Главное меню

Как вязать арматуру в углах для фундамента схема


Армирование углов ленточного фундамента: полезные советы

Армирование углов ленточного фундамента необходимо для упрочнения конструкции всего строения, исключения возможности деформаций и разрушения строения под воздействием больших нагрузок и внешних негативных факторов. Углы и примыкания данного типа конструкции фундамента испытывают сильные разнонаправленные нагрузки, поэтому работы нужно выполнять в соответствии с установленными нормами и стандартами.

В противном случае вся конструкция может разрушиться, привести к расслоениям, отколам, деформациям. При условии же правильного выполнения задачи железобетонная конструкция будет прочной, сможет противостоять всем нагрузкам, не будет бояться сил растяжения и сжатия.

Зачем нужно армировать ленточный фундамент

Необходимость армирования ленточного фундамента на обычном грунте или на суглинке в углах объясняется свойствами строительных материалов. Сам бетон недостаточно пластичен и прочен, чтобы легко выдерживать растяжения и другие нагрузки, работающие в разных частях фундамента, особенно если речь о неравномерных нагрузках (провоцируются пучением грунта, температурными перепадами, влагой и т.д.).

В процессе деформации в бетонной конструкции появляются зоны растяжения и сжатия. И если сжатие бетон пережить может, то растяжение его разрушает. Для того, чтобы противодействовать этой нагрузке, и нужна армировка: внутри бетонной конструкции располагают металлический каркас, который воспринимает растягивающие нагрузки и существенно укрепляет материал, продлевая срок эксплуатации всего строения.

Угол ленты и места примыкания – самые важные точки конструкции, на них оказывается большее давление в сравнении продольными частями, поэтому их упрочнению нужно уделить особое внимание.

Как сделать правильный армирующий каркас

Правильное усиление важных конструкционных элементов играет очень важную роль в обеспечении длительного срока службы и эксплуатационных характеристик всего сооружения. Поэтому делать все самостоятельно можно лишь после тщательного изучения параметров и норм, уделяя внимание каждому этапу. В противном случае лучше предоставить выполнение работ профессионалам.

Основные требования:

Виды углов

Прежде, чем будет выполнена вязка углов, необходимо определить тип угла и в соответствии с этим организовывать работы, подбирать материалы. Острые углы в вязке наиболее сложны, тупые – простые.

Углы бывают:

1. Прямые – распространены больше всего. Могут быть Т или Г-образными.

2. Тупые – произвольные (эркеры). Развернутые углы от 160 градусов легки в работе – арматура прокладывается от внешней к внутренней стороне, увеличивая частоту поперечин в два раза в сравнении с остальной длиной фундамента, а потом перевязывается. Углы 90-160 градусов требуют установки вертикальных стержней.

3. Острые – в частном малоэтажном строительстве встречаются нечасто, очень сложны в работе.

Материалы для армирования

Для армирования угла и примыкания мелкозагубленного фундамента выбирают только качественную арматуру диаметром 10-20 миллиметров. Для поперечных и вертикальных конструкционных частей допускается брать гладкие прутья диаметром 8-12 миллиметров, для вязки – проволоку сечением 0.8-1.2 миллиметра. Стержни должны быть рифлеными, ровными, длинными (чтобы стыков было по минимуму), без коррозии и больших участков ржавчины.

Стандарты допускают использование арматуры:

Раствор готовят из цемента марки М200, М300, М400, щебня или гравия, песка и воды. Пропорцию рассчитывают, исходя из поставленных задач и особенностей эксплуатации.

Анкеровка при перевязке

Выбор типа соединения зависит от параметров арматуры и участка конструкции, в которой оно выполняется. Металлические стержни гнут тисками или на специальном станке.

Виды анкеровки:

Последние два способа могут использоваться лишь для анкерования продольной арматуры, которую допускается сваривать. Лапка и прямая анкеровка используются лишь с прутьями различного диаметра.

Неверное армирование углов

Армировка углов ленточного фундамента – задача сложная, поэтому неудивительно, что в процессе мастера допускают ошибки, которые, как правило, схожи.  Ошибки в расчетах и экономия на используемых материалах, попытки сделать все проще и быстрее обычно оборачиваются большими проблемами – как минимум появлением деформаций и трещин, как максимум – разрушением здания.

Варианты армирования

Правильная схема армирования углов предполагает обязательное выполнение анкеровки, формирование разных по силе связей для разных зон стены. Ведь углы и примыкания постоянно испытываются серьезными нагрузками и должны быть максимально жесткими.

Просто вязать продольные стержни прямо нельзя, это не обеспечит должной прочности конструкции. Всего существует три способа армирования данного типа.

Основные методы армирования:

П-образная укладка

Используются специальные П-образные элементы по углам и местам примыканий. Ширина элемента равна ширине каркаса, длина – минимум 50 диаметров продольного стержня. Элементы привязываются к главным продольным стержням открытой частью стороны П в направлении угла, в каждом из которых устанавливают по два элемента (для каждого горизонтального уровня). В местах примыкания достаточного одного на уровень.

Соединения типа «лапка» и внахлест

Жесткость обеспечивается за счет сгиба свободного конца, внутреннюю арматуру к горизонтальной привязывают внахлест, а ко внешней связке вяжут лапкой. Шаг поперечной угловой и вертикальной арматуры рассчитывается в соотношении 3/8 высоты фундамента. Длина лапки должна быть 3-5 сантиметров.

С использованием Г-образного хомута

Внутренние продольные прутки жестко крепят к внешним продольным внахлест, шаг составляет ¾ высоты фундамента, внешний и внутренний продольный каркас соединяется дополнительными поперечными элементами. Длина соединения внахлест равна 50 диаметрам горизонтальных прутьев.

Правильное армирование углов мелкозаглубленного ленточного фундамента

В углу обычно концентрируется максимум напряжения и разные слои каркаса испытывают различные нагрузки. И основная задача армировки – сделать так, чтобы стальные стержни воспринимали эти нагрузки равномерно, полностью забирая на себя. И если металлические стержни будут соединены неверно или с разрывами, то фундамент просто превратится в набор деталей, каждая из которых сама по себе не даст никакого толку, а бетон быстро расслоится, покроется отколами и трещинами.

Поэтому все работы нужно выполнять правильно, не допуская в указанных местах простых перекрестий концов прутьев, как часто можно встретить в строительной практике.

Как правильно армировать углы

Сначала выполняют чертежи каркаса, где прописывают основные значения, рассчитывают важные параметры и показатели, определяют необходимый минимум арматуры в расчете. Потом реализуют задачу.

