ICS79.060B69中華人民共和國國家標準結構用木質材料強度性能數(shù)據(jù)分析方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB／T38359—2019本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由國家林業(yè)和草原局提出。本標準由全國木材標準化技術委員會(SAC/TC41)歸口。本標準起草單位：黑龍江省木材科學研究所、黑龍江省林業(yè)科學院、國家林業(yè)局林產工業(yè)規(guī)劃設計院、中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所、德華兔寶寶裝飾新材股份有限公司、中國建筑西南設計研究院有限公司、黑龍江信息技術職業(yè)學院。本標準主要起草人：王春明、李曉秀、曲敏、趙秀、井學偉、孫玉慧、毛磊、徐偉濤、龔迎春、劉巍巖、Ⅰ1GB／T38359—2019結構用木質材料強度性能數(shù)據(jù)分析方法本標準規(guī)定了結構用木質材料的抽樣方法，以及利用參數(shù)統(tǒng)計和非參數(shù)統(tǒng)計對結構用木質材料強度性能數(shù)據(jù)的分析方法。本標準適用于結構用木質材料總體的樣本抽樣、強度性能評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于本文件的應用是必不可少的。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)計學詞匯及符號第1部分：一般統(tǒng)計術語與用于概率的術語GB/T3358.2統(tǒng)計學詞匯及符號第2部分：應用統(tǒng)計GB/T4882數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋正態(tài)性檢驗3術語、定義和符號GB/T3358.1和GB/T3358.2界定的以及下列術語和定義適用于本文件。結構用木質材料結構材以作為結構構件承受載荷為目的，具有可靠和明確的力學性能指標，可滿足工程設計要求的木質材料。[LY/T2381—2014,定義3.1]p分位數(shù)對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GB/T3358.1—2009,定義2.13。統(tǒng)計容忍區(qū)間由隨機樣本確定的、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使用時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)計容忍限表示統(tǒng)計容忍區(qū)間端點的統(tǒng)計量。注：統(tǒng)計容忍區(qū)間可以是單側的或雙側的。[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)計容忍區(qū)間的比例。[GB/T3359—2009,定義3.1.3]3.1.6次序統(tǒng)計量由隨機樣本的檢測值，依非降次序排列所確定的統(tǒng)計量。注：改寫GB/T3358.1—2009,定義1.9。下列符號適用于本文件。c℃變異系數(shù)，又稱離散系數(shù)；k單側容忍限系數(shù)；n樣本量；NPE非參數(shù)統(tǒng)計p分位數(shù)，本標準特指非參數(shù)統(tǒng)計5%分位數(shù)；NTL非參數(shù)統(tǒng)計容忍限，本標準特指非參數(shù)統(tǒng)計置信水平為覆蓋率為的下容忍限；p分位；PPE參數(shù)統(tǒng)計分位數(shù)；PTL參數(shù)統(tǒng)計容忍限，本標準特指正態(tài)分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限；s樣本標準差；xi第i個樣本的測試值；xpt分布p分位數(shù)或正態(tài)分布p分位數(shù)，5%分位數(shù)寫為x0.05;x樣本平均值；yi第i個樣本的測試值的自然對數(shù)值；yp對數(shù)正態(tài)分布p分位數(shù)，y樣本檢測值取對數(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能代表總體，通常需要對等級名稱、采樣的采集區(qū)域（例如國家、地區(qū)、工廠庫存、生產現(xiàn)場等）、樹種或種類、采樣的時間跨度（例如一天，一個月，一年等）、材料尺寸、含水率等進行詳細記錄。抽取樣本應考慮樣本來源、時間、試件位置屬性等潛在的可變性影響因素。4.2抽取樣本的方法應按簡單隨機抽樣從批中抽取作為樣本中的單位產品。但是，當批由子批或（按某個合理的準則識別的）層組成時，應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抽取樣本的時間樣本可在批生產出來以后或者在批生產期間抽取。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，每個后繼的樣本應從同一批的剩余部分中抽取。5參數(shù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)分析5.1計算均值時需要抽取的樣本量5.1.1根據(jù)經驗、預測、文獻、其他材料的試驗結果或實際檢測等方法得到平均值和標準差或者變異系數(shù)。5.1.2根據(jù)式(1)進行計算。對式(1)的計算結果進行向上取整，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中雙側置信區(qū)間對應值；S—標準差；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，測試后，如果cΨ實測值大于cΨ估計值，則應把cΨ實測值代入式(1),重新計算樣本量n，并從同一批中補足抽樣樣本；如果cΨ實測值小于或等于cΨ估計值，則樣本量n不變。表1t分布值Ψ雙側置信區(qū)間／單側置信區(qū)間／分位1234567894GB／T38359—2019℃雙側置信區(qū)間／單側置信區(qū)間／分位∞5.2試驗結果的統(tǒng)計計算5.2.1樣本平均值、標準差、變異系數(shù)和置信區(qū)間樣本平均數(shù)按式(2)進行計算：式中：x—樣本平均值；n—樣本量；xi—第i個樣本的測試值。5GB／T38359—2019樣本標準差按式（3）進行計算：式中：s—樣本標準差；n—樣本量；x—樣本平均值；xi—第i個樣本的測試值。樣本變異系數(shù)按式（4）進行計算：式中：變異系數(shù)；s—樣本標準差；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中的雙側置信區(qū)間得到t值；s—樣本標準差；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中的單側置信區(qū)間得到t值；s—樣本標準差；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中的單側置信區(qū)間得到t值；6GB／T38359—2019s—樣本標準差；n—樣本量。