GBT-50784-2013《混凝土结构现场检测技术标准》.ppt
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1、1建筑结构检测技术建筑结构检测技术(抽样技术)(抽样技术)2引引 子子n2525时时人人最最适适宜宜;一一个个人人一一只只脚脚放放在在00水水中中,一一只只脚脚放放在在5050水水中中;统统计计学学家家说说,从从平平均均意意义义上上来来讲讲,此此人处于最舒服状态。人处于最舒服状态。n 问问:你估计这次能考多少分?答:你估计这次能考多少分?答:0 0100100分。分。n 甲甲:你你们们单单位位老老张张住住我我楼楼上上,听听他他说说去去年年收收入入1010万万元元,你们单位不错呀。你们单位不错呀。乙乙:我我们们单单位位老老李李住住你你楼楼下下,问问问问他他去去年年收收入入多多少少,就知道了。就知
2、道了。n老老王王在在机机场场候候机机,电电视视中中正正报报道道某某地地飞飞机机失失事事的的实实况况。通知登机了,老王毫不犹豫地上了飞机。通知登机了,老王毫不犹豫地上了飞机。3事物不同就是因为存在不同的属性事物不同就是因为存在不同的属性身高身高1.72m1.72m中年中年男子男子皮肤黝黑皮肤黝黑体重体重76kg76kg4量的相关概念量的相关概念尺寸尺寸配筋状况配筋状况混凝土强度混凝土强度外观质量外观质量属性属性5量的相关概念量的相关概念n量量 可以用数来表示的事物属性可以用数来表示的事物属性量量确定量确定量不确定量不确定量随机量随机量模糊量模糊量经典数学经典数学随机数学随机数学模糊数学模糊数学随
3、机量、模糊量都必须转换成确定量后才能应用随机量、模糊量都必须转换成确定量后才能应用6用于解释抽样检验的通俗例子用于解释抽样检验的通俗例子n单位内的个人(个体)单位内的个人(个体)n好单位(总体)好单位(总体)定义定义1 1:95%95%的人年收入不低于的人年收入不低于100000100000元。元。定义定义2 2:平均人均年收入(平均人均年收入(50%50%)不低于)不低于100000100000元。元。n问题问题1 1:通过抽样判定某单位是否属于好单位?:通过抽样判定某单位是否属于好单位?n问题问题2 2:通过抽样估计,该单位人均年收入的估计值是:通过抽样估计,该单位人均年收入的估计值是多少
4、?多少?95%95%的人都超过的年收入的估计值是多少?的人都超过的年收入的估计值是多少?7量的相关概念量的相关概念n随机量随机量 变量(总体)变量(总体)测得值测得值:由检测仪器和设备得到的值由检测仪器和设备得到的值样本统计值:根据测得值计算出来,均值、标准差样本统计值:根据测得值计算出来,均值、标准差推推定定值值:根根据据测测得得值值计计算算出出来来,一一般般是是均均值值和和标标准准差差的函数的函数真值真值定义值定义值代表值代表值均值(均值(0.50.5分位数)分位数)标准值(标准值(0.050.05分位数)分位数)其他分位数其他分位数8量的分布规律及其代表值量的分布规律及其代表值n任意代表
5、值均可通过分布参数计算任意代表值均可通过分布参数计算n分布参数只有通过样本数据估计分布参数只有通过样本数据估计n大量样本数据的估计值可以认为是真值大量样本数据的估计值可以认为是真值9 基础基础(顶层顶层)标准有哪些要求标准有哪些要求n顶层标准顶层标准工程结构可靠性设计统一标准工程结构可靠性设计统一标准GB50153GB50153(设计)(设计)建筑工程施工质量验收统一标准建筑工程施工质量验收统一标准GB50300GB50300(施工)(施工)理论上其他下层标准都应符合上述标准的原则,实际理论上其他下层标准都应符合上述标准的原则,实际上并没有完全做到上并没有完全做到。10 结构变量基本要求结构变