Схема армирования:

Ошибки при вязке арматуры на углах:

Как правильно вязать арматуру

Вязка арматуры в углах ленточного фундамента осуществляется с использованием таких средств: болгарка, прутья, газо- или электросварочный аппарат. Сначала все просчитывают – от расчета зависит количество прутьев, их диаметр, способы вязки. Особое внимание уделяют усилению подошвы, изготавливая конструкцию на объекте.

Сваривают два контура, один с отступом в 5 сантиметров от внешнего периметра траншеи фундамента. Второй располагают на таком же расстоянии от внутреннего края. Шва сварки не должны быть по углам. Гнут арматуру под прямым углом, места сгиба разогревают, сварку используют только там, где нагрузки сравнительно невысокие.

Далее конструкцию опускают в траншею, в углы устанавливают вертикальные прутья. Штыри вбивают в грунт глубоко, контуры приваривают к вертикальным стойкам. Верхняя часть фундамента тоже должна быть выполнена из двух контуров.

До того, как вязать арматуру, необходимо изучить типы связки. Простые соединения не подходят в данном случае. Обязательно использование гнутых элементов, которые будут продолжать продольные прутья каркаса и выступать за угол на 60-70 сантиметров. Если длины стержня недостаточно, можно скреплять хомутами со сторонами, равными минимум 50 диаметрам используемой арматуры.

Полезные советы по правильной укладке арматуры

Процесс армирование углов

Ввиду того, что на углы ленточного фундамента припадает основная часть нагрузки, долговечность и отсутствие деформаций напрямую зависят от правильности и качества выполнения упрочнения. Правила выполнения работы базируются на строительных нормативах и показателях.

Основные положения правильного армирования

Как правильно просчитать металлический каркас армирования

Прежде, чем приступать к работе, обязательно нужно прорисовать чертеж, составить схему. Так удастся избежать самых распространенных ошибок.

Алгоритм изготовления металлического каркаса

Сначала вбивают в землю несущие стержни диаметром 10-20 миллиметров шагом 50-60 сантиметров. Снизу и сверху варятся несущие стержни в вертикальном положении, потом привариваются рабочие дополнительные с шагом около 8-10 сантиметров.

Нюансы дополнительного армирования углов

Правила хорошего строительства

При выполнении работы используются только качественные материалы, соответствующие указанным физическим характеристикам. Именно фундамент требует использования самых лучших материалов, так как это основа и от того, насколько она получится надежной, зависит срок службы всего здания.

Нужно уметь правильно применять разные типы соединений в зависимости от контуров каркаса – в одних местах нужна сварка, в других недопустимо сваривать и нужно вязать. Делать наугад нельзя ни в коем случае. Каркас можно опускать в готовый котлован, заливать бетоном обязательно в один заход, чтобы избежать ослабляющих основание стыков и расслоений.

Для создания нужной монолитности основания на стыках стен используют гнутые стержни и установка их диагональная – под углом к основной сетке. Так удается добиться нужных характеристик надежности и прочности.

Армирование тупых углов

Когда выполняется фундамент сложной конфигурации, могут появляться углы более 90 градусов. Их упрочняют в соответствии со специальными схемами и используют арматурную конструкцию двух видов.

Первый способ

Выполняется загиб наружной продольной арматуры под установленным углом. Продольные внутренние хлысты загибаются аналогичным образом, потом вяжутся к продольной внешней части каркаса. Каждая загнутая часть продольного внутреннего прутка должна составлять минимум 50 диаметров основных стержней.

Второй способ

Осуществляется с использованием дополнительных гнутых элементов (они уже подготовлены и соответствуют нужному углу). Изогнутый элемент должен обладать плечом, равным минимум 50 диаметрам продольных прутьев. Перехлест в вязке может быть в диапазоне 35-50 значений сечения арматуры (зависит от марки цемента, который используется в приготовлении раствора).

Заключение

Армирование углов и примыканий с помощью металлических элементов играет очень важную роль и напрямую влияет на прочностные характеристики сооружения. Правильно выполненные работы данного этапа являются главным залогом длительной и комфортной эксплуатации всех помещений здания, обеспечения необходимых характеристик прочности, стойкости и сохранности на протяжении многих лет.

для чего проводится, как правильно вязать по СНиП, схемы вязки арматуры

Углы здания испытывают повышенные разнонаправленные нагрузки.

Поэтому в процессе строительства фундамент под ними усиливают армированием.

Рассмотрим варианты армирования углов ленточного фундамента, правила его выполнения, требования по СНИП и другие нюансы в нашей статье.

Необходимость процедуры

Если армированию углов не уделить должного внимания, они под воздействием нагрузок и внешних факторов могут начать деформироваться, что приведет к разрушению стен.

Дело в низкой прочности бетона на разрыв. Компенсировать это можно только при помощи металлического каркаса, удерживающего всю конструкцию.

Требования по СНИП

Работа по армированию углов ленточного основания проводятся в соответствии с нормами СНиП 52-01-2003. В нормативах указывается, какое количество арматуры должно быть применено в каждом отдельном случае.

Для расчетов нужно взять общую площадь сечения всего фундамента и вычислить от нее 0,1 процента. Полученная цифра – это минимальная площадь сечения прутка, который должен быть применен.

Все расчеты относительно усиления элементов конструкции должны быть произведены на этапе проектирования. Если это не было сделано, нужно до начала возведения фундамента продумать его армирование, определиться с видом арматуры и количеством поясов.

СНиПом диктуется расстояние между продольными элементами армирующего пояса (25-40 см) и минимальный шаг между поперечными перемычками (1/2 рабочего сечения, но не более 30 см).

Вязка арматуры или сварка?

Соединять прутки арматуры можно вязкой или сваркой. Оба варианта имеют свои характерные отличия. Чтобы выбрать более подходящую технологию, следует сравнить их характеристики.

Сварка

Соединять сегменты арматурной проволоки при помощи сварки намного быстрее. Но в процессе металл подвергается сильному нагреванию, что снижает его показатели жесткости и прочности. Это означает, что сваренный каркас менее надежен. Поэтому многие строители не используют данный метод.

Существует и другое мнение, согласно которому сварные каркасы не на много слабее, так как сварка осуществляется только в местах пересечения сегментов. При этом она позволяет сэкономить время и материалы.

Кроме того, считается, что если выполнить сварку правильно, она совсем незначительно повлияет на свойства арматуры.

Квалифицированные специалисты знают, как снизить негативное воздействие сварки на материал. Важно правильно подобрать электроды и величину тока, по завершении работы дать изделию остыть в естественных условиях, проследить, чтобы на сварной поверхности не образовались трещины.

Кроме этого следует обеспечить соединяемым элементам качественное прилегание и не использовать стыковое присоединение.

