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第一节 质量统计分析方法
一、工程质量统计及抽样检验的基本原理和方法
(二)质量数据的特征值(05、09、12考点)
样本数据特征值是由样本数据计算的描述样本质量数据波动规律的指标。
统计推断就是根据这些样本数据特征值来分析、判断总体的质量状况。
集中趋势的特征值:算术平均数、中位数;(两数)
离中趋势的特征值:极差、标准偏差、变异系数
(两差一系数)(05、09、12考点)
(1)算术平均数 (2)样本中位数
(1)极差:极差是数据中最大值与最小值之差,是用数据变动的幅度来反映其分散状况的特征值。
优点——极差计算简单、使用方便。
缺点——粗略,数值仅受两个极端值的影响,损失的质量信息多,不能反映中间数据的分布和波动规律。仅适用
于小样本。 【举例】1、5、3、6、8、9、4 极差=9-1=8
(2)标准偏差-标准差或均方差
个体数据与均值离差平方和的算术平均数的算术根
总体的标准差用σ表示;样本的标准差用S表示。标准差值小说明分布集中程度高,离散程度小,均值对总体(样本)的代表性好。
(3)变异系数CV:变异系数又称离散系数,是用标准差除以算术平均数得到的相对数。
变异系数适用于均值有较大差异的总体之间离散程度的比较。
(三)质量数据的分布特征
:
(04、06、07、09、12年): ■正常波动,是偶然原因引起的;(偶然正常)
■异常波动,是有系统性原因引起的。(系统异常)
(1)偶然性原因:随机发生的特点,是不可避免、难以测量和控制的,或者是在经济上不值得消除。
通常把4M1E因素的这类微小变化归为影响质量的偶然性原因、不可避免原因或正常原因。
(2)系统性原因:当影响质量的4M1E因素发生了较大变化,如工人未遵守操作规程、机械设备发生故障或过度磨损、原
材料质量规格有显著差异等。
(四)抽样检验及检验批
采用抽样检验的原因
全数检验
随机抽样
优点
不受人的主观意愿支配;样本具有代表性
缺点
成本高、经济上不合理;检验需要时间长
适用范围
破坏性不能采用
破坏性和生产过程的质量监控;具有广泛的应用空间
(五)抽样检验方法(1分)
方法
概念
适用
举例
简单随机
纯随机
完全随机
直接随机抽样(09、13年)
用于原材料、构配件的检验;分项、分部工程、单位工程完工后检验
对全部个体编号,抽签、摇号确定中选号码
系统抽样
机械抽样
07年
将总体中的抽样单元按某种次序排列,在规定的范围内随机抽取一个或一组初始单元,然后按照一套规则确定其他样本单元
第一个样本随机抽取,然后每隔一定时间或空间抽取一个样本。(等距)
流水作业每生产100件产品抽出一件产品做样品,直至抽出n件组成样本
分层抽样
04、10年
将总体分割成互不重叠的子总体(层),每层中按独立给定的样本量进行简单随机抽样
样品在总体中分布均匀,更具代表性,适用于总体比较复杂的情况(了解)
浇筑混凝土质量,按生产班组分组、或按浇筑时间分组,每组内抽取
多阶段抽样
08、11年
多级抽样
总体大,很难一次抽样完成预定的目标。
多次随机抽样。
单阶段抽样的结合。
分批次的钢筋、混凝土的抽样检测
(六)随机抽检的分类及抽样方案
(1)一次抽样检验(N,n,C):
N表示批量,n表示抽取个数,C表示合格判定(允许的不合格品件数),d是不合格品数
当d≤c时,则判定该批产品合格;当d>c时,则判定该批产品不合格
(2)二次抽样检验
(3)多次抽样检验
:
第一类风险:弃真错误。将合格批判为不合格批,概率为α。对生产方或供货方不利,生产方或供货方风险
第二类风险:存伪错误。将不合格批判为合格批,概率为β。 对用户不利,称为用户风险
两类风险一般控制范围是α=1%~5%;β=5%~10%。
主控项目,其α、β均不宜超过5%; 对于一般项目,α不宜超过5%,β不宜超过10%。
二、工程质量统计分析方法
■调查法表法 ■分层法法 ■排列图法 ■因果分析图法 ■直方图法 ■控制图法 ■相关图法
(一)、统计调查表法(统计调查分析法)
(二)、分层法(分类法)
■根据:不同的目的和要求
■方式:按某一性质进行分组、整理(操作班组、操作者、操作方法、施工时间)
■结果:数据各层间的差异突显出来,进行层间、层内的比较分析,更深入地发现和认识质量问题的原因
■特点:最基本的一种方法,其他统计方法与分层法配合使用
(三)、排列图法
:排列图法是利用排列图寻找影响质量主次因素的一种有效方法。
结论:A:0~80%主要因素 B:80%~90%次要因素 C:90%~100%一般因素
(1)收集整理数据:首先收集不合格点的数据资料。各项目不合格点出现的次数即频数。
按不合格点的频数由大到小顺序排列各检查项目,“其他”项排在最后。
以全部不合格点数为总数,计算各项的频率和累计频率。
(2)排列图的绘制
:(1)按不合格点的内容分类,可以分析出造成质量问题的薄弱环节
(2)按生产作业分类,可以找出生产不合格品最多的关键过程。
