(高清版)GB∕T 38359-2019 結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料強(qiáng)度性能數(shù)據(jù)分析方法

ICS79.060B69中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料強(qiáng)度性能數(shù)據(jù)分析方法國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB／T38359—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家林業(yè)和草原局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)木材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC41)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：黑龍江省木材科學(xué)研究所、黑龍江省林業(yè)科學(xué)院、國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所、德華兔寶寶裝飾新材股份有限公司、中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司、黑龍江信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王春明、李曉秀、曲敏、趙秀、井學(xué)偉、孫玉慧、毛磊、徐偉濤、龔迎春、劉巍巖、Ⅰ1GB／T38359—2019結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料強(qiáng)度性能數(shù)據(jù)分析方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料的抽樣方法，以及利用參數(shù)統(tǒng)計(jì)和非參數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料強(qiáng)度性能數(shù)據(jù)的分析方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料總體的樣本抽樣、強(qiáng)度性能評(píng)估和特征值確定等數(shù)據(jù)分析。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3358.1統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)第1部分：一般統(tǒng)計(jì)術(shù)語(yǔ)與用于概率的術(shù)語(yǔ)GB/T3358.2統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)第2部分：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)GB/T4882數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋正態(tài)性檢驗(yàn)3術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)GB/T3358.1和GB/T3358.2界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料結(jié)構(gòu)材以作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受載荷為目的，具有可靠和明確的力學(xué)性能指標(biāo)，可滿足工程設(shè)計(jì)要求的木質(zhì)材料。[LY/T2381—2014,定義3.1]p分位數(shù)對(duì)0＜p<1,使分布函數(shù)F（x）大于或等于p的所有x的下確界。注：改寫(xiě)GB/T3358.1—2009,定義2.13。統(tǒng)計(jì)容忍區(qū)間由隨機(jī)樣本確定的、以規(guī)定的概率至少包含抽樣總體規(guī)定比例的區(qū)間。注：如此建立的區(qū)間其置信水平是多次重復(fù)使用時(shí)它至少包含抽樣總體規(guī)定比例的頻率。[GB/T3359—2009,定義3.1.1]統(tǒng)計(jì)容忍限表示統(tǒng)計(jì)容忍區(qū)間端點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)量。注：統(tǒng)計(jì)容忍區(qū)間可以是單側(cè)的或雙側(cè)的。[GB/T3359—2009,定義3.1.2]2GB／T38359—20193.1.5覆蓋率總體中單元落入統(tǒng)計(jì)容忍區(qū)間的比例。[GB/T3359—2009,定義3.1.3]3.1.6次序統(tǒng)計(jì)量由隨機(jī)樣本的檢測(cè)值，依非降次序排列所確定的統(tǒng)計(jì)量。注：改寫(xiě)GB/T3358.1—2009,定義1.9。下列符號(hào)適用于本文件。c℃變異系數(shù)，又稱(chēng)離散系數(shù)；k單側(cè)容忍限系數(shù)；n樣本量；NPE非參數(shù)統(tǒng)計(jì)p分位數(shù)，本標(biāo)準(zhǔn)特指非參數(shù)統(tǒng)計(jì)5%分位數(shù)；NTL非參數(shù)統(tǒng)計(jì)容忍限，本標(biāo)準(zhǔn)特指非參數(shù)統(tǒng)計(jì)置信水平為覆蓋率為的下容忍限；p分位；PPE參數(shù)統(tǒng)計(jì)分位數(shù)；PTL參數(shù)統(tǒng)計(jì)容忍限，本標(biāo)準(zhǔn)特指正態(tài)分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限；s樣本標(biāo)準(zhǔn)差；xi第i個(gè)樣本的測(cè)試值；xpt分布p分位數(shù)或正態(tài)分布p分位數(shù)，5%分位數(shù)寫(xiě)為x0.05;x樣本平均值；yi第i個(gè)樣本的測(cè)試值的自然對(duì)數(shù)值；yp對(duì)數(shù)正態(tài)分布p分位數(shù)，y樣本檢測(cè)值取對(duì)數(shù)后的平均值；δ精確度。