Рекомендуемые варианты присоединения прутков:

Вязка

Вязка осуществляется при помощи специальной проволоки. Данный метод соединения более простой и надежный, но требует больше времени на выполнение.

Расход материалов увеличивается за счет обвязочной проволоки. Стоит отметить, что некоторые марки арматуры вообще не предназначены для сварки. При их использовании может применяться только вязка. Проволока должна быть достаточно гибкой и прочной.

Обычно используется связочный материал из низкоуглеродистой отожженной стали. Диаметр может быть различным. Слишком тонкую проволоку можно сложить в несколько раз.

При вязке арматура соединяется с запасом подвижности. В процессе усадки, которую дают практически все новые постройки, это позволяет каркасу «подстроиться» под деформации фундамента.

В то же время сваренный каркас с жесткими стыками может при усадке спровоцировать появление микротрещин в бетоне. Поэтому при строительстве на участке со сложным грунтом следует применять вязку, обеспечивающую подвижность крепления.

Схемы

Углы бывают нескольких видов:

  1. Прямые – наиболее распространенные. Могут быть Т- или Г-образными.
  2. Тупые – произвольные (эркеры). Развернутые от 160 градусов довольно легки в работе – арматура прокладывается от внешней к внутренней стороне, увеличивая частоту поперечин в 2 раза в сравнении с остальной длиной основания, а потом уже перевязывается. Углы от 90 до 160 градусов требуют установки вертикальной арматуры.
  3. Острые – очень сложны в работе, в частном малоэтажном строительстве встречаются редко.

При укреплении углов важно придерживаться одной из общепринятых схем.

С анкеровкой Г-образными элементами

Самый простой и распространенный метод. В углы устанавливают Г-образные элементы, которые крепятся поперечинами к основному армирующему каркасу. Длина плеча Г-образного элемента должна составлять не меньше диаметра основной арматуры, умноженного на 50.

При помощи этой детали внешние арматурины двух сходящихся стен надежно связываются между собой. Все внутренние продольные прутки связываются через Г-образное крепление с внешним.

При усилении угла на каждый продольный уровень арматурного каркаса приходится по три таких детали. Укрепление в местах примыкания стен требует использования двух деталей на каждый уровень.

1. Жесткость соединения внешней продольной арматуры (1) в угловой зоне обеспечивает Г-образный хомут (6).
2. Внутренняя продольная арматура (2) жестко скрепляется с внешней продольной арматурой (1) внахлёст.
3. Шаг поперечной арматуры (L) составляет не более ¾ высоты ленты фундамента.
4. Внутреннюю и внешнюю продольную арматуру соединяет дополнительная поперечная арматура (5).
5. Длина соединения внахлёст составляет 50 диаметров горизонтальной арматуры.

С помощью П-образных хомутов

Чтобы максимально повысить прочность фундаментной конструкции, в углах и местах соединения стен применяются П-образные хомуты. По ширине они должны соответствовать ширине всего каркаса из арматуры. По длине – не меньше 50 диаметров основной арматуры.

Крепятся к основной арматуре по направлению открытой частью элемента от угла. В угловых зонах фундамента устанавливается по два П-образных элемента на каждый горизонтальный уровень каркаса. При армировании соединений, нужно по одному такому элементу на каждый горизонтальный уровень.


Чаще всего применяется вариант крепления с Г-образными элементами. Он подходит для фиксации стандартного прямого угла, при этом обеспечивает ему достаточно надежное и прочное усиление. В отличие от применения П-образных элементов, этот вариант более экономичен и элементарен в выполнении.

1. При использовании П-образных хомутов (5) угловое соединение внешней и внутренней горизонтальной арматуры ленточного фундамента (1) получает жёсткую сцепку наподобие замка.
2. В анкеровке П-образных хомутов участвует вертикальная (2), поперечная (3) и дополнительная поперечная (4) арматура.

Тупой угол

Тупые углы ленточного фундамента встречаются редко, только при сложной архитектуре здания. Например, дом может иметь угловой эркер или веранду. В любом случае углы необходимо укреплять.

Армирование тупых углов осуществляется двумя способами. Первый заключается в том, что внешние продольные арматурины просто загибаются под нужным градусом.

Внутренние продольные хлысты тоже загибаются под этим же углом, пересекаются, и связываются с внешними. Длина каждой загнутой части должна составлять не меньше, чем диаметр основной арматуры, помноженный на 50.

Второй вариант отличается тем, что под нужным градусом загибается не основная арматура, а дополнительные угловые хомуты. Их длина должна быть тоже не меньше 50 диаметров основной арматуры.

1. Для надёжного соединения арматурного каркаса при повороте ленточного фундамента под тупым углом (1) используется схема жёсткого соединения внахлёст свободных концов внутренней горизонтальной арматуры (4) с внешней горизонтальной арматурой (5).
2. Вертикальную (2) и горизонтальную (3) арматуру в зоне соединения внахлёст следует устанавливать в 2 раза чаще, чем на ровных участках ленты.
3. Длина соединения внахлёст должна быть не меньше 50 диаметров продольной арматуры.

Как правильно вязать?

Углы фундамента армируются одновременно с укреплением по всей линии фундаментного основания. Делается это по такой схеме:

  1. Дно траншеи под фундамент выравнивается, на него укладывается гидроизоляционная пленка.
  2. Вязку каркаса можно начинать в самой траншее или рядом с ней, если она слишком узкая.
  3. Нарезать элементы для каркаса. Вертикальные прутья должны быть на 10-15 см короче, чем высота траншеи.
  4. Нижним слоем с расстоянием в 30 см выкладываются поперечины.
  5. Сверху укладывают 2 продольные арматуры.
  6. Соединения связываются по технологии вязки.
  7. Над каждой второй поперечиной устанавливается и связывается вертикальная перемычка.
  8. Довязывается еще нужное количество ярусов каркаса с расстоянием по высоте примерно в 40 см.
  9. Каркас опускается в траншею.
  10. В углах и местах примыкания стен устанавливаются угловые Г-образные или П-образные элементы.
  11. Угловые элементы связываются с основным каркасом проволокой.
  12. После завершения работы по установке каркаса, траншея заливается бетоном.

Только строгое соблюдение технологии армирования обеспечит фундаменту, а значит и всему зданию прочность, надежность и долговечность.

Необходимые инструменты и приспособления

Для вязки арматуры понадобится:

Если соединения каркаса выполняются при помощи сварки, для усиления углов нужно иметь:

Технология выполнения

Технология вязки прутьев очень важна при создании любых арматурных изделий. В процессе усиления углов она должна быть особенно точной и правильной, так как от этого зависят технические характеристики всего здания.

Традиционно вязка осуществляется при помощи металлического крючка с деревянной ручкой. В последнее время все чаще с этой целью применяется специальный вязочный пистолет.