5.2.2p分位數(shù)（分位值）t分布的p分位數(shù)當質量檢測值總體服從正態(tài)分布時，樣本的質量統(tǒng)計量服從t分布。t分布分位數(shù)按式(8)計算：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中的對應的分位得到t值；s—樣本標準差。5.2.2.2正態(tài)分布的p分位數(shù)當質量檢測值總體服從正態(tài)分布時，分位數(shù)按式(8)計算，t值取表1中的對應的分位Ψ=∞時的數(shù)值。判斷統(tǒng)計分布是否為正態(tài)分布可參照GB/T4882。5.2.2.3對數(shù)正態(tài)的p分位數(shù)當質量檢測值總體服從對數(shù)正態(tài)分布時，分位數(shù)按式(9)計算：式中：yp—符合對數(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中的對應的分位Ψ=∞時的數(shù)值；\5.2.3統(tǒng)計分布區(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)進行計算：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—樣本標準差。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）進行計算：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—樣本檢測值取對數(shù)后的平均值lnxi；\6非參數(shù)統(tǒng)計的次序統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析6.1采用非參數(shù)統(tǒng)計的次序統(tǒng)計方法時抽取的樣本量非參數(shù)統(tǒng)計置信水平為75%覆蓋率為95%的抽取樣本量見表3。7GB／T38359—2019表3非參數(shù)統(tǒng)計的樣本量和對應的次序統(tǒng)計量樣本量n次序統(tǒng)計量樣本量n次序統(tǒng)計量1234567896.2非參數(shù)統(tǒng)計次序統(tǒng)計方法下容忍限的計算對檢測結果進行次序統(tǒng)計，取表3中不大于實際抽樣量的最大樣本量對應的次序統(tǒng)計量的值作為非參數(shù)統(tǒng)計置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。6.3非參數(shù)統(tǒng)計次序統(tǒng)計方法p分位數(shù)對樣本的檢測結果進行次序統(tǒng)計（非降次序排列分別稱為x1，x2，…，xn，從i=1到n計算in+1直到iji，然后按式（12）進行計算非參數(shù)統(tǒng)計p分位數(shù)：jj式中：NPE—非參數(shù)統(tǒng)計p分位數(shù)；p—p分位；n—樣本量；j—次序統(tǒng)計樣本的序號；xj—第j個次序統(tǒng)計量的值；xj?j-1）個次序統(tǒng)計量的值。注：本章非參數(shù)統(tǒng)計計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實參數(shù)刻畫的情況時。7產品性能特征值和用于建立產品設計值的特征值的評估要求7.1產品性能特征值和用于建立產品設計值的特征值可以是統(tǒng)計置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。7.2當使用樣本平均值或5%分位數(shù)作為產品性能特征值或用于建立產品設計值的特征值時，應按如 下要求評估樣本平均值或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）當使用非參數(shù)統(tǒng)計分位數(shù)作為產品性能特征值或用于建立產品設計值的特征值時NPE-應增加抽樣直到（NPE－NTLNPE≤δ成立，或用NTL值作為產品性能特征值或用于建立產品設計值的8GB／T38359—2019特征值，但是基于這個抽樣的NTL值是不嚴密的。c)當使用參數(shù)統(tǒng)計分位數(shù)作為產品性能特征值或用于建立產品設計值的特征值時PPE-應增加抽樣直到（PPE－PTLPPE≤δ成立，或用PTL值為產品性能特征值或用于建立產品設計值的特征值。8.1均值樣本量估計示例如結構用的興安落葉松規(guī)格材，目測等級Ⅱc,要求精確度為0.05,置信度為95%的條件下估計抗彎強度。預估CΨ=0.35。置信度為95%時，t可以近似取值為2。計算結果如下：而實測結果抗彎強度的CΨ=0.378,則重新帶入式(1)計算如下，如果認為229個樣本量太大，試驗很難達到，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%的條件下估計抗彎強度。置信度為75%時，t近似的可以近似取值為1.2。計算結果如下。向上取整為83個樣本量。8.2樣品檢測結果分析計算示例8.2.1樣本檢測結果示例某木材加工廠生產的同批單板層積材的抗拉強度檢測結果見表4。表4單板層積材抗拉強度檢測結果示例單位為兆帕序號抗拉強度序號抗拉強度序號抗拉強度序號抗拉強度1234567898.2.2樣本平均值、標準差和變異系數(shù) 對表分別得到9GB／T38359—20198.2.3樣本平均值的置信區(qū)間對表4中的數(shù)據(jù)計算樣本平均值置信水平為95%的雙側置信區(qū)間。n=54,置信水平為95%,t取 2.007。計算如下。得到樣本平均值置信水平為95%的雙側置信區(qū)間為(56.05MPa,59.23MPa)。 對表4中的數(shù)據(jù)計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)對表4中的數(shù)據(jù)計算樣本t分布5%分位數(shù)。n=54,p=0.05時，t取1.676。計算如下。得到樣本t分布分位數(shù)為對表4中的數(shù)據(jù)計算樣本正態(tài)分布5%分位數(shù)。p=0.05,t取1.645。計算如下。得到樣本正態(tài)分分位數(shù)為對表4中的數(shù)據(jù)計算樣本對數(shù)正態(tài)分布5%分位數(shù)。p=0.05,t取1.645。計算如下。得到樣本對數(shù)正態(tài)分布分位數(shù)為按非參數(shù)統(tǒng)計對表4中的數(shù)據(jù)計算分位數(shù)得到j得到樣本非參數(shù)統(tǒng)計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%的下容忍限對表4中的數(shù)據(jù)計算正態(tài)分布置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。當n=54時，k取1.805。計算得到樣本正態(tài)分布置信水平為75%覆蓋率為