ỨNG DỤNG VBA TRONG EXCEL VÀO CÔNG TÁC TƯ VẤN THIẾT KẾ Hiện nay xây dựng cơ bản đang phát triển với tốc độ rất nhanh cùng với đó là sự phát triển của công nghệ thông tin đòi hỏi công tác tư vấn thiết kế cần có sự cập nhật và đổi mới liên tục để có thể đáp ứng được nhu cầu lao động sản xuất thực tế. Với khối lượng công tác tư vấn ngày càng lớn và tiến độ yêu cầu gấp rút thì việc ứng dụng tự động hóa vào công tác tư vấn là một yêu cầu cấp thiết. Hiện nay có rất nhiều công cụ, phần mềm trợ giúp cho công tác tư vấn thiết kế trong đó việc ứng dụng VBA trong Excel tự động hóa tính toán và thể bản vẽ có nhiều ưu điểm cần được nghiên cứu để phục vụ công tác tư vấn thiết kế cũng như công tác giảng dạy
Bộ giao thông vận tải Trường đại học hàng hải đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường NG DỤNG VBA TRONG EXCEL VÀO CÔNG TÁC TƯ VẤN THIẾT K Chủ nhiệm đề tài: ThS phạm quốc hoàn Hải Phßng 6/2014 LỜI NĨI ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Hiện xây dựng phát triển với tốc độ nhanh với phát triển cơng nghệ thơng tin địi hỏi cơng tác tư vấn thiết kế cần có cập nhật đổi liên tục để đáp ứng nhu cầu lao động sản xuất thực tế Với khối lượng công tác tư vấn ngày lớn tiến độ yêu cầu gấp rút việc ứng dụng tự động hóa vào cơng tác tư vấn u cầu cấp thiết Hiện có nhiều cơng cụ, phần mềm trợ giúp cho công tác tư vấn thiết kế việc ứng dụng VBA Excel tự động hóa tính tốn thể vẽ có nhiều ưu điểm cần nghiên cứu để phục vụ công tác tư vấn thiết kế công tác giảng dạy Mục đích Nghiên cứu, giới thiệu ứng dụng VBA Excel xây chương trình tự động hóa áp dụng tính tốn cho cơng trình thực tế Nội dung phương pháp nghiên cứu Trình bày cách tổng quan ứng dụng VBA Excel, ứng dụng chương trình tính tốn cơng trình kết cấu dạng tường cọc Phương pháp nghiên cứu: kết hợp lý thuyết ứng dụng chương trình VBA Excel so sánh kết phần mềm thủ công Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài hoàn thành sở cho công tác giáo dục, tư vấn thiết kế cho phép tự động hóa tính tốn trình bày vẽ -1- Chương Tổng quan đề tài 1.1 Tổng quan công tác tư vấn thiết kế xây dựng cơng trình Cơng tác tư vấn thiết kế xây dựng cơng trình có nhiều lĩnh vực khác như: tư vấn thiết kế cho cơng trình giao thơng, cơng trình thủy lợi, dân dụng… Mỗi lĩnh vực có đặc trưng riêng nhìn chung bao gồm công tác chủ yếu sau: - Lập dự án, dự thầu, đấu thầu; - Thiết kế tính tốn kết cấu; - Thể vẽ; - Lập dự tốn Các bước thực việc tự động hóa cơng tác tính tốn kết cấu thể vẽ có khả ứng dụng tự động hóa nhiều nhiều Trong phạm vi đề tài trình bày việc ứng dụng VBA Excel tự động hóa cho cơng tác tính tốn thể vẽ kết cấu 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng tự động hóa cơng tác tư vấn thiết kế cơng trình xây dựng Ngày lĩnh vực xây dựng có nhiều công cụ phục vụ việc ứng dụng tự động hóa cơng tác tư vấn thiết kế: - Sử dụng chương trình phần mềm Excel, Geo - Slope, MSheet, Plaxis, Civil 3D, Mathcad, Mathlab… - Sử dụng lisp Autocad; - Sử dụng VBA Excel, Autocad; - Sử dụng C# Mỗi chương trình phầm mềm nêu có ưu nhược điểm riêng, phạm vi đề tài sâu vào giới thiệu ứng dụng VBA Excel xây dựng ứng dụng cho cơng trình thực tế -2- Chương Tổng quan VBA EXcel 2.1 Tổng quan chương trình Từ Office 95 Microsoft bắt đầu đưa vào ngơn ngữ lập trình chung, khơng áp dụng cho ứng dụng Word Excel mà cho cơng cụ lập trình