(3)按生产班组或单位分类,可以分析比较各单位技术水平和质量管理水平。
(4)将采取提高质量措施前后的排列图对比,可以分析措施是否有效。
(5)还可以用于成本费用分析、安全问题分析等。
四、因果分析图法:又称特性要因图、树枝图或鱼刺图
: 分析质量问题(结果)与其产生原因之间关系的有效工具。
: 特点:绘制步骤与箭头方向相反,从“结果”开始将原因逐层分解
■明确质量问题-结果
■确定影响质量问题特性大的原因
■分解原因,至可确定采取具体措施加以解决为止
■检查原因是否齐全,征求意见,作补充和修改
■选择影响最大的因素,做出“△”标记
□ 集思广益 □ 制订对策
一、直方图(每年1题)
(一)直方图法的用途::频数分布直方图法,它是将收集到的质量数据进行分组整理,绘制成频数分布直方图,用以描述质量分布状态的一种分析方法,所以又称质量分布图法。
:通过直方图的观察与分析,可了解产品质量的波动情况,掌握质量特性的分布规律,以便对质量状况进行分析判断。可通过质量数据特征值的计算,估算施工生产过程总体的不合格品率,评价过程能力等。
(二)直方图的绘制方法
(三)直方图的观察与分析
、判断质量分布状态
■正常的直方图:中间高、两侧低,左右接近对称
■非正常的有五种类型(掌握五种类型的特点)
◆折齿型由于分组不当、或组距确定不当:
◆左(右)缓坡型:操作中对上下限控制太严;
◆孤岛型:原材料变化、临时他人顶班作业;
◆双峰型:两种不同方法或两台或两组工人进行生产
◆绝壁型:收据手机不正常、有意识的去掉下限以下的数据、检测过程中存在某种因素。
(a)正常形(接近对称);(b)折齿型;(c)左缓坡型;(d)孤岛型;(e)双峰型;(f)绝壁型
,判断实际生产过程能力
T-质量标准要求界限; B-表示实际质量特性分布范围
二、控制图(管理图)
定义:它是在直角坐标系内画有控制界限,描述生产过程中产品质量波动状态的图形。利用控制图区分质量波动原因,判明生产过程是否处于稳定状态的方法称为控制图法。
:上下控制界限标志着质量特性值允许波动范围
:(1)过程分析,即分析生产过程是否稳定。
(2)过程控制,控制生产过程质量状态。
静态分析法:排列图、直方图
动态分析法:控制图
动态分析法的优势:随时了解质量变化情况,及时采取措施
(二)控制图的原理
在生产过程中,如果仅仅存在偶然性原因影响,这时生产过程是处于稳定状态,或称为控制状态。
其产品质量特性值的波动是有一定规律的,即质量特性值分布服从正态分布。(中间高、两端低、左右对称)
如何判断生产过程是否处于稳定状态:一是看分布中心位置,二是看分布的离散程度。
生产过程处于稳定状态时,产品质量分布服从正态分布,其分布中心与质量标准中心重合,散差分布在质量控制界限之内,这时生产的产品基本上都是合格品。
(三)控制图的观察与分析: 绘制控制图的目的:分析判断生产过程是否处于稳定状态。
处于稳定状态满足的条件:一是点子几乎全部落在控制界限之内;
二是控制界限内的点子排列没有缺陷。
注意:两者需要全部满足,缺一不可。
(1)点子几乎全部落在控制界线内,是指应符合下述三个要求:1)连续25点以上处于控制界限内。
2)连续35点中仅有1点超出控制界限。
3)连续100点中不多于2点超出控制界限。
(2)点子排列没有缺陷,是指点子的排列是随机的,而没有出现异常现象。这里的异常现象是指点子排列出现了“链”、“多次同侧”、“趋势或倾向”、“周期性变动”、“接近控制界限”等情况。
第二节 工程质量的试验与检测方法
一、混凝土结构建筑材料的施工试验与检测
检验内容
检验方法
钢筋、钢丝及钢绞线
·力学性能;·重量偏差检验
·检查产品合格证;·出厂检验报告;
·进场复验报告
水泥
·品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期
·强度、安定性及其他性能指标进行复验
外加剂
·掺外加剂混凝土性能;·外加剂匀质性
混凝土矿物掺合料
·粉煤灰和矿渣粉的主要性能指标:细度、活性指数
按《用于水中和混凝土中的粉煤灰、粒化高炉矿渣粉》规定
(一)钢筋、钢丝及钢绞线
: 拉力试验、冷弯试验、反复弯曲试验,必要时进行化学分析
:当受力钢筋无出厂合格证或试验报告,且钢材品种、规格和设计图纸中的品种、规格不一致
机械性能检验项目不齐全,或某一机械性能指标不符合有关标准
使用进口钢或改制钢材时,焊接前未进行化学成分检验和焊接试验
钢材出厂合格证和试验报告单不符合标准规定的基本要求
(二)水泥:使用中对水泥有怀疑或水泥出厂超过三个月时,应进行复验,并按复验结果使用。
根据水泥标准规定,水泥生产厂家在水泥出厂时已提供标准规定的有关技术要求的试验结果。水泥进场复验只做安定性、凝结时间和胶砂强度三项。
检查数量:同一厂家、等级、品种、批号且连续进场的水泥,袋装不超过200t为一批,散装不超过500t为一批,每批抽样不少于一次。
不同品种的水泥,不得混合使用。
水泥中的氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一不符合规定,均为废品。