Но техника вязания узлов от смены инструмента не меняется:

  1. Для соединения элементов берут проволоку длиной около 20 см и сгибают ее пополам.
  2. Теперь ее нужно снова согнуть, но не до конца, а чтобы получился крючок.
  3. Этот крючок просовывается под пруток, который нужно связать.
  4. Далее инструмент-крючок вводится в петлю, цепляет свободный конец проволоки, и с обхватом прутка протягивает его через петлю.
  5. Свободным концом делается один оборот вокруг крючка проволоки.
  6. Петля подтягивается до упора, и свободный конец оборачивается вокруг нее еще несколько раз.

Углы хомутов привязываются «мертвым узлом»:

  1. Проволока длиной от 20 до 40 см (в зависимости от диаметра арматуры) складывается пополам.
  2. Проволочный крючок запускается петлей вперед под арматурой, слева от хомута, и выводится на 2-4 см, чтобы можно было завершить узел.
  3. Проволоку через верх хомута загибают под арматуру.
  4. В петлю проволоки вставляется крючок, и протягивается ее свободный конец.
  5. Крючком нужно потянуть петлю и обмотать вокруг нее свободный конец до обрывания.

Особенности для мелкозаглубленного ленточного фундамента

Мелкозаглубленные фундаменты обычно применяются при возведении легких или временных построек. Его используют и при возведении жилых зданий на особо прочных малоподвижных грунтах.

Во всех перечисленных вариантах выдвигаются менее строгие требования к характеристикам фундамента. Он может быть не заглубленным, а мелкозаглубленным, и его можно не так тщательно армировать.

То есть арматура может быть меньшего диаметра, с установкой с большим шагом между поперечинами. Однако углы усиливаются по всем правилам, иначе они станут слабым местом в постройке.

Распространенные ошибки

Чаще всего допускается следующая оплошность – отклонение от главных принципов углового армирования. В таких случаях основные продольные прутья просто перехлестываются в углах и связываются между собой.

Но подобное крепление при нагрузках не работает. Связка быстро разрушается, а без фиксации углов конструкция неизбежно выйдет из строя.

Строители допускают и другие ошибки:

Ошибки, допущенные при обустройстве фундамента без разборки здания исправить невозможно. Их можно только избежать, подготовив предварительно грамотный проект и пригласив квалифицированных ответственных строителей.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.

Видео по теме статьи

О том, как проводится армирование углов ленточного фундамента, расскажет видео:

Заключение

Ленточное основание монолитного типа обязательно должно быть армировано, поскольку бетон не выдерживает высоких нагрузок на разрыв. Во всей конструкции фундамента самыми напряженными точками являются углы. Их усилению арматурой следует уделить особое внимание.

Армирование углов осуществляется разными способами. Главный принцип – должен присутствовать бесшовный изогнутый элемент, обеспечивающий жесткое соединение каркасов соединяющихся стен, а также равномерно распределяющий нагрузку от угла к стенам.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Углы и примыкания ленточного фундамента являются местами концентрации разнонаправленных напряжений. Неправильная стыковка продольной рабочей арматуры на участках примыканий и по углам может привести к появлению поперечных трещин, расслоений и отколов в этих проблемных зонах. Правильное армирование ленточного фундамента обеспечивает сопротивляемость железобетонной конструкции силам сжатия и растяжения на всех его участках.

Рис.1. Нагрузки на угол фундамента.

Содержание статьи

Правила армирования углов

Общие правила применения арматуры при строительстве ленточных фундаментов изложены в СП 50-101-2004. В пункте 8.9 этого документа указано, что фундаменты стен должны объединяться в систему перекрёстных лент и иметь между собой жёсткую связку. О способах жёсткого соединения арматуры говорится в СП 52-101-2003. В пункте 8.3.26 перечислены все допустимые способы таких соединений:

1. Стыковка арматуры без сварки, внахлёст. Допускаются следующие способы анкеровки в районе нахлёстки: с прямыми концами рифлёной арматуры, с приваркой поперечных стержней, с загибами на концах в форме крюков, или петель.
2. Сварка арматуры.
3. Применение механических устройств, или резьбовых муфт.

Жёсткость соединения арматуры на углах, или примыканиях может быть обеспечена только этими способами. Соединения при помощи вязки перекрестий при армировании углов ленточного фундамента не допускаются. В этом случае происходит угловой разрыв арматурного каркаса и потеря его целостности. Для усиления угловых арматурных стыков можно применять П- и Г-образные элементы, изготовленные из арматурных прутьев, применяемых для устройства продольной (рабочей) арматуры. Вертикальные и поперечные хомуты в области угловых и примыкающих анкеровок устанавливаются в 2 раза чаще, чем в остальных частях ленточного фундамента. Оптимальное расстояние между хомутами в зонах примыканий и углов определяется как половина от ¾ высоты ленты. Не рекомендуется делать это расстояние более 25 см. Для равномерного распределения нагрузок на углах ленты, а также в области примыканий, делается жёсткая связка внутренней и внешней продольной арматуры.

Схемы армирования углов

Для формирования единой жёсткой пространственной рамы ленточного фундамента применяют следующие схемы угловых и примыкающих соединений продольной арматуры:

1. Жёсткое угловое соединение арматуры внахлёст и «лапкой».
2. Армирование угловой зоны при помощи хомута Г-образной формы.
3. Схема армирования угла при помощи П-образного хомута.
4. Армирование зоны примыкания при помощи соединения внахлёст.
5. Схема армирования примыкающей зоны при помощи хомута Г-образной формы.
6. Армирование области примыкания при помощи хомута П-образной формы.
7. Армирование тупых углов при помощи жёсткого соединения внахлёст.

Любая из вышеперечисленных схем предусматривает жёсткое соединение внутренней и внешней продольной арматуры.

Схема внахлёст (лапки)

1. Жесткость углового соединения внешней горизонтальной арматуры обеспечивается внахлёст при помощи сгиба одного из свободных концов (1-2).
2. Привязка внутренней горизонтальной арматуры (7) к внешней горизонтальной арматуре (2) осуществляется внахлёст.
3. Привязка внутренней горизонтальной арматуры (3) к внешней связке (1-2) производится при помощи соединения «лапка».
4. Шаг угловой поперечной арматуры (5) и вертикальной арматуры (4) рассчитывается по формуле 3/8 высоты ленточного фундамента.
5. Длина «лапки» составляет 35-50 диаметров продольной арматуры.

Рис. 2. Схема армирования угла внахлёст.