VB Microsoft gọi ngơn ngữ lập trình Visual Basic for Applications gọi tắt VBA VBA phận ngôn ngữ lập trình Visual Basic dành riêng để soạn thảo lệnh macro Office, giúp tăng cường sức mạnh tự động hóa số cơng việc lặp lặp lại nên ứng dụng tốt cho công tác tư vấn thiết kế Khả áp dụng: Các chức VBA phân loại thành nhóm sau: - Các chức Excel; - Các chức Visual Basic; - Các chức tùy chỉnh người lập trình tự viết Như VBA kết hợp tính Excel Visual Basic nên ứng dụng tự động hóa sau: - Xử lý số liệu đầu vào: xếp, phân loại tinh chỉnh số liệu; - Xây dựng hàm, macro bổ trợ cho Excel; - Xây dựng hàm tính tốn tự động thơng qua Marco đặc biệt ứng dụng mạnh cho cơng việc có tính chất lặp lặp lại; - “Nhúng” điều chỉnh chương trình khác như: AutoCad, Word, Power Point… 2.2 Tổng quan Macro Excel 2.2.1 Định nghĩa Macro Macro lệnh thực thi kịch cơng việc Tạo macro việc ghi lại tập thao tác xử lý người dùng (Record Macro) sau lưu lại thành lệnh đặt "MacroName" Ngôn ngữ ghi lại (thể công việc macro) -3- MS Office VB Khi cần thực thi công việc giống việc làm cần chạy MacroName (bấm phím ALT+F8) để thực lại kịch 2.2.2 Tạo ghi Macro Điều kiện để ghi Macro: - Bảng tính Excel hành (Active) - Workbook sử dụng Để tiến hành ghi Macro Office 2010 vào View -> Macro -> Record Macro hình vẽ Hình 2-1 Record Macro Sau chương trình yêu cầu khai báo bảng sau: -4- Hình 2-2 Khai báo ban đầu cho Macro Sau ta tiến hành thao tác bên môi trường Excel để ghi lại thao tác Ví dụ ta muốn tạo Macro để tạo bảng để tính hệ số áp lực đất chủ động cho trước góc nội ma sát: Hình 2-3 Thực lệnh trình Record Sau thực xong thao tác ta nhấn vào Stop Record Hình 2-4 Ngừng ghi Macro Để chọn cho việc sử dụng tham chiếu tương đối hay tuyệt đối chọn Use Relative References (chọn mờ khơng có tác dụng) 2.2.3 Chạy Macro -5- Sau ghi Macro xong ta chạy Macro cách: - Dùng phím tắt đặt - Nhấn Alt F8 sau chạy Macro Hình 2-5 Chạy quản lý Macro Quay trở lại ví dụ ta nhấn phím tắt Ctrl J để chạy Macro Lưu ý cần chèn kết vào chọn trước Sauk hi Macro chạy cho kết hình vẽ, ta việc nhập góc nội ma sát vào chương trình tự tính cho hệ số áp lực đất chủ động 2.3 Giao diện làm việc VBA: - Để mở sổ làm việc VBA giao diện làm việc Excel ta nhấn tổ hợp phím tắt ALT + F11 Hình 2-6 Cửa sổ giao diện VBA -6- - Click vào sheet phần VBAProject khung soạn thảo cho phép người dung viết code, chèn User form; Moldules; Class Modules Hình 2-7 Cửa sổ soạn thảo code Trong vùng soạn thảo cho phép người dung viết mã lệnh theo ngơn ngữ lập trình Visual Basic 2.4 Ngơn ngữ lập trình VBA [2] Ngơn ngữ lập trình VBA phận VB nên mang đầy đủ tính chất đặc điểm ngơn ngữ VB, nội dung đề tài điểm qua số điểm 2.4.1 Các đối tượng Visual Basic ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (object-oriented) Điều có nghĩa thành phần Excel coi đối tượng Excel có 100 đối tượng -7- Hình 2-8 Các đối tượng Excel Trong đối tượng hay sử dụng: - Application: ứng dụng Excel; - Workbook: file Excel; - Worksheet: sheet file excel; - Range: vùng; - Cell: ô 2.4.2 Các phương thức (Methods) Các phương thức VBA với đối tượng chủ yếu Range sau: - Phương thức Active; - Phương thức Clear; - Phương thức Copy; - Phương thức Cut; -8- - Phương thức Delete; - Phương thức Select; 2.4.3 Các thuộc tính (Propeties) Các thuộc tính cho đối tượng Range sau: - ColumnWidth; - Font; - Text; - Formular; - Value; 