4樣本的抽取4.1抽取樣本的要求抽取的樣本應(yīng)能代表總體，通常需要對(duì)等級(jí)名稱(chēng)、采樣的采集區(qū)域（例如國(guó)家、地區(qū)、工廠庫(kù)存、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等）、樹(shù)種或種類(lèi)、采樣的時(shí)間跨度（例如一天，一個(gè)月，一年等）、材料尺寸、含水率等進(jìn)行詳細(xì)記錄。抽取樣本應(yīng)考慮樣本來(lái)源、時(shí)間、試件位置屬性等潛在的可變性影響因素。4.2抽取樣本的方法應(yīng)按簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣從批中抽取作為樣本中的單位產(chǎn)品。但是，當(dāng)批由子批或（按某個(gè)合理的準(zhǔn)則識(shí)別的）層組成時(shí)，應(yīng)使用按比例配置的分層抽樣，在此情形下，各子批或各層的樣本量與其大小成比例。3GB／T38359—20194.3抽取樣本的時(shí)間樣本可在批生產(chǎn)出來(lái)以后或者在批生產(chǎn)期間抽取。兩種情形均按4.2抽取樣本。4.4二次或多次抽樣使用二次或多次抽樣時(shí)，每個(gè)后繼的樣本應(yīng)從同一批的剩余部分中抽取。5參數(shù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析5.1計(jì)算均值時(shí)需要抽取的樣本量5.1.1根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、預(yù)測(cè)、文獻(xiàn)、其他材料的試驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶋H檢測(cè)等方法得到平均值和標(biāo)準(zhǔn)差或者變異系數(shù)。5.1.2根據(jù)式(1)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)式(1)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行向上取整，得到估算的樣本量n。式中：n—估算的樣本量；t—在要求置信水平下的t分布值，取表1中雙側(cè)置信區(qū)間對(duì)應(yīng)值；S—標(biāo)準(zhǔn)差；δ—估算精確度，通常要求精確度為5%,所以δ父—樣本平均值；樣本變異系數(shù)。5.1.3樣本按第4章要求抽取估算的樣本量n，測(cè)試后，如果cΨ實(shí)測(cè)值大于cΨ估計(jì)值，則應(yīng)把cΨ實(shí)測(cè)值代入式(1),重新計(jì)算樣本量n，并從同一批中補(bǔ)足抽樣樣本；如果cΨ實(shí)測(cè)值小于或等于cΨ估計(jì)值，則樣本量n不變。表1t分布值Ψ雙側(cè)置信區(qū)間／單側(cè)置信區(qū)間／分位1234567894GB／T38359—2019℃雙側(cè)置信區(qū)間／單側(cè)置信區(qū)間／分位∞5.2試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)計(jì)算5.2.1樣本平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和置信區(qū)間樣本平均數(shù)按式(2)進(jìn)行計(jì)算：式中：x—樣本平均值；n—樣本量；xi—第i個(gè)樣本的測(cè)試值。5GB／T38359—2019樣本標(biāo)準(zhǔn)差按式（3）進(jìn)行計(jì)算：式中：s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n—樣本量；x—樣本平均值；xi—第i個(gè)樣本的測(cè)試值。樣本變異系數(shù)按式（4）進(jìn)行計(jì)算：式中：變異系數(shù)；s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差；x—樣本平均值。式中：CI—置信區(qū)間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據(jù)自由度從表1中的雙側(cè)置信區(qū)間得到t值；s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n—樣本量。 CI—置信區(qū)間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據(jù)自由度從表1中的單側(cè)置信區(qū)間得到t值；s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n—樣本量。 CI—置信區(qū)間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據(jù)自由度從表1中的單側(cè)置信區(qū)間得到t值；6GB／T38359—2019s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差；n—樣本量。