Хомут Г-образной формы

1. Жесткость соединения внешней продольной арматуры (1) в угловой зоне обеспечивает Г-образный хомут (6).
2. Внутренняя продольная арматура (2) жестко скрепляется с внешней продольной арматурой (1) внахлёст.
3. Шаг поперечной арматуры (L) составляет не более ¾ высоты ленты фундамента.
4. Внутреннюю и внешнюю продольную арматуру соединяет дополнительная поперечная арматура (5).
5. Длина соединения внахлёст составляет 50 диаметров горизонтальной арматуры.

Рис. 3. Схема армирования угла г-образным хомутом.

Хомут П-образной формы

1. При использовании П-образных хомутов (5) угловое соединение внешней и внутренней горизонтальной арматуры ленточного фундамента (1) получает жёсткую сцепку наподобие замка.
2. В анкеровке П-образных хомутов участвует вертикальная (2), поперечная (3) и дополнительная поперечная (4) арматура.

Рис. 4. Схема армирования углов п-образным хомутом.

Тупой угол

1. Для надёжного соединения арматурного каркаса при повороте ленточного фундамента под тупым углом (1) используется схема жёсткого соединения внахлёст свободных концов внутренней горизонтальной арматуры (4) с внешней горизонтальной арматурой (5).
2. Вертикальную (2) и горизонтальную (3) арматуру в зоне соединения внахлёст следует устанавливать в 2 раза чаще, чем на ровных участках ленты.
3. Длина соединения внахлёст должна быть не меньше 50 диаметров продольной арматуры.

Рис. 8. Схема армирование тупого угла.

Армирование примыканий

Соединение внахлёст

1. Соединение горизонтальной арматуры (2) примыкающего элемента ленточного фундамента внахлёст осуществляется только к внешней горизонтальной арматуре (1).
2. Шаг поперечной (4), дополнительной поперечной (5) и вертикальной арматуры в зоне примыкания должен быть не менее 3/8 от высоты ленты фундамента.
3. Размеры соединения внахлёст составляют 50 диаметров рабочей арматуры.

Рис.5. Схема армирования примыкания внахлёст.

Хомут Г-образной формы

1. При использовании Г-образного хомута (6) для армирования зоны примыкания горизонтальная арматура примыкающей части и внешняя горизонтальная арматура (1) соединяются с уголком внахлёст.
2. Длина соединения внахлёст (2) составляет 50 диаметров рабочей арматуры.
3. Шаг вертикальной (3) и поперечной арматуры (4) в зоне примыкания уменьшается в два раза при помощи дополнительной поперечной арматуры (5).

Рис. 6. Схема армирования примыкания хомутом г-образной формы.

Хомут П-образной формы

1. Хомут П-образной формы (6) обеспечивает дополнительную жёсткую привязку внахлёст горизонтальной арматуры примыкающего элемента ленточного фундамента (3) к внешней горизонтальной арматуре (1).
2. Длина соединения внахлёст (2) может составлять 35-50 диаметров горизонтальной арматуры.
3. Минимально допустимая длина П-образного хомута должна равняться двойной ширине ленточного фундамента.

Рис. 7. Схема армирования примыкания ленточного фундамента хомутом г-образной формы.

Рекомендуем: Пример расчета диаметра арматуры для ленточного фундамента.

Типичные ошибки

Все способы угловых и примыкающих соединений арматуры направлены на сохранение целостности арматурного каркаса, независимо от его конфигурации. Прочность ленточного фундамента зависит от правильной анкеровки концевых элементов продольной арматуры. К неправильному армированию углов ленточного фундамента приводят следующие схемы:

1. Армирование угловых зон ленточного фундамента арматурными перекрестиями с вязкой стержней продольной арматуры под прямыми углами.
2. Установка в угловых и примыкающих зонах гнутой продольной арматуры без анкеровки.

Эти ошибки являются самыми распространёнными и могут привести к разрушению фундамента в местах угловых соединений и примыканий.

Угловые и примыкающие соединения, выполненные методом вязки перекрестий стержней продольной арматуры

Типичной ошибкой армирования углов и примыканий являются соединения продольной арматуры методом вязки перекрестий. Такое арматурное соединение без надлежащей анкеровки стержней может привести к разрушению бетонного монолита из-за разнонаправленных нагрузок, возникающих по углам ленточного фундамента.

Рис. 9. Частая ошибка при армировании углов

Применение гнутой продольной арматуры для армирования угловых соединений и примыканий

1. Угловые соединения без связки внутренней и внешней продольной арматуры (1) не обеспечивают жесткой стержневой фиксации.
2. Разрушение фундамента может происходить не только из-за образования поперечных трещин, но и из-за отслаивания внутренних углов.

Рис. 10. Ещё один пример неправильного армирования углов

Обязательно прочитайте: Можно ли армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой, если собираетесь ее использовать.

Чтобы не допустить появление на углах и примыканиях ленточного фундамента образование трещин, отколов и расслоений, необходимо правильно связать концевые стержни продольной арматуры и выполнить их надёжную анкеровку. Правильное армирование углов ленточного фундамента – залог надёжности и долговечности здания.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны. 

Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.

Содержание статьи

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см2.

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см2. Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см2)  нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см2, а это больше чем 2,8 см2, которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см2. Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см2, чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались.  Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются  при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20%  — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:

Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:

Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.

Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными

Удобнее и быстрее  всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.

Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте

Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.

Армирование углов ленточного фундамента

Дата: 15 января 2019

Просмотров: 4924

Коментариев: 0

Основой любой жилой производственной постройки является фундамент. Продолжительный срок эксплуатации здания обеспечивает широко применяемая основа ленточного типа, которая обязательно усиливается стальными прутками. Армирование углов ленточного фундамента, воспринимающих значительную часть действующей нагрузки – серьезная технологическая операция.

При эксплуатации строения на фундамент постоянно воздействуют комплексные усилия – масса здания, движение почвы, реакция грунтов в результате морозного пучения. Различные зоны, в том числе и угловые стыки, железобетонной основы воспринимают сжимающие и растягивающие нагрузки.

Максимальная концентрация напряжений возникает в углах железобетонной конструкции, неправильное армирование которых может привести к нарушению целостности нулевого уровня и самого объекта строительства. Процесс армирования фундамента и его углов регламентирован строительными нормами и правилами, соблюдение которых гарантирует надежность и устойчивость строения.

Рассмотрим детально угловое армирование, правила выбора арматуры, а также остановимся на особенностях выполнения мероприятий.

Если пруты арматуры в углах вязать и устанавливать правильно, строение простоит довольно долго, и в нем не появятся никакие повреждения

Подготовительный этап

Профессионально выполненное проектирование ленточной основы и квалифицированно проведенные расчеты влияют на срок эксплуатации, прочность строения. При выполнении проектных работ учитываются следующие факторы:

По результатам расчетных мероприятий определяется глубина закладки основания. Согласно глубине погружения в почву, существует два типа фундамента:

Варианты отличаются уровнем финансовых расходов, трудоемкостью выполнения работ, объемом применяемых материалов, особенностями конструкции арматурного каркаса. Схема арматурного контура учитывает размеры прутков и обязательно предусматривает угловое армирование.