2.4.4 Các biến (Variables) Các biến VBA thông thường lưu tự động với biến dạng Varriant, Strings, Numbers, giá trị Boolean, Errors, Arrays Cách khai báo biến: Dim variable_name As data_type Hình 2-9 Các kiểu liệu VBA -9- λPC = λP 3.1.2 Nguyên tác chung tính tốn cừ khơng neo Phương pháp đồ giải[1] Phương pháp áp dụng với đất không đồng nhất, phương pháp thể theo bước sau: - Thay biểu đồ áp lực đất lực tập trung; - Xây dựng đa giác lực; - Xây dựng đa giác dây với đường khép kín đường thẳng đứng Hình 3-1 Xây dựng đa giác giây, đa giác lực - Xác định đại lượng cần tìm theo công thức sau Mmax = ymax.η; Ep’ = n ∑P − P; i =1 i tmin = (1,1÷1,2) to; 3.1.3 Ngun tắc tính tốn cừ có neo [2] Việc tính tốn cừ có neo theo phương pháp giải tích phức tạp việc giải cừ có neo chủ yếu sử dụng phương pháp đồ giải -25- 1) Hoàn thiện kết cấu, xác định kích thước bến, xác định mặt phẳng tính tốn tải trọng tác dụng lên bến.Giả định chiều sâu chôn cọc ta vẽ biểu đồ áp lực đất chủ động, bị động, vẽ biểu đồ áp lực đất tổng hợp q A ymax to h Ra to t C t 10 Eb B Hình 3-2 Tính tốn cơng trình bền tường góc tầng neo 2) Chia biểu đồ áp lực đất tổng hợp thành đoạn có chiều cao đoạn (0,5÷1,0)m Thay áp lực đất phân bố tác dụng lên tường đoạn thành lực tập trung 3) Vẽ đa giác lực: Tương tự đa giác lực tính tốn tường cọc khơng neo, khác tia khơng vẽ vng góc với mặt đất mà nên vẽ nghiêng o 5 3 η o1 o' 10 E b' Hình 3-3 Đa giác lực 4)Vẽ đa giác dây: Tia vẽ từ mặt đất gặp cao trình gắn neo kéo dài A Các tia lại vẽ tương tự tường cọc khơng neo Điều kiện khép kín đa giác dây: -26- - Khi tính tốn tường mềm: tia khép kín đa giác dây vẽ qua giao điểm đường phân giác neo với tia cắt tia cuối ứng với cao trình giả định chiều sâu chôn cọc to cho mô men uốn nhịp mơ men ngồi Mnh = Mng Mnh = (1,10÷1,15)Mng - Khi tính tốn tường cứng: tia khép kín đa giác dây vẽ qua giao điểm đường phân giác neo tia (A) tiếp tuyến với đường cong đa giác dây tính tốn (C) 3.2 Tính tốn áp dụng cho cơng trình thực tế Tính tốn áp dụng, kiểm tra cho phương án số kết cấu đê tường cọc Dự án “Xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ thuộc khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải” 3.2.1 Thông số đầu vào 3.2.1.1 Số liệu xuất phát Bảng 3-1 Bảng số liệu địa chất Lớp đất γs (g/cm3) p(%) c(kg/m2) φ(độ) 2,69 61,70 0,02 1028’ 2,71 48,00 0,1 8057’ 2,71 54,20 0,07 4040’ 2,71 42,40 0,06 13039’ Cát lấp sau bãi lấy φ = 300, γ = 1,8 T/m3 , γdn = 1,05 T/m3 Đá lấy φ = 410, γ = 1,8 T/m3 , γdn = 1,05 T/m3 3.2.1.2 Sơ đồ tính tốn Kết cấu đê biển sử dụng tường cừ hình vẽ -27- Hình 3-4 Kết cấu tường cọc tầng neo giảm tải Ta xây dựng sơ đồ tính tốn sau: -28- q = 1,0 T/m2 Hình 3-5 Sơ đồ tính 3.2.2 Kết tính tốn Việc tính tốn áp lực đất tính tốn thơng thường Excel, sau có kết tính tốn áp lực đất việc vẽ biểu đồ áp lực đất đa giác dây, đa giác lực thực tự động thông qua VBA Theo sở lý thuyết ta tiến hành coding tự động vẽ áp lực đất vẽ đa giác dây, đa giác lực Kết tính toán áp lực đất tổng hợp thể bảng sau: -29- Bảng 3-2 Áp lực tổng hợp Cao trình hi (m) Áp lực tổng hợp (T/m ) P(T) 0.333 0.079 0.2 0.453 1.226 1.999 1.544 0.64 2.828 4.361 1.46 3.146 0.000 1.360 0.068 0.05 1.371 0.209 0.15 1.411 0.000 1.385 1.455 1.525 1.596 1.666 1.736 -1.5 1.806 0.000 -1.5 2.862 0.880 0.5 0.659 -3.630 1.5 -5.499 0.000 1.991 1.029 0.5 2.126 