Главное меню

Арматура толщина какая бывает


Арматура | диаметры, виды, классы, цены

Арматура — вид строительного материала использующийся для изготовления монолитных конструкций. Так же имеет такие названия как: строительная арматура, арматура рифленая, стальная арматура, арматура А3, арматура а500с.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Строительство зданий и сооружений, производство конструкций железобетонных (плиты  др.), мостостроение, изготовление фундаментов, перекрытий частных домов, изготовление арматурной сетки.

ДИАМЕТРЫ И ВИДЫ ПРОДУКЦИИ

Арматура с заводов в РФ поставляется горячекатаная и холоднодеформированная с сертификатами качества, изготовленная по нормативным документам ГОСТ 5781, ГОСТ Р52544, ГОСТ 10884, ГОСТ 6727, по ТУ, СТО АСЧМ 7-93. Форма поставки с заводов прутки мерной, немерной длины и бунты(бухты).

Арматура в бунтах изготавливается диаметром от 5 до 12 мм, диаметр внутренний 400-900 мм, наружный 800-1250 мм, высота 600-2000 мм, вес варьируется от 800 кг до 3000 кг.

Арматура в прутках изготавливается диаметром от 5 до 40 мм, длиной прутков; стандартной мерной 6м, 9м, 11,7м, 12м и немерной от 4 до 11,7 метров. Заводы изготовители имеют возможность изготовить арматуру любой другой длины, по требованию заказчика.

Если говорить о диаметрах наиболее часто использующихся в строительстве, то можно отметить следующие размеры 10 мм, арматура 12 мм, 16 мм, 25 мм.

СОРТАМЕНТ И КЛАССИФИКАЦИЯ АРМАТУРЫ

Арматура делится на классы и имеет буквенные-цифровые обозначения:

А — например А500С, АТ800 где А — означает горячекатаный или термомеханически упрочненный арматурный прокат.  В500С где В — означает что перед вами холоднодеформированный арматурный прокат. С — данный прокат свариваемый, цифры 400, 500, 800 означают предел текучести не менее 400 Н/мм, 500 Н/мм, 800 Н/мм.

Арматура А-I (А240) — это сталь горячекатаная круглого сечения которая имеет гладкий профиль и производится диаметром от 6 мм до 80 мм. Арматурный прокат класса А240 изготавливают диаметром до 12 мм включительно в мотках(бунтах) и прутках(дл6м, 9м, 11,7м, немерной длины), диаметры арматуры от 14 до 40 изготавливаются только в прутках. При изготовлении арматурной стали класса АI используют стали следующих марок: сталь кипящая Ст3кп, сталь полуспокойная Ст3пс, сталь спокойная Ст3сп.

Арматура АIII (А400)  — это стальной периодический профиль круглого сечения с рифлёной поверхностью, который изготовляется по ГОСТ 5781-82 из конструкционной низколегированной стали марок: сталь 35ГС и сталь 25Г2С с добавлением легирующих элементов, таких как марганец и кремний. Производится диаметром от 6 до 80 мм. В СССР являлась основным видом арматуры используемой для ЖБИ. Недостаток арматуры состоит в том, что для стали 35ГС согласно СНиП 2.03.01-84 запрещена дуговая сварка, по причине снижения пластичности стали в местах сварки, в результате большого тепловложения, что может привести к разрушению железобетонных конструкций в процессе строительства. Отказ от сварки при выполнении строительных работ, заставляет обеспечивать значительные запасы по сечению арматуры, что приводит к использованию большего количества метров арматурного проката и увеличению стоимости.

Арматура А500С — это арматурная сталь горячекатаная  термомеханически упрочненная, изготавливалась изначально по СТО АСЧМ 7-93 заводом Северсталь и другими заводами по ГОСТу Р 52544-2006. На данный момент, о точнее начиная с июля 2016 года, единственным нормативным документом остался ГОСТ 52544-2006, по которому регламентируется производство арматуры стальной класса А500С. Производится диаметром от 4 до 40 мм. По сравнению с арматурой А400, она имеет ряд преимуществ.  Это прочность и гибкость за счет повышенного предела текучести не менее 500 Н/мм2. Более низкая стоимость за счет отсутствия легирующих элементов в стали. Профиль не имеет точек пресечения продольных и поперечных рёбер, наличие которых может привести к образованию усталостных трещин. Повышенная свариваемость позволяет при монтаже и укладки арматуры использовать дуговую сварку.

Профиль арматуры А500СПрофиль арматуры А400

Арматура А500 изготавливается на Тульском заводе ТМПЗ методом горячей прокатки из высокоуглеродистой качественной стали марки 76, которая применяется при изготовлении рельс и соответствует ТУ 093311-313-36554501-2014. Используются следующие виды заготовки для производства данной арматуры — квадрат стальной или рельс снятый с эксплуатации. Размеры профиля от 8 мм до 22 мм, механические характеристики и масса 1 метра длины соответствуют ГОСТу 52544-2006. Отличительная особенность и минусы этой арматуры, заключается в том, что она укладывается без дуговой сварки, то есть стыкуется внахлестку или с помощью механических соединений, а крестообразные соединения стержней выполняются вязаными. Так же эта арматура при напряжении на изгиб более 40° ломается. Арматура применяется в виде отдельных стержней, а также в составе вязаных арматурных каркасов и сеток,  в монолитных железобетонных конструкциях зданий и сооружений любого назначения и уровня ответственности по ГОСТ 54257. Плюсы данной арматуры в том что она имеет повышенную по сравнению с классом А500С коррозионную стойкость.

АРМАТУРНЫЕ ГОСТы

ГОСТ 10884 данный ГОСТ подразделяет арматурную сталь на классы в зависимости от механических свойств класса прочности — который соответствует пределу текучести измеряемому в ньютонах на мм2 квадратный миллиметр и эксплуатационных характеристик — индексы С, К где С (свариваемая), а К (стойкая против коррозийного растрескивания). Примерами данной продукции является арматурная сталь: класс Ат1200, класс Ат1000К,  кдласс Ат500С, класс Ат600, класс Ат400С, класс Ат600С, класс Ат1000К, класс Ат600К, класс Ат800, класс Ат800Л, класс Ат1000.

ГОСТ 5781 данный ГОСТ подразделяет арматуру стальную в зависимости от механических свойств. Разработан в СССР и до недавнего времени был основным видом арматуры для ЖБИ. Класс А-I (А240), класс А-II (А300), класс А-III (А400), класс А- IV (А600), класс А-V (А800), класс А-VI (А1000). Арматура стальная класса А-I (А240) изготавливают только гладкой, а классов А-II (А300), А-III (А400), А- IV (А600), А-V (А800) периодического профиля и гладкой (по требованию потребителя), а сталь класса А-VI (А1000) — только периодического профиля.

ГОСТ 52544 данный ГОСТ распространяется на арматурный прокат класса А500с и В500С (где А500с это прокат горячекатаный без термомеханической или другой последующей обработки, а В500с это механически и термомеханически упрочненный прокат). На данный момент арматура произведённая по данному ГОСТу является самой распространенной и популярной в строительной сфере.

ВИДЫ АРМАТУРЫ

Стальная арматура — металлическая

Композитная арматура — пластиковая

Основные параметры и размеры

Номинальный диаметр и площадь поперечного сечения, масса 1 метра длины арматурного проката, допускаемые отклонения по массе относительно метра погонного должны соответствовать указанным в таблице.

Номинальный диаметр проката, dн, мм Номинальная площадь поперечного сечения Fн, мм2 Масса проката длиной 1 м
Номинальная, кг, теоретический вес/ДО Допускаемые отклонения, %
6 28,3 Fн, мм2 ТВ = 0,222, ДО = 0,204-0,239 ±8%
8 50.3 Fн, мм2 ТВ = 0,395, ДО = 0,363-0,426
10 78,3 Fн, мм2 ТВ = 0,617, ДО = 0,586-0,647 ±5%
12 113 Fн, мм2 ТВ = 0,888, ДО = 0,843-0,932
14 154 Fн, мм2 ТВ = 1,21, ДО = 1,149-1,27
16 201 Fн, мм2 ТВ = 1,58, ДО = 1,501-1,643 ±4%
18 254 Fн, мм2 ТВ = 2,00, ДО = 1,92-2,08
20 314 Fн, мм2 ТВ = 2,47, ДО =2,371-2,568
22 380 Fн, мм2 ТВ = 2,98, ДО =2,86-3,099
25 491 Fн, мм2 ТВ = 3,85, ДО =3,696-4,004
28 616 Fн, мм2 ТВ = 4,83, ДО = 4,636-5,023
32 804 Fн, мм2 ТВ = 6,31, ДО = 6,057-6,562
36 1018 Fн, мм2 ТВ = 7,99, ДО = 7,67-8,309
40 1256 Fн, мм2 ТВ = 9,86, ДО = 9,465-10,254

Арматура диаметры, виды, классы, цена за тонну

Наша Металлобаза занимается продажей арматуры и предлагает купить арматуру классов а500с, 35гс, 25г2с, а500, а400, а240, по оптовым ценам. У нас на складе в наличии арматура стальная рифленая, гладкая и композитная в любом количестве. У нас вы можете узнать цену за метр или цену за тонну на арматуру любого вида и диаметра, а так же получить расчет стоимости вашего заказа. Арматуру можно купить с доставкой или самовывозом. Заказать металл можно через электронную почту, WhatsApp, форму обратной связи и по телефону.

маркировка, таблица классификации марок арматурной стали, характеристики и их применение.

Без арматуры сегодня не обходится ни один крупный строительный объект, на котором используется бетон. Ведь последний, несмотря на высокую прочность, легко повреждается при работе на изгиб и растяжение. Благодаря металлическим прутам этот недостаток устраняется, и набравший достаточную прочность материал способен выдерживать значительные нагрузки всех типов без вреда для себя. Но для каждого строительного объекта подходящим выбором станут разные материалы и, соответственно, разный класс арматуры. В одном случае стоит отдать предпочтение тонкой арматуре одной марки стали, способной без вреда для себя годами работать в агрессивной окружающей среде. А в другом понадобится толстая арматура из другой марки стали. Расскажем об этом.

Зачем используются классы арматуры?

Сегодня изготавливаются металлические пруты, различающиеся между собой по ряду факторов. Чтобы отобразить характеристики материала, являющиеся важнейшими при выборе для конкретного строительного объекта, была разработана специальная классификация арматуры. Опытному строителю или проектировщику достаточно взглянуть на марку материала, чтобы точно узнать всю необходимую информацию:

Точно также, выполняя работы по проектированию или строительству, профессионал может легко представить все нагрузки, какие должен будет выдерживать материал и точно назвать класса арматуры, которые понадобятся для конкретного объекта. Начнем расшифровку с самого начала.