Очень важно, чтобы укладка и вязка арматуры была произведена правильно

Инструменты и приспособления

Для производства мероприятий по усилению фундамента ленточного типа, в том числе его угловых частей, подготовьте следующие инструменты:

Выбор арматуры

Правильный выбор арматуры для усиления основания углов ленточного типа положительно влияет на прочность всей конструкции. Принимая решение по применению стальных прутков, обратите внимание на маркировку проката.

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Можно применять арматуру, отличительными особенностями которой является:

Для усиления применяются металлические прутья диаметром 10-12 мм. Выбор марки и сортамента осуществляется согласно предварительно выполненным расчетам.

Целесообразность усиления основания

Правильно выполненный фундамент здания, представляющий бетонный монолит, обладает высокими прочностными характеристиками. Без стальной арматуры он не будет иметь требуемой эксплуатационной прочности. Бетон обладает повышенной устойчивостью к действию сжимающих нагрузок, однако может растрескаться при растяжении.

Это в полной мере компенсируется арматурным каркасом, устанавливаемым до заливки ленточного фундамента на нижнем и верхнем уровне ленточного контура. В углах фундамента концентрируются значительные усилия. Именно поэтому правильное армирование углов основания ленточного типа является гарантией длительного ресурса эксплуатации строения и его прочности.

В угловые части дополнительно нужно установить вертикальные металлические стержни

Установленная в угловых частях фундамента арматура значительно увеличивает прочностные характеристики конструкции, компенсирует изгибающие и разрывные нагрузки. Вертикально расположенные стальные стержни поддерживают арматурные пояса, расположенные в верхней и нижней части каркаса.

Особенности

Осуществляя армирование ленточного фундамента, придерживайтесь предварительно разработанной схемы расположения элементов пространственного каркаса и соблюдайте размеры, необходимый шаг:

Армирование угла и примыкания ленточного фундамента

При сборке пространственной конструкции соблюдайте следующую очередность операций:

Сгибание арматуры правильно производить под прямым углом

При выполнении работ по сборке арматурного каркаса особого внимания требует армирование углов фундамента. В угловых частях конструкции устанавливайте изогнутые стержни, избегайте нежелательных стыков арматурных прутков.

Армирование тупого угла фундамента

Серьезной особенностью выполнения работ по усилению угловых зон нулевого уровня является применение дополнительной фиксации, произведенной с помощью стальных прутков. Расположенные в углах основания прутки объединяют участки, воспринимающие перпендикулярно направленные усилия. Обеспечение жесткости пространственной системы в углах нулевого уровня производится путем установки дополнительных вертикальных стержней, расстояние между которыми в два раза меньше, чем по периметру контура.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Усиление углов

В углах ленточного основания концентрируется напряжение, действующее в различных направлениях, сжимающее и растягивающее конструкцию. При правильно выполненном усилении напряжение воспринимают стальные прутья арматурного каркаса. Неправильное армирование вызывает нарушение целостности ленточного основания.

Фиксация элементов стальной конструкция должна обеспечивать полную передачу усилий между прутьями арматуры. Если армирование углов ленточного фундамента будет выполнено без разрывов, а соединение элементов будет жестким, то монолитное основание ленточного типа будет обладать необходимой прочностью за счет цельной пространственной рамы.

Простое соединение двух армирующих прутьев в углах недопустимо ни при каких обстоятельствах

Не допускается фиксация перпендикулярно расположенной арматуры, концы которой просто связаны с применением проволоки для вязания. Это вызывает появление трещин в угловых частях основания, расслаивание, откол частей фундамента.

Рассмотрим, как правильно армировать углы, какие главные ошибки допускают застройщики, не знакомые со спецификой армирования.

Производя работы, обратите внимание на следующие моменты:

Выполнив армирование, обязательно сопоставьте соответствие конструкции собранного каркаса с предварительной разработанной схемой. Недостаточно жесткое крепление стержней, нарушение рекомендаций приводит к разрыву стальных прутков в точках фиксации и последующему растрескиванию основания.

Основная ошибка, которую допускают застройщики, производящие армирование углов ленточного фундамента – фиксация перпендикулярно расположенных концов прутьев. Это нарушает целостность жесткой пространственной конструкции, приводит к растрескиванию бетона, нарушению устойчивости строения.

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Армирование оснований производят в различных вариантах:

При изгибе стальных прутьев более 150 градусов применяются цельные прутки, имеющие незначительный изгиб. При меньших углах наружные прутья, имеющие прямолинейную конфигурацию, остаются целыми. Угловые элементы каждого яруса изгибаются соответствующим образом и пересекаются в зонах крепления. Усиление прямого угла основания осуществляется с использованием отдельных стержней Г-образной конфигурации.

Фиксация арматуры

Неправильное армирование вызывает серьезные последствия, связанные с появлением трещин. Обидно, если проблема возникла из-за некачественно выполненного соединения элементов. Принимая решение о методе фиксации арматуры, застройщики задаются вопросом, какой способ лучше использовать:

Угловое армирование, а также усиление продольных частей каркаса, будут иметь необходимую прочность, если использовать вязальную проволоку. В эффективности данного варианта крепления убедились многие застройщики.

Применение электрической сварки не обеспечивает требуемую жесткость арматурного каркаса, который в точках стыков разрывается под воздействием нагрузок и реакции почвы. Электрическая сварка нарушает структуру прутков в зонах нагрева. Повреждение каркаса вызывает образование на нулевом уровне нежелательных трещин.Заключение

Ознакомившись с материалом статьи, изучив, как правильно армировать углы, можно избежать серьезных ошибок. Владея информацией, несложно самостоятельно выполнить работы по усилению ленточного фундамента с помощью надежно зафиксированных элементов пространственного арматурного каркаса.

Результат профессионально выполненной работы – прочная конструкция основания, позволяющая осуществить возведение здания и эксплуатировать его на протяжении длительного времени.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

схема, чертеж и пошаговая инструкция по укладке арматуры своими руками, как правильно уложить каркас, какое должно быть расстояние

Чтобы выстроить малый дом в 1-2 этажа, хоз. постройку, придорожный магазинчик или гараж устраивается ленточный фундамент.

Это недорогой и надежный вариант при возведении строений малой этажности.

На его заливку расходуется минимум материалов и времени.

Бетон сам по себе довольно хрупкий и подвержен разрушению. Для его упрочнения используется арматурный каркас.