5.2.2p分位數(shù)（分位值）t分布的p分位數(shù)當(dāng)質(zhì)量檢測(cè)值總體服從正態(tài)分布時(shí)，樣本的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)量服從t分布。t分布分位數(shù)按式(8)計(jì)算：式中：—符合正態(tài)分布的p分位數(shù)；父—樣本平均值；t—在要求分位的t分布值，根據(jù)自由度從表1中的對(duì)應(yīng)的分位得到t值；s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差。5.2.2.2正態(tài)分布的p分位數(shù)當(dāng)質(zhì)量檢測(cè)值總體服從正態(tài)分布時(shí)，分位數(shù)按式(8)計(jì)算，t值取表1中的對(duì)應(yīng)的分位Ψ=∞時(shí)的數(shù)值。判斷統(tǒng)計(jì)分布是否為正態(tài)分布可參照GB/T4882。5.2.2.3對(duì)數(shù)正態(tài)的p分位數(shù)當(dāng)質(zhì)量檢測(cè)值總體服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，分位數(shù)按式(9)計(jì)算：式中：yp—符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布的p分位數(shù)；t—在要求分位的t分布值，t值取表1中的對(duì)應(yīng)的分位Ψ=∞時(shí)的數(shù)值；\5.2.3統(tǒng)計(jì)分布區(qū)間的下容忍限5.2.3.1符合正態(tài)分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限根據(jù)n值從表2中查出k值，按式(10)進(jìn)行計(jì)算：式中：PTL—置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限；父—樣本平均值；k—置信水平75%覆蓋率為95%的下容忍限系數(shù)，根據(jù)n從表2中取值；s—樣本標(biāo)準(zhǔn)差。GB／T38359—2019表2正態(tài)分布置信水平覆蓋率為的下容忍限系數(shù)nknknk3456789∞注：本條特指正態(tài)分布置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限，正態(tài)分布其他置信水平和覆蓋率要求的下容忍限可參照GB／T3359—2009。5.2.3.2對(duì)數(shù)正態(tài)分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限根據(jù)n值從表2中查出k值，按式（11）進(jìn)行計(jì)算：式中：PTL—置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限；k—置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限系數(shù)，根據(jù)n從表2中取值；y—樣本檢測(cè)值取對(duì)數(shù)后的平均值lnxi；\6非參數(shù)統(tǒng)計(jì)的次序統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析6.1采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)的次序統(tǒng)計(jì)方法時(shí)抽取的樣本量非參數(shù)統(tǒng)計(jì)置信水平為75%覆蓋率為95%的抽取樣本量見(jiàn)表3。7GB／T38359—2019表3非參數(shù)統(tǒng)計(jì)的樣本量和對(duì)應(yīng)的次序統(tǒng)計(jì)量樣本量n次序統(tǒng)計(jì)量樣本量n次序統(tǒng)計(jì)量1234567896.2非參數(shù)統(tǒng)計(jì)次序統(tǒng)計(jì)方法下容忍限的計(jì)算對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行次序統(tǒng)計(jì)，取表3中不大于實(shí)際抽樣量的最大樣本量對(duì)應(yīng)的次序統(tǒng)計(jì)量的值作為非參數(shù)統(tǒng)計(jì)置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。6.3非參數(shù)統(tǒng)計(jì)次序統(tǒng)計(jì)方法p分位數(shù)對(duì)樣本的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行次序統(tǒng)計(jì)（非降次序排列分別稱(chēng)為x1，x2，…，xn，從i=1到n計(jì)算in+1直到iji，然后按式（12）進(jìn)行計(jì)算非參數(shù)統(tǒng)計(jì)p分位數(shù)：jj式中：NPE—非參數(shù)統(tǒng)計(jì)p分位數(shù)；p—p分位；n—樣本量；j—次序統(tǒng)計(jì)樣本的序號(hào)；xj—第j個(gè)次序統(tǒng)計(jì)量的值；xj?j-1）個(gè)次序統(tǒng)計(jì)量的值。注：本章非參數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算適用于假定總體分布為連續(xù)，其他參數(shù)未知或分布不能用有限個(gè)實(shí)參數(shù)刻畫(huà)的情況時(shí)。7產(chǎn)品性能特征值和用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值的評(píng)估要求7.1產(chǎn)品性能特征值和用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值可以是統(tǒng)計(jì)置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。