6、量基本要求n材料性能宜采用随机变量概率模型描述。材料性能的材料性能宜采用随机变量概率模型描述。材料性能的各种统计参数和概率分布类型,应以试验数据为基础,运各种统计参数和概率分布类型,应以试验数据为基础,运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定,用参数估计和概率分布的假设检验方法确定,检验的显著检验的显著性水平可取性水平可取0.050.05。n材料强度的概率分布宜材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布采用正态分布或对数正态分布。n材料强度的标准值可按其概率分布的材料强度的标准值可按其概率分布的0.050.05分位值分位值确定。确定。n材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概材料弹性
7、模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的率分布的0.50.5分位值分位值确定。确定。11结构变量的基本要求结构变量的基本要求n结构或结构构件的几何参数宜采用随机变量概率模型描结构或结构构件的几何参数宜采用随机变量概率模型描述。概率分布类型,应运用参数估计和概率分布的假设检述。概率分布类型,应运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。验方法确定。n当测试数据不充分时,几何参数的统计参数可根据有关当测试数据不充分时,几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差,经分析判断确定。标准中规定的公差,经分析判断确定。n当几何参数的变异性对结构抗力及其他性能的影响很小当几何参数的变异性对结构抗力及其
8、他性能的影响很小时,几何参数可作为确定性变量。时,几何参数可作为确定性变量。n几何参数的标准值可采用设计规定的公称值,或根据几几何参数的标准值可采用设计规定的公称值,或根据几何参数概率分布的某个分位值确定何参数概率分布的某个分位值确定。12合格控制的有关要求合格控制的有关要求合格控制可采用合格控制可采用抽样检验抽样检验的方法进行。的方法进行。各类材料和构件应根据其特点制定具体的质量验收标准,各类材料和构件应根据其特点制定具体的质量验收标准,其中应明确规定其中应明确规定验收批量、抽样方法和数量、验收函数和验收批量、抽样方法和数量、验收函数和验收界限验收界限等。等。质量验收标准宜在统计理论的基础上
9、制定质量验收标准宜在统计理论的基础上制定。对于生产连续性较差或各批间质量特征的统计参数差异对于生产连续性较差或各批间质量特征的统计参数差异较大的材料和构件,在制定质量验收标准时,必须控制较大的材料和构件,在制定质量验收标准时,必须控制用用户方风险户方风险。仅当连续生产、质量稳定的材料和构件,可按。仅当连续生产、质量稳定的材料和构件,可按控制控制生产方风险生产方风险的条件制定质量验收标准。的条件制定质量验收标准。13合格控制的有关要求合格控制的有关要求(统一标准)统一标准)检验批的质量检验,应根据检验项目的特点在下列抽检验批的质量检验,应根据检验项目的特点在下列抽样方案中进行选择:样方案中进行选
10、择:u计量、计数或计量计数等抽样方案。计量、计数或计量计数等抽样方案。u一次、二次或多次抽样方案。一次、二次或多次抽样方案。u根据生产连续性和生产控制稳定性情况,尚可采用调根据生产连续性和生产控制稳定性情况,尚可采用调整型抽样方案。整型抽样方案。u对重要的检验项目当可采用简易快速的检验方法时,对重要的检验项目当可采用简易快速的检验方法时,可选用全数检验方案。可选用全数检验方案。u经实践检验有效的抽样方案。经实践检验有效的抽样方案。14合格控制的有关要求合格控制的有关要求(统一标准)统一标准)在制定检验批的抽样方案时,对生产方风险(或错在制定检验批的抽样方案时,对生产方风险(或错判概率判概率)和