Как изготавливается арматура?

В первую очередь в маркировке арматуры упоминается метод изготовления. Например, в марке А240 литера “А” обозначает, что материал является горячекатаным или же холоднокатаным.

Ещё одна литера – “Ат”. Она обозначает, что вы имеете дело с термоупрочненной арматурой. Её стоимость выше, так как в производстве она сложнее. Сначала прут разогревается до температуры в 1000 градусов по Цельсию, после чего за считанные секунды охлаждается до +500 градусов. Благодаря этому прут обладает куда большей прочностью. Поэтому он находит применение в разных сферах, начиная от строительства, когда на железобетон приходится большая нагрузка, и заканчивая машиностроением и изготовлением мебели.

Также в некоторых случаях встречается литера “В”. Она указывает, что арматура является холоднодеформированной. Кроме того, существует литера “К” – канаты. Это уже другая специализация, но чтобы иметь возможность легко и быстро расшифровать класс, эту литеру также будет полезно запомнить.

Основные виды арматуры

Следующим упоминается сам класс арматурной стали. Всего существует шесть классов:

Кроме того, в некоторых случаях встречается иное обозначение – А1, А2 … А6. Но это обозначение считается устаревшим – оно применялось в Совестком Союзе и именно его использовал действующий на тот момент ГОСТ. Сегодня большинство производителей и покупателей использует иную классификацию сортамента арматуры.

А240 – единственная марка, которая выпускается с гладким сечением. Её диаметр может колебаться от 6 до 40 миллиметров. Простота изготовления снижает стоимость материала, но его нельзя использовать в качестве основного рабочего – только в качестве вспомогательного, например, при изготовлении каркаса. Гладкая поверхность ухудшает сцепление с бетоном, в результате ухудшая свойства железобетона. Временно может сопротивляться растяжению до 380 мегапаскалей.

Класс арматуры А-I(А240)

Все остальные классы имеют периодическое сечение, то есть, на поверхности находятся ребра, улучшающие качество сцепления с бетоном. Для большей наглядности сведем все их характеристики воедино – таблица позволит легко подобрать подходящий материал, а также понять значение маркировки:

КлассДиаметр, ммВременное сопротивление растяжению, МПаПредел текучести, не менее, МПа
А-210—80500300
А-36—40600400
A-410—22900600
A-510—221050800
Aт-410—40900600
Aт-510—401000800
Aт-610—2212001000
Aт-710—3214001200

Как видите, диаметр может различаться, что позволяет подобрать подходящий материал для каждого конкретного строительного объекта.

Как определить диаметр?

Важнейшим параметром является именно диаметр. От него зависит, какую нагрузку он сможет выдержать, предел тягучести и ряд других. Поэтому при обозначении марки арматуры обязательно указывается её диаметр. Целиком классификация выглядит следующим образом: А200 D30. Именно последнее число, идущее после буквы D или символа Ø показывает толщину прута.

Некоторые дотошные покупатели, выбирая подходящий материал, сверяют его реальную толщину с указанной в паспорте, используя штангенциркуль. Им нередко приходится удивляться серьёзному несоответствию – различие может составлять несколько миллиметров. Однако, стоит учитывать, что при периодическом сечении (то есть, наличии рёбер на пруте) замерить номинальный диаметр невозможно. В узких местах он будет меньше указанного значения, а на ребрах – больше. Поэтому специалисты используют усредненное значение. Его характеристики и указывают в таблицах.

Особые свойства

Также арматуру различают по назначению. В сравнительно редких случаях металлический прут должен иметь ряд свойств, делающих его подходящим для применения. Этого добиваются разными способами – путем добавления специальных примесей в сплав или же особой обработкой. В любом случае, арматура приобретает уникальные характеристики. На наличие особых свойств указывает литера, стоящая в конце кодировки. Обычно встречаются следующие обозначения:

Конечно, на эту продукцию существует специальный ГОСТ, предъявляющий к ней особые требования.

Какая арматура самая популярная?

Опытные специалисты согласятся, что у арматуры А3(А400) есть ряд качеств, делающих её наиболее популярной.

Начать с того, что арматура класса А3 всегда выпускается с рифленой поверхностью, что позволяет использовать её как главный несущий прут в каркасе.

Класс арматуры А-III (А400)

Разные технологии производства позволяют изготовить любые разновидности материала: горячекатаную, холоднокатаную и термически упроченную. Поэтому подобрать именно тот вариант марки стали, которая нужна для выполнения конкретной работы, максимально легко.

Немаловажно, что диапазон диаметров очень велик – выпускаются металлические пруты толщиной от 6 до 40 миллиметров. Так что, использовать их можно как при армировании небольших изделий (ленточный фундамент для гаража или бани), так и при работе с огромными объемами бетона (мосты, тоннели, многоэтажные монолитные здания).

Кроме того, к важным достоинствам материала можно отнести её устойчивость перед высокой влажностью и значительным нагрузкам. Он отличается долговечностью и прочностью.

Возможность загибать пруты под углом до 90 градусов без нагрева упрощает процесс сборки угловых каркасов. Это крайне важно – угловые соединения часто доставляют строителям серьезные проблемы. Загнутая под нужным углом арматура гарантирует надежность и долговечность каркаса даже при серьезных нагрузках.

В настоящее время, при гражданском и промышленном строительстве монолитных сооружений, все больше предпочтения отдают арматуре класса А500С, благодаря её высокой прочности, свойству сваривания и способности выдерживать любые типы нагрузок.

Теперь вы можете легко ориентироваться в разработанной для арматуры классификации, знаете об основных свойствах этого ценного строительного материала, а значит, без особых проблем подберете именно ту продукцию, которая станет лучшим вариантом для конкретного объекта. Не придется переплачивать при покупке материала или жертвовать надежностью возводимой конструкции.

Как выбрать бетонную арматуру для фундамента

При проектировании будущего дома выбирается способ его возведения, рассматривается целесообразность применения конкретных строительных материалов. Важный элемент, без которого не начинается постройка любого здания – арматура для фундамента. Эта конструкция из стержней принимает на себя растягивающие нагрузки, служит для основания опорной частью. Она необходима для создания сопротивления грунту, который в разных регионах России отличается неравномерностью, агрессивностью.

До начала работ определитесь, какой арматурный тип лучше других подойдет для усиления монолита. При правильном проведении работ бетонная арматура во взаимодействии стройматериалов становится монолитом, который хорошо справляется со сжимающими нагрузками, воздействиями на изгиб. При разумном соотношении подобранного материала и профессионального подхода от рабочей бригады удастся создать долговечную конструкцию, оберегающую стены дома от неблагоприятных воздействий.

По каким параметрам выбирается арматурный каркас?

По типу поверхности
По толщине диаметра

Диаметр подбирается на основании расчетов армирования, учитывается тип железобетонного фундамента. Наиболее распространены диаметры – 6, 8, 10 мм для монтажных прутьев гладкой арматуры, и 12, 14, 16 – для стержней с рифлением. Чем ответственнее строение, тем больший диаметр следует применять. При строительстве многоэтажных сооружений может использоваться арматура сечением 18 и 20 мм.

Материалом для арматуры ленточного фундамента может быть любой состав, который достойно справляется с выдерживанием заложенных нагрузок. Стандартный выбор – сталь, но все чаще выбираются композитные профили. В российских условиях именно эти стройматериалы для возведения основания используются наиболее часто.

Как вычислить требуемый диаметр

Разберём на примере ленточного фундамента с размерами 100х40, где 100 - высота, а 40 см - ширина ленты. Перемножив эти данные получим площадь фундамента - 4000 см2. Согласно СНИП 52-01-2003, площадь сечения арматуры составляет 0,1% от площади фундамента. 

Итого получается 4000 см2 * 0,1% = 4 см2

Диаметр арматуры (мм)

Площадь поперечного сечения стержня арматуры. см2.
в зависимости от количества прутов в сечении

1 2 3 4 5 6 7 8 9
6 0.28 0.57 0.85 1.13 1.41 1.70 1.98 2.26 2.54
8 0.50 1.01 1.51 2.01 2.51 3.02 3.52 4.02 4.53
10 0.79 1.57 2.36 3.14 3.93 4.71 5.50 6.28 7.07
12 1.13 2.26 3.39 4.52 5.65 6.79 7.92 9.05 10.18
14 1.54 3.08 4.62 6.16 7.69 9.23 10.77 12.31 13.85
16 2.01 4.02 6.03 8.04 10.05 12.06 14.07 16.08 18.10
18 2.55 5.09 7.63 10.18 12.72 15.27 17.81 20.36 22.90
20 3.14 6.28 9.42 12.56 15.71 18.85 21.99 25.13 28.28
22 3.80 7.60 11.40 15.20 19.00 22.81 26.61 30.41 34.21
25 4.91 9.82 14.73 19.63 24.54 29.45 34.36 39.27 44.18
 - усиление в 1-3 стержня не используются при ленточном фундаменте или в случаях, когда высота бетона более 15 см.

Анализируя данные таблицы, мы видим, что в данном случае подходит арматура 12 диаметра с укладкой в 4 стержня.

Преимущества стальной арматуры для фундамента

На вопрос, какую арматуру используют для фундаментов повсеместно, есть простой ответ – стальную. Реального экономичного варианта ей еще не придумали. Она широко применяется в строительстве – как коттеджей, так и многоэтажных строений, небоскребов. Изделия из стали имеют ряд преимуществ:

Где заказать металлопродукцию оптом?

Металлобаза «Сталь-Инвест» реализует металлопрокат оптом, в розницу. К вашим услугам – любые по объему партии стальных балок, углов, швеллеров, а также метизной продукции, профнастила, судостали. Мы осуществляем резку металлопродукции под параметры заказчика, сотрудничаем только с крупными заводами-изготовили, доставляем партии товара в любые города России. Чтобы оставить свою заявку, позвоните по телефону горячей линии в Ростове-на-Дону +7 (863) 308-94-58.

Разновидности, маркировка и характеристики строительной арматуры.

Среди видов металлического проката арматура строительная занимает особое положение – она всегда пользуется высоким спросом, а потребность в ней не снижается. Это обусловлено ростом рынка жилья и активным строительством объектов промышленного и общественного назначения. Обширная область применения предъявляет ряд требований к арматурным изделиям и предполагает их широкий ассортимент. Об особенностях и видах строительной арматуры пойдет речь в этой статье.

Основное назначение

Строительная монтажная арматура предназначена для изготовления каркасных изделий для усиления бетона, используемого для строительства объектов разного назначения. Как правило, это стержни периодического профиля с разным диаметром.