7.2當(dāng)使用樣本平均值或5%分位數(shù)作為產(chǎn)品性能特征值或用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值時(shí)，應(yīng)按如 下要求評(píng)估樣本平均值或5%分位數(shù)的精確度，通常要求δ的取值范圍是（0.01~0.10 平條件滿足。b）當(dāng)使用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)分位數(shù)作為產(chǎn)品性能特征值或用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值時(shí)NPE-應(yīng)增加抽樣直到（NPE－NTLNPE≤δ成立，或用NTL值作為產(chǎn)品性能特征值或用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的8GB／T38359—2019特征值，但是基于這個(gè)抽樣的NTL值是不嚴(yán)密的。c)當(dāng)使用參數(shù)統(tǒng)計(jì)分位數(shù)作為產(chǎn)品性能特征值或用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值時(shí)PPE-應(yīng)增加抽樣直到（PPE－PTLPPE≤δ成立，或用PTL值為產(chǎn)品性能特征值或用于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)值的特征值。8.1均值樣本量估計(jì)示例如結(jié)構(gòu)用的興安落葉松規(guī)格材，目測(cè)等級(jí)Ⅱc,要求精確度為0.05,置信度為95%的條件下估計(jì)抗彎強(qiáng)度。預(yù)估CΨ=0.35。置信度為95%時(shí)，t可以近似取值為2。計(jì)算結(jié)果如下：而實(shí)測(cè)結(jié)果抗彎強(qiáng)度的CΨ=0.378,則重新帶入式(1)計(jì)算如下，如果認(rèn)為229個(gè)樣本量太大，試驗(yàn)很難達(dá)到，則在條件允許的情況下，可降低置信度或精確度。如上面的材料精確度為0.05,置信度為75%的條件下估計(jì)抗彎強(qiáng)度。置信度為75%時(shí)，t近似的可以近似取值為1.2。計(jì)算結(jié)果如下。向上取整為83個(gè)樣本量。8.2樣品檢測(cè)結(jié)果分析計(jì)算示例8.2.1樣本檢測(cè)結(jié)果示例某木材加工廠生產(chǎn)的同批單板層積材的抗拉強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。表4單板層積材抗拉強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果示例單位為兆帕序號(hào)抗拉強(qiáng)度序號(hào)抗拉強(qiáng)度序號(hào)抗拉強(qiáng)度序號(hào)抗拉強(qiáng)度1234567898.2.2樣本平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù) 對(duì)表分別得到9GB／T38359—20198.2.3樣本平均值的置信區(qū)間對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算樣本平均值置信水平為95%的雙側(cè)置信區(qū)間。n=54,置信水平為95%,t取 2.007。計(jì)算如下。得到樣本平均值置信水平為95%的雙側(cè)置信區(qū)間為(56.05MPa,59.23MPa)。 對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算樣本平均值置信水平為95%的置信區(qū)間下限和上限。n=54,置信水平為95%,t取1.676。計(jì)算如下。得到樣本平均值置信水平為95%的置信區(qū)間下限為56.31MPa和上限為8.2.4樣本的分位數(shù)對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算樣本t分布5%分位數(shù)。n=54,p=0.05時(shí)，t取1.676。計(jì)算如下。得到樣本t分布分位數(shù)為對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算樣本正態(tài)分布5%分位數(shù)。p=0.05,t取1.645。計(jì)算如下。得到樣本正態(tài)分分位數(shù)為對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算樣本對(duì)數(shù)正態(tài)分布5%分位數(shù)。p=0.05,t取1.645。計(jì)算如下。得到樣本對(duì)數(shù)正態(tài)分布分位數(shù)為按非參數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算分位數(shù)得到j(luò)得到樣本非參數(shù)統(tǒng)計(jì)5%分位數(shù)，NPE=47.36MPa。j2=0.75×(47.47-47.02)+47.02=47.368.2.5樣本的置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限對(duì)表4中的數(shù)據(jù)計(jì)算正態(tài)分布置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。當(dāng)n=54時(shí)，k取1.805。計(jì)算得到樣本正態(tài)分布置信水平為75%覆蓋率為