细度、终凝时间、不溶物和烧失量,任一不符合标准或混合材料掺加量超过最高限量或强度低于商品强度等级,不合格。
水泥包装标志中水泥品种、强度等级、厂家名称和出厂编号不全,不合格品。
强度等级低于标准相应强度等级规定指标时为不合格品,可按实际复验结果降级使用。
二、地基基础工程施工试验与检测:1)地基土的物理性质试验和检测方法
2)地基土承载力试验
3)桩基承载力试验
(一)地基土的物理性质试验和检测方法
·最大干密度和相应的最佳含水量
·利用击实试验:轻型击实法和重型击实
·必须控制土的含水量
·室内试验——烘干法
·工地——酒精燃烧法、红外线照射法、炒干法、实容积法、微波加热法、碳化钙气压法
·如需碾压到要求的密度,应有一定的碾压机械效能,混合料中应有适当的含水量
(相对密度)
·干密度/最大干密度
·压实度方法:环刀法、灌砂法、直接称量法、蜡封称量法、取土器法和水袋法
(二)地基土承载力试验:用承压板现场试验确定地基土的承载力。
地基土荷载试验要点:1)试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。应保持试验土层的原状结构和天然湿度。
宜在拟试压表面用粗砂或中砂找平,其厚度不超过20mm。
2)加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。
3)每级加载后,按间隔10、10、10、15、15min,以后每隔半小时测一次沉降量。当在连续的
2h内,,则认为已趋稳定,可加下一级荷载。
当出现下列情况时,即可终止加载:■承压板周围的土体明显地侧向挤出
■沉降S急骤增大,荷载-沉降曲线出现陡降段
■在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定
■
【结论】当满足前三种情况之一时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。
同一土层参加统计的试验点不应少于3点,当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时,取此平均值作为地
基承载力特征值。
(三)桩基承载力试验
1)单桩垂直静承载力试验;2)单桩抗拔承载力试验
3)单桩水平静承载力试验
试桩数不宜少于总桩数的1%,不少于2根,总桩数50根以下不少于2根
(应做足够数量的动静对比试验,简便快捷)
1)高应变动测,采用冲击锤击桩顶。适用于检测桩基的竖向抗压承载力和桩身完整性
2)低应变动测,采用弹性波反射法。主要用于检查桩身的完整性。随机采样方式抽检
三、混凝土结构工程施工试验与检测:;
;
(一)混凝土拌合物性能试验
:包括和易性的检验和评定、泌水性、凝结时间、堆积密度、均匀系数试验、捣实因数试验、含气量测定、
水灰比分析
■和易性:是指施工操作难易程度和抵抗离析作用的性质。用流动性、黏聚性、保水性来测定
(1)流动性:充满模板的能力。流动性大小用坍落度、维勃稠度指标表示。
(2)黏聚性:不分层、离析。反映拌合物的均匀性
(3)保水性:保水能力,稳定性
(二)普通混凝土物理力学性能试验:包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度、握裹强度、疲劳强度、静力受压弹性模量
收缩、徐变
(三)钢筋连接施工试验与检测
:拉伸试验、抗剪试验、弯曲试验
:接头类型为:套筒挤压接头、锥螺纹接头、镦粗直螺纹接头、滚轧直螺纹接头、熔融金
属充填接头、水泥灌浆充填接头等、
(四)混凝土结构实体检测
:■回弹仪、超声回弹综合法、取芯法
:超声波对测法。 ■该方法的误差一般在2mm以内
四、钢结构工程试验与检测(7方面):
钢材材质检验;焊接材料材质检验;螺栓性能检验;高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验;钢结构焊接检验; 钢结构防腐涂料涂装检测; 钢结构防火涂料涂装检测
(一)钢材材质检验
钢材进场验收应符合规定,下列情况之一,进行抽样复验。
■国外进口钢材;■钢材混批; ■板厚≥40mm,且设计有Z向性能要求的厚板
■建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材
■设计有复验要求的钢材; ■对质量有疑义的钢材
有厚度方向要求的钢板,宜附加逐张超声波无损探伤复验。
海关商检结果经监理工程师认可后,可作为有效材料的复检结果。
(二)焊接材料材质检验
重要焊缝材料或对质量合格证明文件有疑义的焊接材料,应进行抽样复验,复验时,如下要求:
■焊丝五个批为一组试验; ■焊条宜按三个批取一组试验
(三)螺栓性能检验(多条内容涉及两个试验):■扭矩系数;■紧固轴力试验
(四)高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验: ■抗滑移系数试验; ■复验
(五)钢结构焊接检查 (钢结构焊接检验分类)