Объемные и плоские каркасы рассчитывают конструктивно. Их изготавливают из отдельных прутков методом сварки или перевязки проволокой.

Необходимость в использовании арматуры в железобетонных конструкциях обусловлена слабостью бетона к изгибанию и сжатию. Такие нагрузки испытывают плиты перекрытия, стеновые и фундаментные блоки, перемычки и другие конструктивные элементы. Без усиления изделия растрескиваются и разрушаются. Решает проблему каркас – жесткая арматура работает на растяжение и компенсирует разрушающее напряжение в бетоне. Причем располагаются каркасы обязательно в нижней растянутой части, где происходит максимальное деформационное усилие, а также по всему объему для стабилизации и перераспределения нагрузки.

Виды

Широкое применение строительной арматурного проката диктует необходимость в широком ассортименте стержней, чтобы для каждой конструкции по расчетам можно было принять наиболее подходящие заготовки для изготовления каркаса. В соответствии с характеристиками арматуры изделия можно разделить на несколько видов.

По материалу изготовления:

  1. Монтажная арматура из стали разного качества наиболее распространённая и известная. Для изготовления используют высокоуглеродистую и низколегированную сталь.
  2. Строительная арматура из композитов – сравнительно новое армирующее изделие для бетонных конструкций. Это прутки из базальта, стеклопластики и углеводорода с полимерами. Они близки по характеристикам к металлическим изделиям, во многих случаях служат достойной заменой стальному каркасу.

Поперечное сечение арматуры в основе круглое, поверхность прутка может быть двух типов:

По условиям применения:

По функциональному назначению строительная арматура может быть:

Классы и маркировка строительной арматуры

Использование арматуры в строительстве осуществляется согласно требованиям, которые определены конструктивно. Специалисты рассчитывают конструкции и принимают стержни с маркировкой, содержащей необходимые сведения об армирующем изделии.

Классы – это обозначение параметров не самого стержня, а стали, из которой он изготовлен. По этому признаку строительная арматура условно делится на 3 класса:

Стержневая горячекатаная арматура в обозначении содержит цифровой индекс. Общая маркировка содержит некоторые свойства металлических изделий:

Класс прочности Диаметр Сталь для изготовления Описание
A-I (A240)* 4…40 Углеродистая Ст3КП, Ст3ПС, Ст3СП Гладкий стержень
A-II (A300) 10…80 Низколегированная Ст1Г2 или углеродистая Ст5СП Рифленый стержень или проволока в бухтах
A-III (A400) 6…40 Легированная 35ГС, 25Г2С, 32Г2Р Ребристая для фундамента
A-IV (A600) 6…40 Низколегированная холоднокатаная 80С, 20ХГ2Ц Рифленая серповидная арматура
A-V (A800) 6…40 Низколегированная 23Х2Г2Т Ребристые стержни
A-VI (A-1000) 6…32 Низколегированная 22Х2ГАЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР Рифлёные заготовки для сварки

* обозначение/маркировка старого и нового образцов.

Технические характеристики строительной арматуры

ГОСТ 5781-82 определяет основные технические требования к арматуре каждого класса (таблица 8):

Класс ста­ли Пре­дел те­ку­чес­ти sт Вре­мен­ное со­про­тив­ле­ние раз­ры­ву sв От­но­си­тель­ное уд­ли­не­ние d5,% Рав­но­мер­ное уд­ли­не­ние dr, % Удар­ная вяз­кость при тем­пе­ра­ту­ре -60 °С Ис­пы­та­ние на из­гиб и в хо­лод­ном сос­то­я­нии
Н/мм2 кгс/мм2 Н/мм2 кгс/мм2 МДж/м2 кгс·м/см2
Не ме­нее
A-I (А240)* 235 24 373 38 25 180°; c = d**
A-II (А300) 295 30 490 50 19 180°; с = 3d
Ас-II (Ас300) 295 30 441 45 25 0,5 5 180°; c = d
A-III(А400) 390 40 590 60 14 90°; с = 3d
A-IV(А600) 590 60 883 90 6 2 45°; с = 5d
A-V (A800) 785 80 1030 105 7 2 45°; с = 5d
A-VI (А1000) 980 100 1230 125 6 2 45°; с = 5d

**с – толщина отправки, d – диаметр стержня.

Строительная длина стержней по ГОСТ от 6 до 12 метров. Документ также регламентирует состав сталей для изготовления строительных стержней и другие их свойства.

Для удобства различия прутьев их концы окрашивают в разные цвета:

Сортамент арматуры

ГОСТ 5781-82 содержит условный сортамент каркасной арматуры (таблица 1):

Но­мер про­фи­ля (но­ми­наль­ный ди­а­метр стер­жня dн) Пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния стер­жня, см2 Мас­са 1 м про­фи­ля
Те­о­ре­ти­чес­кая; кг Пре­дель­ное от­кло­не­ние, %
6 0,283 0,222 +9,0
8 0,503 0,395 -7,0
10 0785 0,617 +5,0
12 1,131 0,888 -6,0
14 1,540 1,210
16 2,010 1,580
18 2,540 2,000
20 3,140 2,470 +3,0
22 3,800 2,980 -5,0
25 4,910 3,850
28 6,160 4,830
32 8,010 6,310
36 10,180 7,990 +3,0
40 12,570 9,870 -4,0
45 15,000 12,480
50 19,630 15,410
55 23,760 18,650 +2,0
60 28,270 22,190 -4,0
70 38,480 30,210
80 50,270 39,460

Теоретическая масса изделий может меняться – она зависит от марки используемого сплава и имеет погрешность, обычно в указанном диапазоне.

Калькулятор

Резюме

Арматура в железобетонных конструкциях – важный элемент, к выбору которого всегда подходят основательно, ведь в итоге определяется срок службы конструкций и зданий, а значит, безопасность людей. Разобраться в ассортименте изделий для новичка непросто, это удел профессионалов. При желании самостоятельно освоить этот вопрос, обратите внимание на регламентирующий ГОСТ – в нем содержится вся необходимая информация о выборе, хранении и монтаже строительной арматуры.

виды, таблица, старые и новые

Содержание   

Строительство любого здания, кроме малых архитектурных форм, никак не обходится без использования арматуры.

Арматурная сталь выполняет массу задач, основная из которых – помощь в формировании железобетонных конструкций. Выпускается она в большом количестве вариаций. Классификация арматуры подразумевает деление ее на разные типы, предназначаемые для разных, иногда прямо противоположных требований.

Стальная арматура для строительных каркасов

В этой статье мы рассмотрим, что такое классы арматуры, какими они бывают, как определить правильный арматурный класс и т.д.

Особенности и назначение

Стоит понимать, что использование арматуры, классов и ее разновидностей – сфера довольно широкая. Применяют ее для разных задач, в том числе не только строительных.

Основное направление – сборка несущих каркасов железобетонных конструкций. Сама суть железобетонных конструкций заключается в сочетании арматурных каркасов и монолитного бетона.

Без внутреннего металлического стержня бетон быстро растрескивается и разрушается. Если же в нем присутствует строительная арматура, то все меняется.

Читайте также: обзор стеклопластиковой арматуры, список плюсов и минусов, сфера применения.

Прочность железобетонных конструкций в разы выше, их можно ставить в положение с разносторонне направленными нагрузками и т.д.

Также арматурная сталь и создаваемая из нее строительная арматура задействуется, когда надо выполнить какие-либо серьезные монтажные работы, что-то закрепить или зафиксировать в одном положении.

Применяется строительная арматура и в других, более специфичных целях.
к меню ↑

Классификация

Строительная сфера огромна, в ней легко запутаться даже профессионалу. Большое количество задач требует большого количества разных по своей структуре и назначению материалов, и строительная арматура – не исключение.

Классификация арматуры была придумана как раз для всевозможного упрощения и унификации процессов.

Класс арматуры или класс арматурной стали – это специальное обозначение, так называемая маркировка, обозначающая предельные прочности стержня, его допустимые размеры, определение задач и т.д.

Ориентироваться во всем том разнообразии, которое нам предлагает строительная арматура, позволяет таблица арматурных классов.

Таблица эта очень проста, и содержит в себе несколько колонок. В первой маркировка, а дальше указываются ее параметры:

Таблица арматурны классов

Таблица бывает короткой и расширенной. Таблица крупного образца может содержать в себе массу параметров, для простых обывателей совершенно незнакомых, сокращенная таблица содержит только краткий минимум необходимой информации.
к меню ↑

Классы и их различия

Арматурная сталь и стержни делятся на конкретные классы, у каждого есть своя маркировка. Есть старые и новые обозначения.

В гражданском и промышленном строительстве используется арматура:

Первой указана, так называемая старая маркировка. Основывается она на старом ГОСТ, который применялся еще в советские времена. Сейчас строители понемногу отходят от него, принимая за основу новые марки.

Читайте также: что относят к фонтанной арматуре, и для чего она необходима?

Тем более что отличий между ними, кроме конечно названия, практически нет. Рассмотрим конкретные различия между классами.

Первые два образца – монтажная арматура. Как вы уже наверняка знаете, стержни имеют разный профиль, от гладкого до рифленого или серповидного.

Гладкий профиль делается только для арматуры ненапряженной, предназначенной для монтажных работ. Устанавливать их в каркас несущих конструкций запрещено. У них не хватит прочности, да и отсутствие граней ухудшает сцепление с бетоном.

Арматура А3 с рифленым профилем

Изделия первого класса имеют диаметр от 6 до 40 мм и гладким профилем. Изделия второго класса выпускаются с рифленым профилем, диаметрам от 10 до 80 мм, а в некоторых случаях и больше.

Арматура А3 и выше выпускается с рифленым профилем. Именно класс А3 считается самым популярным.



data-ad-client="ca-pub-8514915293567855"
data-ad-slot="1955705077">

Стержни класса А3 обладают уникальным сочетанием прочности, сопротивления напряжением, а также имеют рифленый профиль. Арматурная сталь класса А3 долговечна и очень прочна, ее с лихвой хватает на покрытие большинства строительных задач.

Стоимость арматуры А3 не слишком высокая, в отличие от моделей высоких классов, что тоже хорошо выделяет ее на фоне остальных. Диапазон рабочих диаметров равен 8-40 мм.

В отличие от арматуры А3, класс А4 выдерживает больше нагрузок, и лучше справляется с ролью каркаса для сильно напряженных конструкций, к примеру, фундамента дома.

Классы А5 и А6 в гражданском строительстве своего применения не нашли. Для него они слишком дороги, если так конечно можно выражаться. Предел их рабочих характеристик превышает любые возможные требования и нормы в гражданском строительстве.