Строительные работы до начала процесса

Перед началом армирования необходимо сделать чертеж фундамента. Он должен подпирать внешние стены и несущие внутренние перегородки. После производится расчет арматурного каркаса.

Перед непосредственным началом строительных работ по вязке скелета необходимо:

  1. Выкопать траншею – согласно расположению и размерам чертежа.
  2. Собрать опалубку внутри траншеи из подходящих материалов.
  3. Организовать песчаную подушку в качестве подложки для равномерности распределения бетона.

Главные элементы для обустройства арматурного каркаса

От правильно собранной конструкции зависит ее надежность и долговечность.

Любой каркас ленточного фундамента включает такие арматурные элементы:

Правильный остов повышает несущую способность строения. Он также препятствует воздействию деформационных сил извне.

Какие схемы существуют?

Существует две установленные схемы продольной установке арматуры:

Если принять ширину основания для фундамента более чем 500 мм, то используется вторая схема. Это зависит от норм, которые предписывают рядом расположенные стержни укладывать с интервалом 400 мм друг от друга.


Боковая продольная арматура должна отходить от бетонных стенок на 50-70 мм. Это способствует сохранению защитного слоя бетона на каркасе.

При возведении фундамента любой высоты применяется два пояса армирования:

Типовые схемы по устройству углов и Т-образных примыканий применяются хомуты:

На рисунке изображен чертеж схемы армирования ленточного фундамента с применением Г и П элементов:

Гнутые элементы должны быть продолжением основных продольных прутьев и «наслаиваться» на них на 600-700 мм, но не короче 50 диаметров арматуры. Шаг арматуры в местах расположения углов вычисляется по соотношению: 0,75 х высоты фундамента.

Детальная информация по армированию содержится в СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83.

Выбор и расчет

При армировании необходимо использовать арматуру класса АIII. Она отличается рифленой поверхностью. Ее применяют для продольных и поперечных хлыстов, а также в упрочнении углов.

Такой тип, по сравнению с гладкой, имеет лучшую сцепляющую способность с бетоном. Гладкие класса АI применяют для вертикальных элементов.

Допустимо применять только горячекатаную сталь марок:

В настоящее время помимо стандартных металлических прутков применяют арматуру из стеклопластика. Ее прочность выше, чем у стальной. Но такой тип чаще используется в крупногабаритном строительстве для уменьшения нагрузки.

Упрощенный план расчета:

  1. Чтобы рассчитать сечение рабочих прутьев необходимо взять 0,1% площади сечения фундамента, а именно, для фундамента длиной:
    • менее 3м применимо сечение в 10мм;
    • более 3м — сечение необходимо применять не менее 12 мм, но не более 40 мм.
  2. Горизонтальная арматура составляет более 25% толщины рабочего прутка (минимальное значение 6 мм).
  3. Вертикальные стержни рассчитываются согласно высоты фундамента:
    • менее 0,8м принимается сечение в 6мм;
    • более 0,8м принимается сечение в 8мм и более.

Данные формулы применимы только при возведении небольших построек. Габаритные строения в соответствие со СНиП требуют учитывать запас арматуры для обеспечения достаточной прочности.

При планировании постройки в три этажа и выше, либо при наличии подвижных грунтов, предпочтительнее заказать расчет и схему в специализированной строительной фирме.

Еще больше информации о расчете арматуры в видео:

Необходимые инструменты и материалы

Прежде чем приступить к строительно-монтажным работам нужно заранее собрать необходимые инструменты и приспособления:

Обустройство опалубки и подушки

Для устройства опалубки используются ОСБ-плиты, деревянные конструкции, фанера или ДВП. Материал должен удерживать бетон и не сгибаться под его давлением. Чем выше фундамент, тем прочнее требуется материал.

Сборка опалубки поэтапно:

Следом устраивается песчаная подушка. Ее толщина варьируется в пределах 200 мм. При этом песок следует предварительно утрамбовать. Для быстрой трамбовки достаточно намочить песок водой.

Как правильно армировать — пошаговая инструкция

Связывание арматуры для остова делается либо сразу в опалубке, либо за ее пределами с последующей установкой в местах использования.

Этапы вязки «скелета» фундамента:

Независимо от того, где происходит вязка: непосредственно в опалубке или же отдельно с последующей установкой в опалубку – последовательность шагов неизменна. Если части каркаса собираются отдельно, то их необходимо хорошо связать между собой непосредственно в опалубке.

Все пересечения арматуры должны вязаться проволокой. Иногда допустимо применять хомуты из пластика. Использование сварочного аппарата для соединения элементов запрещается строительными нормами.

Как правильно гнуть арматуру?

Правильность работы с инструментами, которые способны согнуть металлические основы для дальнейшего использования в процессе армирования, позволяет создавать правильные и надежные гнутые элементы костяка.

Чтобы согнуть металлический прут существует два способа:

Горячий метод делает место сгиба хрупким. Для дальнейшей работы необходимо остудить готовое изделие на открытом воздухе.

Раскрой

Если диаметр прутьев не превышает 12 мм, для резки применимы ножовка по металлу, либо ленточная пила. Если диаметр штырей больше 12 мм, лучше применять «болгарку» со специальной насадкой, предназначенной для «мягкой» стали.

Автоматический инструмент способствует ускорению строительно-монтажных работ, но требует аккуратной работы, чтобы избежать травматизма.

Расположение

Арматура должна отступать от края фундамента вовнутрь на 50-60 мм. Это предотвратит коррозию металла внутри фундамента и создаст защитный слой из бетона. Глубже делать не рекомендуется, так как остов перестанет выполнять свои функции и противостоять внешним воздействиям среды на бетон.

Для создания цельносвязанного каркаса необходимо соединять вертикальные и поперечные стержни одним хомутом.

Для создания защитного бетонного слоя внизу фундамента под каркас на расстоянии около 0,5 метров необходимо подкладывать кирпичи. При этом не следует допускать прогибов скелета.

Как правильно уложить продольную арматуру?

Продольная арматура должна обеспечивать равномерность распределение деформационных сил по всему фундаменту.

То есть она делает бетон работоспособным. В п. 7.3.6 СНиП 52-01-2003 указывается, что шаг между продольными армирующими прутами нужно рассчитывать исходя из их типа (стены, плиты перекрытия, балки, колонны), а также высоты и ширины поперечного сечения.

Но при этом расстояние между продольными прутками не должно быть более 400-500 мм. При укладке следует использовать целые хлысты без соединений, удлиненные на 1,5-2 метра для того, чтобы сделать загибы по углам. Это повысит их прочность.

