璺宕g高2备基岛是。§嚣§冕鸯量釜矗盎_一_一1一_一_8g篁巷霉罱一8g篁葛品甓＆g盆2窖嚣宴§是8竞一垡1!_!一1一锚8苫霉$；=蜀g苫。$H∞n高岛盎矗2备§冕§毳量一_一_2垡21一离拈寮馨嚣毳羚=客霉嚣葛2高岛窖曼S2曼§量是一!高H一垡1一_一毫譬葛2牮晶=gn一冀盎暑箱2嚣§虽一2岛高璺望一荨盎盆叠篇：禽1；盎叠高2空2§曼一登篁1!1一g窖霉篇=8鲁8霉苫盆高盎盅高2岛矗高一1一￡g薯=舄8；￡盆0葛品g登高禽矗高2暑高2一_一1盎一1一宴0昌^≈g2嚣=爿高禽高矗高≈高2一1嗥粲坦蜷皋魁g嗣坶吾累c．口僻oc．口僻回骧妊恒挺基魁g蒙蠼吾寰寒繇帽奖古燃嚣曾擘F置蘩气I．9 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