Закупают их для промышленности, где необходимо возводить прочнейшие несущие конструкции под масштабные проекты, типа огромных цехов, заводов выдерживающих массу тяжелого оборудования и т.д.

Для производства стержней всех классов в наше время используется арматурная сталь 3-5СП, если подразумеваются стандартные углеродные образцы, и  25Г2С или 35ГС, если нужна сталь легированная
к меню ↑

Дополнительная маркировка

Нами уже были рассмотрены основные виды арматуры, а также таблица классов. Однако на этом различия между ними не заканчиваются. Существуют дополнительные маркировочные знаки, обозначающие те или иные особенности конкретного стержня.

К примеру, запись типа А3К – это определение стержня арматуры класса А3 с дополнительной защитой от коррозии. Добавление марки «К», означает что сталь обработали специальными составами, она будет долговечнее, не поддастся коррозии, по крайней мере, в первое время, но и обойдется вам дороже.

Стойкая к коррозии арматура А4 на складе

Добавление буквы «С», означает что арматура легко сваривается. Различить запись очень легко, достаточно взглянуть на последнюю букву в аббревиатуре. Например, арматура класса А500С, типичный образец сварных строительных стержней.

Тут нужно понимать, что далеко не каждый класс такой арматурной продукции легко соединяется с другими металлами посредством сваривания. В некоторых ситуациях сталь плохо держит сварку, да и не всегда такие задачи перед ней стоят.

Вязка большинства арматурных каркасов сводится к соединению стержней проволокой или муфтами. Сварке в ней отводится второстепенная роль.

Это впрочем, не значит, что можно обойтись совсем без сварных изделий, для чего и придумали выпускать дополнительный подкласс, предназначенный в том числе, и для удобного сваривания с другими металлоконструкциями.

Есть и другие, менее популярные элементы аббревиатуры, но их мы рассматривать не будем. Интересующимся, поможет полная таблица классов.
к меню ↑

Классификация арматуры (видео)


к меню ↑

Другие виды

Существует и понятие, запорная или трубопроводная арматура. Это отдельная разновидность оборудования, используемая в сантехнике. В ней есть свои классы, в том числе самый важный – класс герметичности.

Класс герметичности влияет на то, насколько качественно узел отрабатывает в трубопроводе. Без герметичности невозможно осуществить сборку нормального трубопровода, поэтому на показатель герметичности, обращают серьезное внимание.

Вам же нужно знать только то, что уровень герметичности узла указывается в его характеристиках, которые можно просмотреть при покупке.
к меню ↑

Определение на глаз

Любая армированная строительная конструкция, так или иначе, состоит из арматуры. Дабы не путаться в типах конструкций и их каркасах, желательно уметь различать стержни на глаз, хотя бы их основные характеристики.

Пример гладкой арматуры класса А1

Такое умение поможет вам в будущем. К тому же, развить его не так сложно. Строительная арматура сильно отличается от промышленной, а стержни первых классов с их отличием в профиле и вовсе распознаются без какого-либо труда.

Все что от вас требуется – запомнить несколько правил, и дальше следовать им каждый раз, когда от вас требуется распознать, что же за продукция лежит под ногами.

В первую очередь смотрим на профиль стержня. Гладкий профиль – это всегда первый, реже второй класс. Изделия третьего и выше класса с гладким профилем не выпускаются вообще. Соответственно, рифленый профиль – свидетельство того, что перед вами арматура класса А3 или выше.

Дальше смотрим на диаметр, вес и протяжность. Образцы класса А3 и А4 имеют сходные диаметры, но последний, как правило, крупнее, делается из более качественной стали.

Промышленные изделия классов А5 и А6 легче определить, когда вы их уже видели. Но в общих чертах и можно описать, как укрупненная сталепрокатная продукция, с большой длиной и укрупненным серповидным или кольцевым профилем.

Выучив эти простые правила, вы научитесь отличать один класс от другого, без привлечения документации. Все остальное придет с опытом.

Статьи по теме:

   

Портал об арматуре » Виды » Что нужно знать о маркировке и видах арматуры?

Стальная арматура: ГОСТ, классификация и маркировка

В строительстве широко распространена арматура стальная стержневая. Это неотъемлемый элемент конструкций из железобетона, повышающий прочность цементного камня на изгиб и сжатие. Мы расскажем, какой бывает металлическая арматура, из чего ее производят, на какие классы делятся и об особенностях ее применения.

Технологии изготовления арматуры

По способу производства арматура бывает:

В обоих случаях используется низколегированная или углеродистая сталь разных марок, в зависимости от этого и делится на 6 классов А-I…А-VI.

Горячий способ производства предполагает формовку размягченной стальной стержневой заготовки валиками. При увеличении температуры происходит упрочнение связей структуры металла, соответственно, арматура из него способна воспринимать большие нагрузки по сравнению с холоднотянутыми изделиями, увеличивается прочность на разрыв.

Арматура холодной протяжки получается из не разогретой заготовки, проходящей через обжимные валики.

Для повышения прочности арматуры ее подвергают термической обработке или делают цинкование – процедура обеспечивает устойчивость металла к влаге и агрессивным средам.

Выпускается стержневая арматура сечением от 8 мм в отдельных прутьях, тонкая проволочная – в мотках.

Классификация и маркировка арматуры

Классификация арматуры предполагает разделение изделий по классу используемой для производства стержней стали. Деление регламентирует ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций»:

Класс, ста­рое обо­зна­че­ние Класс, но­вое обо­зна­че­ние Тип про­фи­ля Цве­то­вое обо­зна­че­ние стер­жня
A-I А240 Глад­кий
A-II А300 Пе­рио­ди­чес­кий*
A-III А400
A-IV А600 Красный
A-V А800 Крас­ный и зе­ле­ный
A-VI А1000 Крас­ный и си­ний

*по согласованию с заказчиком сталь А-II…A-V может быть изготовлена с гладким профилем.

Классы, в свою очередь, делятся на подклассы, которые обозначаются дополнительными индексами:

Металлическая арматура разных классов производится из различных стальных сплавов, которые определяют ее технические свойства. При этом, учитывается диаметр прутков:

Класс ар­ма­тур­ной ста­ли Мар­ка ста­ли Диа­метр про­фи­ля, мм
А-I (A240) СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп 6…40
A-II (A300) Ст5сп, Ст5пс
18Г2С
10…40
40…80
Aс-II (Aс300) 10ГТ 10…32
(36…40)
A-III (A400) 35ГС, 25Г2С
32Г2Рпс
6…40
6…22
A-IV (A600) 80С 10…18
(6…8)
20ХГ2Ц 10…32
(36…40)
A-V (A800) 23Х2Г2Т (6-8)
10…32
(36…40)
A-VI (A1000) 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР 10…22

Таблица составлена по данным ГОСТ 5781-82.

Механические свойства арматурной стали

Стержневая арматура разных марок обладает индивидуальными механическими свойствами, которые учитывают при выборе изделия для армирования конструкций из бетона. Основные приведены в таблице №8 ГОСТ 5781-82:

Класс ар­ма­тур­ной ста­ли Пре­дел те­ку­чес­ти sт Вре­мен­ное со­про­тив­ле­ние раз­ры­ву sв От­но­сит. удли­не­ние d5,% Рав­но­мер­ное удли­не­ние dr, % Удар­ная вяз­кость при тем­пе­ра­ту­ре -60 °С Ис­пы­та­ние на из­гиб и в хо­лод­ном со­сто­янии, где с — тол­щи­на от­прав­ки, d — диа­метр прут­ка
Н/мм2 кгс/мм2 Н/мм2 кгс/мм2 МДж/м2 кгс×м/см2
A-I (А240) 235 24 373 38 25 180°; c = d
A-II (А300) 295 30 490 50 19 180°; с = 3d
Ас-II(Ас300) 295 30 441 45 25 0,5 5 180°; c = d
A-III(А400) 390 40 590 60 14 90°; с = 3d
A-IV(А600) 590 60 883 90 6 2 45°; с = 5d
A-V (A800) 785 80 1030 105 7 2 45°; с = 5d
A-VI (А1000) 980 100 1230 125 6 2 45°; с = 5d

Свойства стержневой арматуры определяются лабораторными испытаниями, по результату которых составляется протокол. Допускается уклонение от правил ГОСТ по согласованию с заказчиком.

Таблица площади поперечного сечения арматуры

При расчете армирующих стержней, кроме диаметра, также учитывают массу изделий. Она приведена в сортаменте ГОСТ 5781-82:

Но­ми­наль­ный диа­метр стер­жня, мм Пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния, см2 Сред­няя* мас­са 1 м про­фи­ля
6 0,283 0,222
8 0,503 0,395
10 0,785 0,617
12 1,131 0,888
14 1,54 1,21
16 2,01 1,58
18 2,54 2
20 3,14 2,47
22 3,8 2,98
25 4,91 3,85
28 6,16 4,83
32 8,01 6,31
36 10,18 7,99
40 12,57 9,87
45 15,00 12,48
50 19,63 15,41
55 23,76 18,65
60 28,27 22,19
70 38,48 30,21
80 50,27 39,46

*масса приведена в среднем значении – более точный параметр зависит от конкретной марки, используемой для производства стержневого проката стали.

Сферы применения стальной арматуры

Характеристики стальной арматуры определяют сферу ее применения. Стержни гладкого профиля используют:

Прутки периодического профиля более востребованы:

Основное назначение стержневой арматуры периодического профиля – усиление конструкций из бетона. Их стержней вяжут плоские или пространственные каркасы. Арматура в них выполняет разные функции:

Недостатки

У стержневой арматуры есть несколько недостатков, которые необходимо учитывать:

Упаковка, транспортирование и хранение

Стальные стрежни для удобства окрашивают в разные цвета:

Допускается нанесение краски на концы 0,5 метров.

Стержневую арматуру компонуют в партии по 15 тонн и перевязывают из проволокой, вязанкой. Также упаковывают тонкую проволоку в бухты. При необходимости для заказчика делают перевязки другой массы – 3 или 5 тонн, а также индивидуальный тоннаж. Укомплектованные связки обязательно маркируют классом стержней.

Перевозка металлических изделий допускается только в горизонтальном положении для избегания перегибов и деформаций.

Хранить стержневую арматуру рекомендуется в закрытых сухих помещениях, исключив контакт с водой.

Армирование

Пояснения> Кондиционирование > Армирование

Описание | Пример | Обсуждение | И что?

Описание

Армирование - это все, что увеличивает интенсивность или частота акта. Он основан на том принципе, что мы стремимся делать больше того, что заставляет нас чувствовать себя хорошо.