11、使用方风险(或漏判概率)和使用方风险(或漏判概率)u主控项目:主控项目:对应于合格质量水平对应于合格质量水平的的和和均不宜超过。均不宜超过。u一般项目:一般项目:对应于合格质量水平的对应于合格质量水平的不宜超过,不宜超过,不宜超过不宜超过1。15工程质量验收的划分工程质量验收的划分单位工程单位工程分部工程分部工程分项工程分项工程检验批检验批子单位工程子单位工程子分部工程子分部工程若干个构件若干个构件若干个测区若干个测区16检测方式检测方式检检测测方方式式全数检测全数检测抽样检测抽样检测约定抽样约定抽样随机抽样随机抽样17全数检测全数检测n要要准准确确了了解解一一个个检检验验批批的的质质量量分分
12、布布情情况况,只只有有通通过过全全数数检测。检测。n遇到下列情况时宜采用全数检测方式:遇到下列情况时宜采用全数检测方式:外观缺陷或表面损伤的检查;外观缺陷或表面损伤的检查;受检范围较小或构件数量较少;受检范围较小或构件数量较少;检验参数变异性大或构件状况差异较大;检验参数变异性大或构件状况差异较大;需减少结构的处理费用或处理范围需减少结构的处理费用或处理范围;委托方要求进行全数检测。委托方要求进行全数检测。18全数检测的好处全数检测的好处n全全数数检检测测,不不仅仅可可以以更更准准确确地地确确定定该该检检验验批批的的结结构构性性能能状状况况,而而且且可可以以缩缩小小处处理理范范围围、减减少少相
13、相应应的的结结构构处处理理费用费用同同一一个个检检验验批批中中的的每每个个构构件件承承受受的的作作用用效效应应是是不不相相同同的。的。出于可靠性的考虑,批量推定结果往往偏低出于可靠性的考虑,批量推定结果往往偏低 推定值均值置信系数推定值均值置信系数标准差标准差19抽样检测的必要性抽样检测的必要性n检测是需要成本的。检测是需要成本的。n某些检测是破坏性的。某些检测是破坏性的。n抽样检测是有理论根据的。抽样检测是有理论根据的。必要性必要性可行性可行性概率统计理论概率统计理论20n抽样检测的目的抽样检测的目的抽样检测的目的抽样检测的目的决定产品是否合格(质量验收);决定产品是否合格(质量验收);通过
14、检验及时发现问题,以便采取措施使生产过程保持通过检验及时发现问题,以便采取措施使生产过程保持稳定以确保产品质量(过程控制)。稳定以确保产品质量(过程控制)。确定一批产品的确定一批产品的质量特征值质量特征值(统计估值)(统计估值)。代表值代表值均值(均值(0.50.5分位数)分位数)标准值(标准值(0.050.05分位数)分位数)其他分位数(其他分位数(0.20.2分位数)分位数)21n小概率事件不发生原理小概率事件不发生原理n在一次试验中小概率事件不应发生在一次试验中小概率事件不应发生n发生了小概率事件,说明原假设存在错误发生了小概率事件,说明原假设存在错误什么是小概率?什么是小概率?1%1%
15、,5%5%A A非非B BB B非非A AA A非非B B非非B B A A接收接收拒收拒收22抽样检验的几点常识抽样检验的几点常识n抽抽样样检检验验都都是是建建立立在在总总体体分分布布信信息息已已知知的的基基础础上上。一一般情况下都是假设总体服从正态分布。般情况下都是假设总体服从正态分布。n抽抽样样检检验验是是与与合合格格验验收收紧紧密密相相关关的的,因因此此,需需要要预预先先确确定定合合格格质质量量水水平平、极极限限质质量量水水平平,生生产产方方风风险险和和使使用方风险。用方风险。n统统计计估估值值是是与与具具体体的的参参数数指指标标相相关关的的,控控制制的的是是估估值值精度。精度。n抽样
16、检测必然存在风险。抽样检测必然存在风险。23随机抽样的特点随机抽样的特点随随机机抽抽样样应应使使检检验验批批中中每每个个个个体体具具有有相相同同的的被被抽抽检检概概率率,在抽样前不能预先确定某个个体被抽中;在抽样前不能预先确定某个个体被抽中;只只有有随随机机抽抽样样才才能能通通过过样样本本数数据据确确定定或或评评估估检检验验批批总总体体质量状况和性能指标;质量状况和性能指标;随机抽样是随机抽样是争议最小的抽样方法争议最小的抽样方法。随机抽样不等于随机抽样不等于随意抽样随意抽样。24最基本的抽样模型最基本的抽样模型问题一:假设总体中红球的概率已知,根据样本数据中问题一:假设总体中红球的概率已知,