2.260 -30- Cao trình hi (m) Áp lực tổng hợp (T/m2) P(T) 2.395 2.851 1.12 2.696 0.000 2.479 2.597 2.714 2.832 2.949 3.066 3.184 3.301 3.419 3.536 3.654 2.539 -11.8 0.68 3.814 0.000 -11.8 -4.677 -4.933 -5.189 -5.445 -5.701 -5.957 -6.214 -6.470 -6.726 -6.982 -7.238 -7.494 -7.750 -4.742 -18.4 0.6 -8.057 0.000 -18.4 -1.948 -2.000 -31- Cao trình hi (m) Áp lực tổng hợp (T/m2) P(T) -2.051 -2.102 -2.154 -2.205 -21.4 -2.256 0.000 -21.4 -13.776 -14.227 -14.678 -15.128 -15.579 -16.030 -16.481 0.000 Quá trình tự động hóa thực bước theo hình sau: - B1: Copy kết tính tốn áp lực đất vào file Exel; - B2: Chọn loại kết cấu có neo hay khơng neo; - B3: Chạy chương trình theo hướng dẫn -32- Hình 3-6 Điền số liệu xuất phát Excel Hình 3-7 Chương trình tự động tính tốn -33- Hình vẽ biểu đồ áp lực đất, đa giác lực, đa giác dây thể hình vẽ Hình 3-8 Kết thu AutoCad - Từ kết thơ, chỉnh sửa trình bày lại ta thu sau: Hình 3-9 -34- Hình 3-10 Đa giác dây biểu đồ áp lực đất -35- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Đề tài trình bày tổng quan VBA áp dụng tự động hóa vào việc tính tốn cho cơng trình thực tế Qua cho thấy khả ứng dụng cao VBA cơng tác tự động hóa công tác tư vấn thiết kế như: xử lý số liệu, lập hàm tính tốn, trình bày hình vẽ cách điều khiển Autocad, đặc biệt cơng việc có tính chất lặp lặp lại Ưu điểm: gọn nhẹ, ngơn ngữ lập trình VB quen thuộc, đơn giản Nhược điểm: giao diện chưa thân thiện, tính bảo mật kém, chưa can thiệp vào số phần mềm khác Geo Slope, Sap2000… 2.Kiến nghị Với ưu điểm khả áp dụng VBA với yêu cầu thực tế cần thiết trình giảng dạy lao động sản xuất, vấn đề đặt cần mở rộng cho hợp trường hợp, lĩnh vực phức tạp cần nghiên cứu sâu để đáp ứng cầu công tác tư vấn giảng dạy -36- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Giáp,Nguyễn Hữu Đẩu Nguyễn Ngọc Huệ, Đinh Đình Trường (1998), Cơng trình bến cảng, NXB Xây Dựng [2] Phan Tự Hướng (2007), Lập trình VBA Excel (Visual basic for applications) 2003-2007-2010, NXB Thống Kê [3] Nguyễn Văn Ngọc (2016), Bài giảng đại học Cơng trình bến, -37- MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Mục đích Nội dung phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Chương Tổng quan đề tài 1.1 Tổng quan công tác tư vấn thiết kế xây dựng cơng trình 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng tự động hóa cơng tác tư vấn thiết kế cơng trình xây dựng Chương Tổng quan VBA EXcel 2.1 Tổng quan chương trình 2.2 Giao diện làm việc: 2.3 Ngơn ngữ lập trình VBA 2.3.1 Các đối tượng 2.3.2 Các phương thức (Methods) 2.3.3 Các thuộc tính (Propeties) 2.3.4 Các biến (Variables) 2.3.5 Các cấu trúc điều khiển: 10 2.4 Điều khiển chương trình AutoCad VBA Excel 18 2.4.1 Các khái niệm 18 2.4.2 Kết nối VBA với AutoCad 21 2.4.3 Các thao tác AutoCad 21 2.5 Ứng dụng VBA Excel tự động hóa thiết kế 22 -ML- Chương Áp dụng tính tốn tự động vẽ đa giác lực đa giác dây tính tốn giải cừ 24 3.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn cơng trình kết cấu dạng tường cọc 24 3.1.1 Áp lực đất tác dụng lên tường cừ 24 3.1.2 Nguyên tác chung tính tốn cừ khơng neo 25 3.1.3 Ngun tắc tính tốn cừ có neo 25 3.2 Tính tốn áp dụng cho cơng trình thực tế 27 3.2.1 Thông số đầu vào 27 3.2.2 Kết tính tốn 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 1.Kết luận 36 2.Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 -ML-