Подкрепление - это что-то, что ощущается одновременно с действием, например что подкрепление становится мысленно связанным с действием. Подкрепление следовательно, может стать стимуляцией, которая вызывает действие, когда действие теперь реакция на подкрепление, а не на стимуляцию первоначально.

Сила ответа может быть измерена, например, интенсивностью эмоциональный опыт, степень физической реакции или живость с которой получен ответ.

Частота отклика может быть измерена вероятностью ответ, учитывая стимул и количество раз, когда ответ достигнуто.

Время важно для подкрепления. Когда применяется армирование сразу после поведения, тогда причинная связь легче для другого человека, чтобы идентифицировать и усвоить. Когда есть задержка, это соединение становится все труднее сделать, и, следовательно, армирование становится меньше эффективен или требует больше времени для достижения желаемого изменения.

Внутреннее усиление

Внутреннее армирование - это внутреннее армирование. В другом слова это то, что мы делаем с собой, хотя это может быть сделано с внешние стимулы, такие как благодарности или улыбки.

Внешнее армирование

Внешнее армирование - это арматура снаружи, явно за пределами нашей внутреннее мышление. Классическими примерами внешнего подкрепления являются деньги и физическое наказание.

Первичное армирование

Первичное подкрепление имеет четкую причинную связь между поведением и подкрепление, например, когда выполнение простого запроса приводит к подкрепление благодарности.

Вторичное армирование

Вторичное подкрепление менее понятно и усваивается только через опыт или размышления. Так, например, человек, который готовит другу определенную еду после нескольких попыток обнаруживает, что это заставляет другого человека несколько дружелюбнее.

Положительное усиление

Положительное подкрепление - это когда после поведения происходит что-то приятное. В результате поведение увеличивается.

Вы передаете мне соль, и я говорю вам спасибо. В следующий раз вы можете предложить мне соль, не спрашивая. Я все равно буду улыбаться и благодарить вас, поэтому вы продолжаете предлагать мне соль.

Отрицательное усиление

Отрицательное подкрепление происходит, когда что-то, что не нравится , не нравится не происходит, когда происходит поведение.В результате поведение увеличивается.

Вы не передаете мне соль. Я смотрю на тебя.
Когда вы передаете мне соль, я не смотрю на вас. В следующий раз ты отдашь мне соль, чтобы избежать неприятного взгляда.

Фиксированное и переменное передаточное число

Отношение поведения к армированию можно варьировать. Фиксированное соотношение может включать каждый раз (1: 1) или усиление может применяться каждый энный раз поведение появляется (1: n). Это делает его предсказуемым и, следовательно, относительно комфортно.

Переменное соотношение означает, что армирование не используется каждый раз, хотя это может быть использовано . Неопределенность приводит к тревоге и поведению, как «прыжок с пистолета» и азартные игры.

Фиксированный и переменный интервал

Подкрепление может зависеть не от того, как часто происходит поведение, а от время, например, выплаты заработной платы. Награды с фиксированным сроком обычно привлекают внимание все больше вовремя по мере приближения награды.Когда сроки получения награды (или другое подкрепление) нельзя предсказать, то время можно игнорировать, хотя общая тревога и поведение, связанное с управлением рисками, могут быть вызваны неспособностью предсказать, когда это произойдет.

Пример

Ребенок пилит занятую мать, пока не привлечет к себе внимание. Мать часто ответ сердито. Для ребенка это не идеальный ответ, но он лучше, чем ничего, поэтому он продолжает ныть. Таким образом, мать усилила ворчливое поведение.

Когда еда показана, но не дана собаке, она выполняет ряд трюков. был обучен пищей. Когда он просит, ему дают пищу. Когда это Если в будущем ему показывают еду, он, скорее всего, сначала попробует попрошайничать.

Учительница не разрешает своим ученикам играть, пока они не затихнут (отрицательное подкрепление).

Обсуждение

Подкрепление часто происходит без определенного намерения. Он также может действовать наоборот, например, увеличение поведения, которое предполагается уменьшить.

Случайные эффекты

Когда армирование применяется случайным образом, это может вызвать напряжение и замешательство. Если Я получаю вознаграждение за то, что однажды доставил товар вовремя, а потом позже наказывается за своевременную доставку, не отвечающую другим целям, Я могу запутаться в приоритетах - в следующий раз я поставлю немного поздно и лучше, но я все еще беспокоюсь о том, что будет сказано.

Мотивация

Хотя внешняя мотивация эффективна для получения краткосрочных поведенческих изменение, оно редко приводит к внутренним изменениям, например, в убеждениях или ценностях.Внутренняя мотивация гораздо эффективнее вызывает более глубокое самоподдерживающееся изменение.

Репетиция и репетиция

Повторение, особенно когда оно предсказуемо, ведет к обучению. Этот относится также и к себе. Когда вы что-то практикуете, вы становитесь лучше. Вы также привыкайте к поведению, когда вы обуславливаете себя.

Репетиция может проводиться в основном внутри компании. Когда вы визуализируете действия в определенных способами, вы узнаете - часто так же хорошо, как если бы вы действовали физически.

Наказание

Хотя награда и наказание являются формами подкрепления, они различный эффект, особенно у людей, которые по-разному реагируют, особенно на наказание. Наказание не отрицательного подкрепления и меньше эффективный. Наказание происходит за поведение, которое нежелательно . В отрицательное подкрепление, дискомфорт доставляется, когда желает поведение не бывает.

Вымирание

Если не применяется армирование , то поведение, вероятно, будет исчезнуть («вымирание»). Это потому, что без Как следствие, цель поведения не выполняется. Таким образом, девушка, которая делает не хочу, чтобы внимание влюбчивого мальчика игнорировало все разговоры, уговоры и критика.

В любой ситуации поймите, как другие (и вы) запрограммированы на реагировать. Управляйте сигналами и подкреплениями, чтобы добиться желаемого поведения.

Чтобы улучшить поведение, постоянно поощряйте его. Остерегайтесь попыток уменьшить поведение путем наказания, так как это может привести к увеличению нежелательных других поведение.

См. Также

Оперантное кондиционирование, Мотивация, Теории мотивации, Типы оперантного кондиционирования

.

Обучение с подкреплением 101. Изучите основы подкрепления… | by Shweta Bhatt

Обучение с подкреплением (RL) - одна из самых актуальных тем исследований в области современного искусственного интеллекта, и ее популярность только растет. Давайте рассмотрим 5 полезных вещей, которые нужно знать, чтобы начать работу с RL.

Обучение с подкреплением (RL) - это метод машинного обучения, который позволяет агенту учиться в интерактивной среде методом проб и ошибок, используя обратную связь по своим действиям и опыту.

Хотя как контролируемое обучение, так и обучение с подкреплением используют сопоставление между вводом и выводом, в отличие от контролируемого обучения, где обратная связь, предоставляемая агенту, представляет собой правильный набор действий для выполнения задачи, обучение с подкреплением использует вознаграждений и наказаний в качестве сигналов для положительного и отрицательное поведение.

По сравнению с обучением без учителя, обучение с подкреплением отличается с точки зрения целей. В то время как цель обучения без учителя состоит в том, чтобы найти сходства и различия между точками данных, в случае обучения с подкреплением цель состоит в том, чтобы найти подходящую модель действий, которая максимизирует общую совокупную награду агента .На рисунке ниже показан цикл обратной связи «действие-вознаграждение» типовой модели RL.

Вот некоторые ключевые термины, которые описывают основные элементы проблемы RL:

  1. Среда - Физический мир, в котором работает агент
  2. Состояние - Текущая ситуация агента
  3. Вознаграждение - Обратная связь от среда
  4. Политика - Метод сопоставления состояния агента действиям
  5. Значение - Будущее вознаграждение, которое агент получит, выполняя действие в определенном состоянии

Проблема RL может быть лучше всего объяснена с помощью игр.Давайте возьмем игру PacMan , где цель агента (PacMan) состоит в том, чтобы съесть еду в сетке, избегая при этом призраков на своем пути. В этом случае сеточный мир - это интерактивная среда для агента, в которой он действует. Агент получает награду за поедание еды и наказание, если его убивает призрак (проигрывает игру). Состояния - это местоположение агента в мире сетки, а общая совокупная награда - это агент, выигравший игру.

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой: исследовать новые состояния и одновременно максимизировать общую награду.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы уравновесить и то и другое, лучшая общая стратегия может включать в себя краткосрочные жертвы. Таким образом, агент должен собрать достаточно информации, чтобы принять наилучшее общее решение в будущем.

Марковские процессы принятия решений (MDP) - это математические основы для описания среды в RL, и почти все задачи RL могут быть сформулированы с использованием MDP. MDP состоит из набора конечных состояний S среды, набора возможных действий A (s) в каждом состоянии, действительной функции вознаграждения R (s) и модели перехода P (s ’, s | a).Однако в реальных условиях окружающей среды, скорее всего, не хватает каких-либо предварительных знаний о динамике окружающей среды. В таких случаях пригодятся безмодельные методы RL.

Q-Learning - это широко используемый подход без модели, который можно использовать для создания самовоспроизводящегося агента PacMan. Он вращается вокруг понятия обновления значений Q, которое обозначает значение выполнения действия a в состоянии s . Следующее правило обновления значения является ядром алгоритма Q-обучения.

Вот видео-демонстрация агента PacMan, который использует глубокое обучение с подкреплением.

Q-Learning и SARSA (State-Action-Reward-State-Action) - два широко используемых алгоритма RL без моделей. Они различаются своими стратегиями разведки, в то время как их стратегии эксплуатации схожи. В то время как Q-обучение - это метод вне политики, в котором агент изучает значение на основе действия a *, полученного из другой политики, SARSA - это метод на основе политики, при котором он изучает значение на основе своего текущего действия a , полученного из его текущая политика.Эти два метода просты в реализации, но им не хватает универсальности, поскольку они не позволяют оценивать значения для невидимых состояний.

Это можно преодолеть с помощью более продвинутых алгоритмов, таких как Deep Q-Networks (DQNs) , которые используют нейронные сети для оценки Q-значений. Но DQN могут обрабатывать только дискретные низкоразмерные пространства действий.

Глубокий детерминированный градиент политик (DDPG) - это не связанный с политикой алгоритм, не связанный с политикой, критикующий субъект, который решает эту проблему путем изучения политик в многомерных пространствах непрерывных действий.На рисунке ниже представлена ​​архитектура "актер-критик" .

Поскольку RL требует большого количества данных, поэтому он наиболее применим в областях, где смоделированные данные легко доступны, например, игровой процесс, робототехника.

