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據分析方法國家市場監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。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由國家林業和草原局提出。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、黑龍江省林業科學院、國家林業局林產工業規劃設計院、中國林業科學研究院木材工業研究所、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據分析方法本標準規定了結構用木質材料的抽樣方法，以及利用參數統計和非參數統計對結構用木質材料強度性能數據的分析方法。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據分析。2規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統計學詞匯及符號第1部分：一般統計術語與用于概率的術語GB/T3358.2統計學詞匯及符號第2部分：應用統計GB/T4882數據的統計處理和解釋正態性檢驗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分位數對0＜p<1,使分布函數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。統計容忍區間由隨機樣本確定的、以規定的概率至少包含抽樣總體規定比例的區間。注：如此建立的區間其置信水平是多次重復使用時它至少包含抽樣總體規定比例的頻率。[GB/T3359—2009,定義3.1.1]統計容忍限表示統計容忍區間端點的統計量。注：統計容忍區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計容忍區間的比例。[GB/T3359—2009,定義3.1.3]3.1.6次序統計量由隨機樣本的檢測值，依非降次序排列所確定的統計量。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，又稱離散系數；k單側容忍限系數；n樣本量；NPE非參數統計p分位數，本標準特指非參數統計5%分位數；NTL非參數統計容忍限，本標準特指非參數統計置信水平為覆蓋率為的下容忍限；p分位；PPE參數統計分位數；PTL參數統計容忍限，本標準特指正態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分位數或正態分布p分位數，5%分位數寫為x0.05;x樣本平均值；yi第i個樣本的測試值的自然對數值；yp對數正態分布p分位數，y樣本檢測值取對數后的平均值；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、采樣的采集區域（例如國家、地區、工廠庫存、生產現場等）、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。5參數統計的數據分析5.1計算均值時需要抽取的樣本量5.1.1根據經驗、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。5.1.2根據式(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。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雙側置信區間／單側置信區間／分位1234567894GB／T38359—2019℃雙側置信區間／單側置信區間／分位∞5.2試驗結果的統計計算5.2.1樣本平均值、標準差、變異系數和置信區間樣本平均數按式(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。樣本變異系數按式（4）進行計算：式中：變異系數；s—樣本標準差；x—樣本平均值。式中：CI—置信區間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據自由度從表1中的雙側置信區間得到t值；s—樣本標準差；n—樣本量。 CI—置信區間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據自由度從表1中的單側置信區間得到t值；s—樣本標準差；n—樣本量。 CI—置信區間；x—樣本平均值；t—在要求置信水平下的t分布值，根據自由度從表1中的單側置信區間得到t值；6GB／T38359—2019s—樣本標準差；n—樣本量。5.2.2p分位數（分位值）t分布的p分位數當質量檢測值總體服從正態分布時，樣本的質量統計量服從t分布。t分布分位數按式(8)計算：式中：—符合正態分布的p分位數；父—樣本平均值；t—在要求分位的t分布值，根據自由度從表1中的對應的分位得到t值；s—樣本標準差。5.2.2.2正態分布的p分位數當質量檢測值總體服從正態分布時，分位數按式(8)計算，t值取表1中的對應的分位Ψ=∞時的數值。判斷統計分布是否為正態分布可參照GB/T4882。5.2.2.3對數正態的p分位數當質量檢測值總體服從對數正態分布時，分位數按式(9)計算：式中：yp—符合對數正態分布的p分位數；t—在要求分位的t分布值，t值取表1中的對應的分位Ψ=∞時的數值；\5.2.3統計分布區間的下容忍限5.2.3.1符合正態分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限根據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，根據n從表2中取值；s—樣本標準差。GB／T38359—2019表2正態分布置信水平覆蓋率為的下容忍限系數nknknk3456789∞注：本條特指正態分布置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限，正態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對數正態分布置信水平為覆蓋率為的下容忍限根據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，根據n從表2中取值；y—樣本檢測值取對數后的平均值lnxi；\6非參數統計的次序統計數據分析6.1采用非參數統計的次序統計方法時抽取的樣本量非參數統計置信水平為75%覆蓋率為95%的抽取樣本量見表3。7GB／T38359—2019表3非參數統計的樣本量和對應的次序統計量樣本量n次序統計量樣本量n次序統計量1234567896.2非參數統計次序統計方法下容忍限的計算對檢測結果進行次序統計，取表3中不大于實際抽樣量的最大樣本量對應的次序統計量的值作為非參數統計置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。6.3非參數統計次序統計方法p分位數對樣本的檢測結果進行次序統計（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）進行計算非參數統計p分位數：jj式中：NPE—非參數統計p分位數；p—p分位；n—樣本量；j—次序統計樣本的序號；xj—第j個次序統計量的值；xj?j-1）個次序統計量的值。注：本章非參數統計計算適用于假定總體分布為連續，其他參數未知或分布不能用有限個實參數刻畫的情況時。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）當使用非參數統計分位數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)當使用參數統計分位數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 對表分別得到9GB／T38359—20198.2.3樣本平均值的置信區間對表4中的數據計算樣本平均值置信水平為95%的雙側置信區間。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%的雙側置信區間為(56.05MPa,59.23MPa)。 對表4中的數據計算樣本平均值置信水平為95%的置信區間下限和上限。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%的置信區間下限為56.31MPa和上限為8.2.4樣本的分位數對表4中的數據計算樣本t分布5%分位數。n=54,p=0.05時，t取1.676。計算如下。得到樣本t分布分位數為對表4中的數據計算樣本正態分布5%分位數。p=0.05,t取1.645。計算如下。得到樣本正態分分位數為對表4中的數據計算樣本對數正態分布5%分位數。p=0.05,t取1.645。計算如下。得到樣本對數正態分布分位數為按非參數統計對表4中的數據計算分位數得到j得到樣本非參數統計5%分位數，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中的數據計算正態分布置信水平為75%覆蓋率為95%的下容忍限。當n=54時，k取1.805。計算得到樣本正態分布置信水平為75%覆蓋率為