17、根据样本数据中红球出现的频率,来判断假设的概率是否可信?红球出现的频率,来判断假设的概率是否可信?合格验收合格验收样本样本总体总体原假设不成立原假设不成立25最基本的抽样模型最基本的抽样模型问题二:总体中红球的概率未知,根据样本数据中红球问题二:总体中红球的概率未知,根据样本数据中红球出现的频率,来推定总体中红球的概率?出现的频率,来推定总体中红球的概率?统计估值统计估值样本样本总体总体如何判断估计的准确性?如何判断估计的准确性?26结构验收结构验收分部工程分部工程单位工程单位工程分项工程分项工程检测批检测批主控项目(主控项目(90%90%以上的保证率)以上的保证率)一般项目(一般项目(80%
18、80%以上的保证率)以上的保证率)27抽样检验的基本概念抽样检验的基本概念 n检验批检验批 n单位样本单位样本n样本容量样本容量n单位样本的检测方法单位样本的检测方法n验收规则验收规则28抽样检测的基本概念抽样检测的基本概念 检验批检验批 检验批中的个体检验批中的个体应具有相同的属性应具有相同的属性29抽样检测的基本概念抽样检测的基本概念 n检验批检验批 检测项目相同、质量要求和生产工艺等基本相同,由一检测项目相同、质量要求和生产工艺等基本相同,由一定数量构件或区域(单位产品)等构成的检测对象;定数量构件或区域(单位产品)等构成的检测对象;正确划分检验批,是实现抽样检测的基础;正确划分检验批,
19、是实现抽样检测的基础;检验批划分越小,正确划分的可能性越大;检验批划分越小,正确划分的可能性越大;工程质量检测时,检验批的大小往往由标准规定;结构工程质量检测时,检验批的大小往往由标准规定;结构性能检测时,往往根据具体情况确定。性能检测时,往往根据具体情况确定。30抽样检测的基本概念抽样检测的基本概念n单位产品单位产品 (抽样单位)(抽样单位)为实施抽样检查的需要而划分的基本单位称为单位产品;为实施抽样检查的需要而划分的基本单位称为单位产品;如钢筋试件、混凝土试块、构件如钢筋试件、混凝土试块、构件单位产品及其质量代表值有时单位产品及其质量代表值有时由产品质量标准由产品质量标准规定。规定。确定检
20、测批容量时的样本单位一般确定检测批容量时的样本单位一般为构件为构件。水泥、钢筋、预拌混凝土的抽样水泥、钢筋、预拌混凝土的抽样31抽样检测的基本概念抽样检测的基本概念n样本和样本容量样本和样本容量从检查批中抽取用于检查的单位产品称为样本单位,从从检查批中抽取用于检查的单位产品称为样本单位,从总体中抽取的单位产品组成样本。总体中抽取的单位产品组成样本。样本大小则是指样本中所包含的样本单位数量,样本大小则是指样本中所包含的样本单位数量,样本容样本容量量。32抽样检测的基本概念抽样检测的基本概念总体总体样本样本1样本样本2总体的特性:变异系数总体的特性:变异系数样本与总体的关系样本与总体的关系样本之间
21、的关系样本之间的关系33提请注意的问题提请注意的问题n总体分布特征总体分布特征正态分布正态分布分布参数:分布参数:总体均值和总体标准差总体均值和总体标准差n样本分布特征样本分布特征正态分布或其他分布,例如正态分布或其他分布,例如t t分布、二项分布等分布、二项分布等分布参数:样本分布参数:样本均值和样本标准差均值和样本标准差一般情况下是不可知的一般情况下是不可知的是样本函数,可知的是样本函数,可知的样本均值、标准差样本均值、标准差总体均值、标准差总体均值、标准差34检验批容量检验批容量总体的特性总体的特性 位置参数:均值位置参数:均值 尺度参数:尺度参数:标准差标准差总体特性决定了样本的特性总
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