  1. RL довольно широко используется при создании ИИ для компьютерных игр. AlphaGo Zero - первая компьютерная программа, победившая чемпиона мира в древней китайской игре го. Другие включают игры ATARI, нарды и т. Д.
  2. В робототехнике и промышленной автоматизации RL используется, чтобы позволить роботу создать для себя эффективную адаптивную систему управления, которая учится на собственном опыте и поведении.Работа DeepMind над Deep Reinforcement Learning for Robotic Manipulation with Asynchronous Policy updates является хорошим примером того же. Посмотрите это интересное демонстрационное видео.

Другие приложения RL включают механизмы резюмирования абстрактного текста, диалоговые агенты (текст, речь), которые могут учиться на взаимодействиях с пользователем и улучшаться со временем, изучая оптимальную политику лечения в сфере здравоохранения, и агентов на основе RL для онлайн-торговли акциями.

Для понимания основных концепций RL можно обратиться к следующим ресурсам.

  1. Обучение с подкреплением - Введение , книга отца обучения с подкреплением - Ричарда Саттона и его научного руководителя Эндрю Барто . Онлайн-черновик книги доступен здесь.
  2. Учебные материалы из Дэвид Сильвер , включая видеолекции, - отличный вводный курс по RL.
  3. Вот еще один технический учебник по RL от Pieter Abbeel и John Schulman (Open AI / Berkeley AI Research Lab).

Чтобы приступить к созданию и тестированию агентов RL, могут быть полезны следующие ресурсы.

  1. Этот блог о том, как обучить агент нейронной сети ATARI Pong с помощью градиентов политики из необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением всего за 130 строк кода Python.
  2. DeepMind Lab - это платформа с открытым исходным кодом, похожая на трехмерную игру, созданную для агентных исследований искусственного интеллекта в богатой моделируемой среде.
  3. Project Malmo - еще одна платформа для экспериментов с ИИ для поддержки фундаментальных исследований в области ИИ.
  4. OpenAI gym - это набор инструментов для создания и сравнения алгоритмов обучения с подкреплением.
.

Обучение с подкреплением: Введение в концепции, приложения и код | Райан Вонг

Часть 1: Введение в обучение с подкреплением, объяснение общих терминов, концепций и приложений.

В этой серии сообщений блога об обучении с подкреплением я попытаюсь создать упрощенное объяснение концепций, необходимых для понимания обучения с подкреплением и их приложений. В этом начальном посте я выделю некоторые из основных концепций и терминологии обучения с подкреплением.Эти концепции будут дополнительно объяснены в будущих сообщениях блога с приложениями и реализациями в реальных проблемах.

Часть: 1 ・ 2 ・ 3 ・ 4 ・…

Обучение с подкреплением (RL) можно рассматривать как подход, который находится между контролируемым и неконтролируемым обучением. Он не контролируется строго, поскольку он не полагается только на набор помеченных данных обучения, но и не является обучением без учителя, потому что у нас есть вознаграждение, которое мы хотим, чтобы наш агент максимизировал. Агенту необходимо найти «правильные» действия в различных ситуациях для достижения своей общей цели.

Обучение с подкреплением - это наука о принятии решений.

В обучении с подкреплением не используется супервизор, и агент использует только вознаграждение , чтобы определить, хорошо ли он справляется. Время - ключевой компонент в RL, где процесс последовательный с отложенной обратной связью . Каждое действие агента влияет на следующие данные, которые он получает.

Обучение с подкреплением в применении к играм Atari от DeepMind

В чем проблема обучения с подкреплением?

До сих пор мы говорили, что агент должен найти «правильное» действие. Правильное действие зависит от награды .

Вознаграждение: Вознаграждение Rₜ - это скалярный сигнал обратной связи, который показывает, насколько хорошо агент работает на этапе t .

В обучении с подкреплением нам нужно определить нашу проблему так, чтобы ее можно было применить для удовлетворения нашей гипотезы вознаграждения .Примером может служить игра в шахматы, где агент получает положительное вознаграждение за победу в игре и отрицательное вознаграждение за проигрыш.

Гипотеза вознаграждения : Все цели можно описать максимизацией ожидаемого совокупного вознаграждения.

Поскольку наш процесс включает последовательных решений, задач, наши действия на раннем этапе могут иметь долгосрочные последствия для нашей общей цели .Иногда может быть лучше пожертвовать немедленной наградой (награда на временном шаге рупий), чтобы получить больше долгосрочной награды. Пример, применимый к шахматам, - это жертва пешки для взятия ладьи на более позднем этапе.

Цель : Цель состоит в том, чтобы выбрать действия для максимизации общего будущего вознаграждения.

.

Что происходит, когда нервные клетки перестают работать? Полный отказ мозга - ScienceDaily

Инсульт - это лишь один пример состояния, при котором нарушается связь между нервными клетками. Микро-сбои в работе мозга также возникают при таких состояниях, как депрессия и деменция. В большинстве случаев утраченная емкость через некоторое время вернется. Тем не менее, косвенный ущерб часто остается, так что функциональные возможности могут быть восстановлены только путем длительного лечения - если вообще возможно.По этой причине исследователи из Университета Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) изучают, что происходит во время таких фаз поломки, и ищут возможные способы предотвращения повреждений и ускорения процессов заживления. Их результаты были недавно опубликованы в известном журнале Scientific Reports .

Группа исследователей, возглавляемая Яной Врош из кафедры психиатрии и психотерапии FAU, обнаружила, что в нервных клетках произошли значительные изменения, в то время как коммуникационные пути были заблокированы.Нейронные сети повторно подключаются в такие периоды бездействия и становятся сверхчувствительными. Если представить себе, что нормальные пути коммуникации - это автомагистрали, когда они заблокированы, в мозгу возникает форма транспортного хаоса, когда информация перенаправляется в неорганизованной форме по тому, что можно назвать переулками и второстепенными маршрутами. Повсюду образуются дополнительные синапсы, и они начинают работать. Когда сигнал восстанавливается, ранее согласованные информационные маршруты больше не существуют, и, как и в случае с ребенком, соответствующие функции необходимо изучать с нуля.Поскольку они не получают нормальных сигналов во время фазы сбоя мозга, нервные клетки также становятся более чувствительными в попытке найти недостающий сигнал. Как только сигналы вернутся, это означает, что они могут остро отреагировать.

Мерцание нервных клеток при окрашивании

Визуализация микроскопически мельчайших связей между нервными клетками - серьезная техническая задача. Доступные в настоящее время обычные микроскопические методы, такие как электронная микроскопия, всегда требуют предварительной обработки нервных клеток, которые должны пройти исследование.Однако это приводит к гибели нервных клеток, так что изменения, происходящие в клетках, невозможно наблюдать. Чтобы обойти эту проблему, Врош и ее команда разработали процесс высокоскоростной микроскопии вместе со специальным статистическим компьютерным программным обеспечением, которое позволяет визуализировать коммуникационные сети живых нейронов. Сначала создается видео ячеек, при этом изображение снимается каждые 36 миллисекунд. Для окрашивания клеток используется специальный краситель, чтобы гарантировать, что отдельные клетки мерцают всякий раз, когда они получают сигнал.Затем программное обеспечение распознает эти ячейки на видеоизображениях и обнаруживает информационные пути, по которым сигналы передаются от ячейки к ячейке.

Затем нервные клетки подвергаются воздействию тетродотоксина яда иглобрюха, чтобы имитировать блокировку каналов связи, которая возникает при заболеваниях. Вызвав фазы разрыва связи различной продолжительности, исследователи удаляют токсин из клеток и определяют, как сети нервных клеток изменились во время воздействия.«Благодаря этой концепции мы наконец-то смогли обнаружить, что происходит, когда связь блокируется», - объясняет Врош. «Теперь мы можем попытаться разработать лекарства, которые помогут предотвратить эти разрушительные изменения». В будущих проектах исследовательская группа планирует изучить точный механизм действия антидепрессантов на сети нервных клеток и намеревается найти новые подходы к созданию более эффективных лекарств.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Эрлангена-Нюрнберга . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Введение в различные алгоритмы обучения с подкреплением. Часть I (Q-Learning, SARSA, DQN, DDPG) | Автор: Kung-Hsiang, Huang (Steeve)

Как правило, RL-установка состоит из двух компонентов: агента и среды.

Иллюстрация обучения с подкреплением (https://i.stack.imgur.com/eoeSq.png)

Затем среда относится к объекту, над которым действует агент (например, к самой игре в игре Atari), а агент представляет Алгоритм RL. Среда начинается с отправки состояния агенту, который затем на основе своих знаний предпринимает действие в ответ на это состояние.После этого среда отправляет пару следующих состояний и вознаграждение обратно агенту. Агент обновит свои знания с помощью награды, возвращаемой средой, чтобы оценить свое последнее действие. Цикл продолжается до тех пор, пока среда не отправит терминальное состояние, которое заканчивается эпизодом.

Большинство алгоритмов RL следуют этому шаблону. В следующих параграфах я кратко расскажу о некоторых терминах, используемых в RL, чтобы облегчить наше обсуждение в следующем разделе.

Определение

  1. Действие (A): все возможные действия, которые может предпринять агент.
  2. Состояние (S): текущая ситуация, возвращаемая средой.
  3. Награда (R): немедленный возврат из среды для оценки последнего действия.
  4. Политика (π): Стратегия, которую агент использует для определения следующего действия на основе текущего состояния.
  5. Стоимость (V): ожидаемая долгосрочная доходность с учетом скидки, в отличие от краткосрочного вознаграждения R. Vπ (s) определяется как ожидаемая долгосрочная доходность π политики раскола текущего состояния.
  6. Q-значение или значение действия (Q): Q-значение аналогично значению Value, за исключением того, что оно принимает дополнительный параметр, текущее действие a . Qπ (s, a) относится к долгосрочному возврату текущего состояния s , предпринимая действия a в соответствии с политикой π.

Без модели по сравнению с На основе модели

Модель предназначена для моделирования динамики окружающей среды. То есть модель изучает вероятность перехода T (s1 | (s0, a)) из пары текущего состояния s 0 и действия a в следующее состояние s 1 . Если вероятность перехода успешно изучена, агент будет знать, насколько вероятно войти в определенное состояние с учетом текущего состояния и действия.Однако алгоритмы, основанные на модели, становятся непрактичными по мере роста пространства состояний и пространства действий (S * S * A для табличной настройки).

С другой стороны, алгоритмы без моделей полагаются на метод проб и ошибок для обновления своих знаний. В результате ему не требуется место для хранения всей комбинации состояний и действий. Все алгоритмы, обсуждаемые в следующем разделе, попадают в эту категорию.

Соответствие политике и политике Вне политики

Агент, подключенный к политике, изучает значение на основе своего текущего действия, производного от текущей политики, тогда как его часть, не связанная с политикой, изучает его на основе действия a *, полученного из другой политики.В Q-обучении такой политикой является жадная политика. (Мы поговорим об этом подробнее в Q-Learning и SARSA)

2.1 Q-Learning

Q-Learning - это внеполитический, не модельный алгоритм RL, основанный на хорошо известном уравнении Беллмана:

Уравнение Беллмана (https : //zhuanlan.zhihu.com/p/21378532? refer = intelligentunit)

E в приведенном выше уравнении относится к математическому ожиданию, а ƛ - к коэффициенту дисконтирования. Мы можем переписать его в виде Q-значения:

Уравнение Беллмана в форме Q-значения (https: // zhuanlan.zhihu.com/p/21378532?refer=intelligentunit)

Оптимальное значение Q, обозначенное как Q *, может быть выражено как:

Оптимальное значение Q (https://zhuanlan.zhihu.com/p/21378532?refer= Intelligentunit)

Цель состоит в том, чтобы максимизировать Q-значение. Прежде чем погрузиться в метод оптимизации Q-value, я хотел бы обсудить два метода обновления значений, которые тесно связаны с Q-обучением.

Итерация политики

Итерация политики запускает цикл между оценкой политики и ее улучшением.

Итерация политики (http://blog.csdn.net/songrotek/article/details/51378582)

Оценка политики оценивает функцию ценности V с помощью жадной политики, полученной в результате последнего улучшения политики. С другой стороны, улучшение политики обновляет политику действием, которое максимизирует V для каждого состояния. Уравнения обновления основаны на уравнении Беллмана. Он продолжает повторяться до схождения.

Псевдокод для изменения политики (http://blog.csdn.net/songrotek/article/details/51378582)

Итерация значения

Итерация значения содержит только один компонент.Он обновляет функцию ценности V на основе оптимального уравнения Беллмана.

Оптимальное уравнение Беллмана (http://blog.csdn.net/songrotek/article/details/51378582) Псевдокод для изменения значений (http://blog.csdn.net/songrotek/article/details/51378582)

После итерация сходится, оптимальная политика напрямую получается путем применения функции максимального аргумента для всех состояний.

Обратите внимание, что эти два метода требуют знания вероятности перехода p , что указывает на то, что это алгоритм на основе модели.Однако, как я упоминал ранее, алгоритм на основе модели страдает проблемой масштабируемости. Так как же Q-Learning решает эту проблему?

Q-Learning Update Equation (https://www.quora.com/What-is-the-difference-between-Q-learning-and-SARSA-learning)

α относится к скорости обучения (т.е. насколько быстро мы приближается к цели). Идея Q-Learning во многом основана на итерациях значений. Однако уравнение обновления заменяется приведенной выше формулой. В результате нам больше не нужно беспокоиться о вероятности перехода.

Псевдокод Q-обучения (https://martin-thoma.com/images/2016/07/q-learning.png)

Обратите внимание, что следующее действие a ' выбрано для максимизации Q-значения следующего состояния. следования текущей политике. В результате Q-обучение относится к категории вне политики.

2.2 Состояние-действие-награда-государство-действие (SARSA)

SARSA очень напоминает Q-обучение. Ключевое различие между SARSA и Q-Learning заключается в том, что SARSA - это алгоритм, соответствующий политике. Это означает, что SARSA изучает значение Q на основе действия, выполняемого текущей политикой, а не жадной политикой.

SARSA Update Equation (https://www.quora.com/What-is-the-difference-between-Q-learning-and-SARSA-learning)

Действие a_ (t + 1) - это действие, выполняемое в следующее состояние s_ (t + 1) согласно текущей политике.

Псевдокод SARSA (https://martin-thoma.com/images/2016/07/sarsa-lambda.png)

Из псевдокода выше вы можете заметить, что выполняются два выбора действий, которые всегда соответствуют текущей политике. Напротив, Q-обучение не имеет ограничений для следующего действия, пока оно максимизирует Q-значение для следующего состояния.Следовательно, SARSA - это алгоритм, основанный на политике.

2.3 Deep Q Network (DQN)

Хотя Q-обучение - очень мощный алгоритм, его основной недостаток - отсутствие универсальности. Если вы рассматриваете Q-обучение как обновление чисел в двумерном массиве (пространство действий * пространство состояний), оно, по сути, напоминает динамическое программирование. Это указывает на то, что для состояний, которые агент Q-Learning не видел раньше, он не знает, какое действие предпринять. Другими словами, агент Q-Learning не имеет возможности оценивать значение для невидимых состояний.Чтобы справиться с этой проблемой, DQN избавляется от двумерного массива, введя нейронную сеть.

DQN использует нейронную сеть для оценки функции Q-value. Входом для сети является ток, а выходом - соответствующее значение Q для каждого действия.

Пример DQN для Atari (https://zhuanlan.zhihu.com/p/25239682)

В 2013 году DeepMind применил DQN к игре Atari, как показано на рисунке выше. Входными данными является необработанное изображение текущей игровой ситуации. Он прошел через несколько слоев, включая сверточный слой, а также полностью связанный слой.Результатом является Q-значение для каждого действия, которое может предпринять агент.

Вопрос сводится к следующему: Как мы обучаем сеть?

Ответ заключается в том, что мы обучаем сеть на основе уравнения обновления Q-обучения. Напомним, что целевое значение Q для Q-обучения:

Целевое значение Q (.

Полный словарь по обучению с подкреплением | Шакед Зихлински

Функция значения действия: См. Q-Value .

Действия: Действия - это методы агента , которые позволяют ему взаимодействовать и изменять свою среду и, таким образом, переходить между состояниями . Каждое действие, совершенное Агентом, приносит награды от среды. Решение о том, какое действие выбрать, принимает политика .

Критик-исполнитель: При попытке решить задачу Reinforcement Learning можно выбрать один из двух основных методов: вычисление функций значений или Q-значений каждого состояния и выбор действий в соответствии с к ним, или непосредственно вычислить политику , которая определяет вероятности каждого действия, которое должно быть предпринято в зависимости от текущего состояния, и действовать в соответствии с ним. Алгоритмы Actor-Critic объединяют два метода, чтобы создать более надежный метод.Здесь можно найти отличное пояснение в виде иллюстрированных комиксов.

Функция преимущества: Обычно обозначается как A (s, a) , функция преимущества является мерой того, насколько определенное действие является хорошим или плохим решением при определенном состоянии - или более просто, в чем преимущество выбора определенного действия из определенного состояния. Математически он определяется как:

, где r (s, a) - ожидаемая награда действия a из состояния s , а r (s) - ожидаемая награда всего состояния . s , прежде чем было выбрано действие.Его также можно рассматривать как:

, где Q (s, a) - это Q Value и V (s) - это функция Value .

Агент: Обучение и действие часть задачи Reinforcement Learning , которая пытается максимизировать вознаграждений , которые дает среда . Проще говоря, Агент - это модель, которую вы пытаетесь создать.

Bandits: Формально названные «k-Armed Bandits» по прозвищу «однорукий бандит», присвоенному игровым автоматам, они считаются простейшим типом Reinforcement Learning задач.У бандитов нет разных состояний , а только одно - и рассматриваемая награда является лишь непосредственной. Следовательно, можно представить себе бандитов как имеющих одно государство эпизодов . Каждое из k-рычагов считается действием , и цель состоит в том, чтобы изучить политику , которая максимизирует ожидаемую награду после каждого действия (или вытягивания руки).
Контекстные бандиты - это немного более сложная задача, где каждое состояние может отличаться и влиять на результат действий - следовательно, каждый раз контекст отличается.Тем не менее, задача остается эпизодической задачей с одним состоянием, и один контекст не может влиять на другие.

Уравнение Беллмана: Формально уравнение Беллмана определяет отношения между заданным состоянием (или парой состояние- действие ) с его преемниками. Хотя существует множество форм, наиболее распространенной из них, обычно встречающейся в задачах Reinforcement Learning , является уравнение Беллмана для оптимального Q-Value , которое задается как:

или когда нет неопределенности (то есть вероятности либо 1 или 0):

, где звездочка означает оптимальное значение .Некоторые алгоритмы, такие как Q-Learning , основывают на нем свою процедуру обучения.

Непрерывные задачи: Обучение с подкреплением задач, которые не состоят из эпизодов , а длятся вечно. У этой задачи нет терминала состояние с. Для простоты обычно предполагается, что они состоят из одного нескончаемого эпизода.

Deep Q-Networks (DQN) : см. Q-Learning

Deep Reinforcement Learning: Использование алгоритма Reinforcement Learning с глубокой нейронной сетью в качестве аппроксиматора для обучающей части.Обычно это делается для того, чтобы справиться с проблемами, когда количество возможных состояний и действий быстро масштабируется, и точное решение больше не представляется возможным.

Коэффициент дисконтирования (γ) : Коэффициент дисконтирования, обычно обозначаемый как γ, является коэффициентом, умножающим будущее ожидаемое вознаграждение , и варьируется в диапазоне [0,1]. Он контролирует важность будущих наград по сравнению с немедленными. Чем ниже коэффициент дисконтирования, тем менее важны будущие награды, и Агент будет, как правило, сосредоточиться на действиях , которые принесут только немедленные вознаграждения.

Среда: Все, что не является агентом ; все, с чем Агент может взаимодействовать прямо или косвенно. Среда меняется, когда Агент выполняет действий ; каждое такое изменение считается состоянием - переходом. Каждое действие, выполняемое агентом, дает награды , полученной агентом.

Эпизод: Все состояний , которые находятся между начальным и конечным состояниями; например: одна партия в шахматы. Agent цель - максимизировать общую сумму вознаграждения , которую он получает во время эпизода. В ситуациях, когда терминального состояния нет, мы рассматриваем бесконечный эпизод. Важно помнить, что разные эпизоды полностью независимы друг от друга.

Эпизодические задачи: Обучение с подкреплением задач, которые состоят из различных эпизодов (то есть каждый эпизод имеет терминал , состояние ).

Ожидаемая доходность: Иногда называемая «общей наградой» и иногда обозначаемая как G , это ожидаемая награда за весь эпизод .

Воспроизведение опыта: Поскольку задачи Reinforcement Learning не имеют заранее сгенерированных обучающих наборов, из которых они могут учиться, агент должен вести записи всех переходов состояний , с которыми он столкнулся, - , чтобы он мог учиться на их позже.Буфер памяти, используемый для его хранения, часто называется Experience Replay . Есть несколько типов и архитектур этих буферов памяти, но наиболее распространенными из них являются циклические буферы памяти (которые следят за тем, чтобы агент продолжал обучение своему новому поведению, а не вещам, которые могут больше не иметь значения) и память на основе выборки резервуаров. буферы (что гарантирует, что каждый записанный переход между состояниями имеет равную вероятность быть вставленным в буфер).

Эксплуатация и исследование: Обучение с подкреплением задач не имеют заранее сгенерированных обучающих наборов, из которых они могут учиться - они создают свой собственный опыт и учатся «на лету».Чтобы иметь возможность сделать это, агенту необходимо попробовать множество различных действий в разных состояниях , чтобы попытаться изучить все доступные возможности и найти путь, который максимизирует его общую награду ; это известно как Exploration , поскольку агент исследует среду Environment . С другой стороны, если все, что агент будет делать, это исследовать, он никогда не максимизирует общую награду - он также должен использовать для этого информацию, которую он выучил.Это известно как Эксплуатация , поскольку агент использует свои знания для максимизации получаемого вознаграждения.
Компромисс между этими двумя аспектами - одна из величайших проблем в задачах обучения с подкреплением, поскольку они должны быть сбалансированы, чтобы позволить агенту как достаточно исследовать окружающую среду, так и использовать то, что он узнал, и повторять наиболее полезный путь. он нашел.

Жадная политика, ε -Жадная политика: Жадная политика означает, что агент постоянно выполняет действие , которое, как считается, принесет наивысшую ожидаемую награду .Очевидно, такая политика вообще не позволит Агенту исследовать . Для того, чтобы все же позволить некоторое исследование, вместо этого часто используется жадная политика ε-: выбирается число (названное ε ) в диапазоне [0,1], и перед выбором действия выбирается случайный выбирается число в диапазоне [0,1]. если это число больше ε , выбирается жадное действие, а если оно меньше, выбирается случайное действие. Обратите внимание, что если ε = 0, политика становится жадной политикой, а если ε = 1, всегда исследуйте.

k-Armed Bandits: См. Bandits .

Марковский процесс принятия решения (MDP): Марковское свойство означает, что каждое состояние зависит исключительно от своего предыдущего состояния, выбранного действия , выполненного из этого состояния, и вознаграждения , полученного сразу после этого действия. был казнен. Математически это означает: s '= s' (s, a, r) ​​, где s ' - будущее состояние, s - его предыдущее состояние и a и r - действие и награда. .Никаких предварительных знаний о том, что произошло до s , не требуется - свойство Маркова предполагает, что s содержит всю необходимую информацию. Марковский процесс принятия решений - это процесс принятия решений, основанный на этих предположениях.

На основе модели и без модели: На основе модели и без модели - это два разных подхода, которые агент может выбрать при попытке оптимизировать свою политику . Лучше всего это объяснить на примере: предположим, вы пытаетесь научиться играть в блэкджек.Вы можете сделать это двумя способами: во-первых, вы заранее, до начала игры, рассчитываете вероятности выигрыша для всех состояний и всех вероятностей перехода между состояниями с учетом всех возможных действий , а затем просто действуете в соответствии с вами расчеты. Второй вариант - просто играть без каких-либо предварительных знаний и получать информацию методом проб и ошибок. Обратите внимание, что при использовании первого подхода вы в основном моделируете вашу среду , тогда как второй подход не требует никакой информации о среде.В этом и заключается разница между модельным и безмодельным; первый метод основан на модели, а второй - без модели.

Монте-Карло (MC): Методы Монте-Карло - это алгоритмы, которые используют повторную случайную выборку для достижения результата. Они довольно часто используются в алгоритмах Reinforcement Learning для получения ожидаемых значений; например - вычисление состояния Функция значения путем возврата в одно и то же состояние снова и снова и усреднения по фактическим совокупным вознаграждениям , полученным каждый раз.

В соответствии с политикой и вне политики: Каждые Обучение с подкреплением Алгоритм должен следовать некоторой политике , чтобы решить, какие действий выполнять в каждом состоянии . Тем не менее, процедура обучения алгоритма не должна учитывать эту политику во время обучения. Алгоритмы, которые заботятся о политике, которая давала прошлые решения о действиях состояния, называются алгоритмами на основе политики, а те, которые игнорируют его, известны как вне политики .
Хорошо известным алгоритмом вне политики является Q-Learning , поскольку его правило обновления использует действие, которое даст наивысшее значение Q-Value , в то время как фактическая используемая политика может ограничить это действие или выбрать другое. Вариант Q-Learning, связанный с политикой, известен как Sarsa , где правило обновления использует действие, выбранное соответствующей политикой.

Однорукие бандиты: См. Бандиты .

One-Step TD: См. Temporal Difference .

Политика (π): Политика, обозначенная как π (или иногда π (a | s) ), является отображением некоторого состояния с на вероятности выбора каждого из возможных действие с учетом этого состояния. Например, жадная политика выводит для каждого состояния действие с наивысшим ожидаемым значением Q-Value .

Q-Learning: Q-Learning - это алгоритм вне политики Обучение с подкреплением , который считается одним из самых базовых.В наиболее упрощенной форме он использует таблицу для хранения всех Q-значений из всех возможных состояний действий возможных пар. Он обновляет эту таблицу, используя уравнение Беллмана , в то время как выбор действия обычно выполняется с помощью политики ε-жадности .
В своей простейшей форме (отсутствие неопределенностей в состоянии -переходов и ожидаемых наград ) правило обновления Q-Learning:

Более сложная его версия, хотя и гораздо более популярная, - это Deep Q -Сетевой вариант (который иногда даже называют просто Deep Q-Learning или просто Q-Learning ).В этом варианте таблица состояние-действие заменяется нейронной сетью, чтобы справиться с крупномасштабными задачами, где количество возможных пар состояние-действие может быть огромным. Вы можете найти руководство по этому алгоритму в этом блоге.

Значение Q (функция Q): Обычно обозначается как Q (s, a) (иногда с нижним индексом π, а иногда как Q (s, a; θ) в Deep RL ), Q Значение является мерой общей ожидаемой награды при условии, что агент находится в состоянии с и выполняет действие a , а затем продолжает играть до конца эпизода после некоторого политика π.Его название представляет собой аббревиатуру слова «Качество» и математически определяется как:

, где N - это количество состояний от состояния с до конечного состояния, γ - коэффициент дисконтирования , а r⁰ - немедленное вознаграждение, полученное после выполнения действия a в состоянии s .

Алгоритмы REINFORCE: алгоритмы REINFORCE представляют собой семейство из обучения с подкреплением алгоритмов , которые обновляют свою политику параметров в соответствии с градиентом политики по отношению к параметрам политики [paper] .Имя обычно пишется только заглавными буквами, так как изначально оно использовалось как аббревиатура для оригинального дизайна группы алгоритмов: « RE ward I ncrement = N onnegative F Актер x O ffset R einforcement x C haracteristic E ligibility »[источник]

Обучение с подкреплением (RL): Обучение с подкреплением, как и контролируемое обучение и неконтролируемое обучение, является одной из основных областей машинного обучения и искусственного интеллекта.Он связан с процессом обучения произвольного существа, формально известного как Агент , в окружающем его мире, известном как Environment . Агент стремится максимизировать вознаграждений , которые он получает от Окружающей среды, и выполняет различных действий , чтобы узнать, как Окружение реагирует на них, и получить больше вознаграждений. Одна из самых сложных задач RL - связать действия с отложенными вознаграждениями - вознаграждениями, получаемыми Агентом спустя много времени после того, как действие, генерирующее вознаграждение, было выполнено.Поэтому он активно используется для решения различных типов игр, от Tic-Tac-Toe, Chess, Atari 2600 и до Go и StarCraft.

Награда: Числовое значение, полученное агентом из среды как прямой ответ на действия агента . Цель агента - максимизировать общую награду, которую он получает в эпизоде ​​ , и поэтому награды - это мотивация, необходимая агенту для того, чтобы вести себя желаемым образом.Все действия приносят награды, которые можно условно разделить на три типа: положительных наград, , подчеркивающих желаемое действие, отрицательных наград, , подчеркивающих действие, от которого агент должен отклониться, и 0, , что означает, что агент не сделал этого. Не делаю ничего особенного или уникального.

Sarsa: Алгоритм Sarsa в значительной степени является алгоритмом Q-Learning с небольшой модификацией, чтобы сделать его алгоритмом на основе политики .Правило обновления Q-Learning основано на уравнении Беллмана для оптимального Q-Value , и поэтому в случае отсутствия неопределенностей в переходах состояния и ожидаемых вознаграждений , правило обновления Q-Learning имеет вид :

Чтобы преобразовать это в алгоритм, соответствующий политике, последний член изменен:

, когда здесь оба действия a и a ' выбираются одной и той же политикой . Название алгоритма происходит от его правила обновления, которое основано на ( s, a, r, s ’, a’ ), и все они исходят из одной и той же политики.

Состояние: Каждый сценарий, с которым сталкивается агент в среде , формально называется состоянием . Агент переходит между разными состояниями, выполняя действий . Также стоит упомянуть, что терминал определяет состояние , которое знаменует конец серии . Нет возможных состояний после достижения конечного состояния и начала нового эпизода. Довольно часто конечное состояние представляется как особое состояние, когда все действия переходят в одно и то же конечное состояние с наградой 0.

Функция значения состояния: См. Функцию значения .

Temporal-Difference (TD): Temporal-Difference - это метод обучения, который сочетает в себе как динамическое программирование, так и принципы Монте-Карло ; он обучается «на лету» подобно Монте-Карло, но обновляет свои оценки, как динамическое программирование. Один из простейших алгоритмов временной разницы, известный как одноступенчатый TD или TD (0) . Он обновляет функцию значения в соответствии со следующим правилом обновления:

, где V - это функция значения, с - это состояние , r - это награда , γ - скидка коэффициент , α - скорость обучения, t - временной шаг, а знак «=» используется в качестве оператора обновления, а не равенства.Термин, заключенный в квадратные скобки, известен как ошибка временной разницы .

Состояние терминала: См. Состояние .

Верхняя уверенная граница (UCB): UCB - это метод исследования , который пытается гарантировать, что каждое действие хорошо изучено. Рассмотрим политику исследования , которая является полностью случайной - это означает, что каждое возможное действие имеет одинаковый шанс быть выбранным.Есть шанс, что одни действия будут изучены гораздо больше, чем другие. Чем меньше выбрано действие, тем менее уверенно агент может быть уверен в своей ожидаемой награде и своей

.

Смотрите также