Укладка поперечной

Правила поперечного армирования рассмотрены в п. 7.3.7 СНиП 52-01-2003. Вертикальная и поперечная арматура размещается с отступом до 300 мм друг от друга.

Но при этом это расстояние не должно быть меньше половины высоты основания. Она забирает на себя часть поперечной нагрузки, которая воздействует на бетон и предупреждает формирование наклонных трещин.

Процесс вязки

Для вязки существует специализированная «вязальная» проволока. Чтобы правильно выбрать необходимый материал, нужно обратить внимание на его состав.

В состав вязальной проволоки входит низкоуглеродистая сталь. Отличается она белым цветом.

В процессе связывания достаточно приобрести проволоку диаметром от 1,0 до 1,4 мм. Если использовать минимальную толщину, то материал легко рвется. При использовании более толстой продукции в процессе монтажа будет сложно ее скручивать.

Для вязки двух элементов остова необходимо подготовить отрезы длиной 250-500мм, для соединения трех штырей нужны отрезы не менее 500мм. Отрезаемая длина зависит от диаметра связываемых материалов. При связывании нескольких элементов, вязальную проволоку следует складывать пополам.

Длину скрутки не следует делать слишком большой. Достаточно 3-5 витков для создания прочного соединения.

Углы основания

Чтобы обеспечить гармоничный переход двух векторов разной нагрузки, нужно правильно произвести армирование углов. В этом случае применимы гнутые элементы.

При достаточной длине продольных стержней лучше будет завести хлысты за угол на 600-700мм. Цельные элементы значительно повысят прочность отдельных хомутов.

При этом шаг пояса из вертикальной и поперечной арматуры должен составлять ½ шага прямых участков ленточного фундамента.

Возможные ошибки и как исправить

Малый напуск арматуры или его отсутствие в каркасе недопустим, так как в процессе бетонирования костяк может двигаться.

Это может привести к нарушению готового изделия. Лучше оставлять припуски по 200 мм.

Сварка элементов или связывание неподходящим материалом, например, веревкой недопустимы.

Сварка делает узел крепления хрупким, а веревка не обеспечивает достаточной прочности соединения.

Армирование углов без напусков. Армирование углов внахлест хлыстом может привести к быстрому разрушению и неравномерному переходу нагрузок между двумя частями фундаментной конструкции. Для решения проблемы включаются добавочные гнутые элементы.

Заключение

В технологическом плане армирование ленточного фундамента – процесс запутанный и трудоемкий. Но его вполне реально осуществить самостоятельно с использованием инструкций. Достаточно использовать силу двух-трех рабочих и подготовить несколько простых расчетов. Такой фундамент станет хорошим началом для будущего негабаритного строения.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Как вяжут арматуру для фундамента разного типа?

Для возведения единого фундамента не требуется никакого подкрепления. Неважно, какого он типа: ленточный, столбчатый или монолитный. А так как материалов на фундамент хватит даже на простой частный дом, это занимает много (иногда несколько сотен метров), то возникает масса вопросов. Один из них: «Как вяжут арматуру для фундамента?»

Следует отметить, что этот процесс достаточно сложен и трудоемок.Вязать арматуру в неглубоко утопленном ленточном фундаменте сможет далеко не каждый, так как в проем шириной 40-50 сантиметров взрослый мужчина не влезет. Например, на фундамент для дома небольших габаритов потребуется 500-600 метров арматуры, а это больше сотни хлыстов. Четвертая часть этого количества будет разрезана на более мелкие стержни, что позволит создать трехмерную конструкцию.

Теперь можно поговорить о том, как связать арматуру для фундамента.Если говорить о ленточном фундаменте, то делается довольно просто. Каждый прямой угол между стержнями ловится проволокой, а затем скручивается. Там, где стержни лежат не менее полуметра, вязать нужно в трех местах - по центру и по краям. Для вязания используется проволока, диаметр которой составляет 1-2 миллиметра. Он не выполняет никаких несущих функций, просто более толстую проволоку будет сложно скрутить. От арматуры до внешней части конструкции необходимо соблюдать расстояние 2-3 сантиметра.Можно купить специальные фиксаторы для арматуры, тогда это расстояние будет соблюдаться само собой. Рассматривая, как вяжется арматура для фундамента, стоит отметить, что специалисты не рекомендуют натягивать ее по средней линии. Это будет просто пустой тратой материалов и усилий.

Вязать или варить арматуру?

Специалисты давно отказываются от сварки арматуры для различных железобетонных конструкций, так как ее прочность не такая высокая, как при вязании стальной проволокой. Уже давно изобретен специальный станок, с помощью которого можно производить все необходимые манипуляции.Такой пистолет довольно большой, но с его помощью завязывается один узел всего за 2 секунды. Рука с этим устройством легко достанется туда, где человеку сложно протиснуться.

Если говорить о том, как связать арматуру для фундамента монолитного типа, то ее укладывают горизонтально и вертикально, связывая пересечения проволоки, при этом концы последней стягивают и скрепляют между собой. Для этого можно использовать специальный крючок. Проволока складывается пополам, чтобы получилась петля, которую надевают на крючок.Концы проволоки следует обернуть вокруг места стыка арматуры. Затем заготовку кладут в приспособление, а затем скручивают. Простой крюк нужно вращать вручную, а саморез зацепляется автоматически. Важно предотвратить коррозию арматуры, из-за которой невозможно заедание.

Говоря о том, как правильно вязать арматурный фундамент, следует отметить, что существует еще один способ, который подразумевает использование отвертки. В наконечник устройства вставлен крючок, который вращается, что дает возможность ускорить процесс связывания.Можно использовать и готовые скобы, не предполагающие использования каких-либо приспособлений.

p >> .

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

Обычно установка RL 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 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 моделях, 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.

Policy Iteration (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 общности. Если вы рассматриваете Q-обучение как обновление чисел в двумерном массиве (пространство действий * пространство состояний), оно, по сути, напоминает динамическое программирование. Это означает, 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-значения. Входом для сети является ток, а выходом - соответствующее значение Q для каждого действия.

DQN Пример 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 Q-значение для Q-обучения:

Целевое Q-значение (https://storage.googleapis.com/deepmind-media/dqn/DQNNaturePaper.pdf)

ϕ эквивалентно состоянию s, в то время как обозначает параметры в нейронной сети, которые не входят в область нашего обсуждения.Таким образом, функция потерь для сети определяется как квадрат ошибки между целевым значением Q и выходным значением Q из сети.

Псевдокод DQN (https://storage.googleapis.com/deepmind-media/dqn/DQNNaturePaper.pdf)

Еще два метода также важны для обучения DQN:

  1. Experience Replay : Поскольку обучающие образцы в типичном RL настройки сильно коррелированы и менее эффективны для данных, это приведет к более сложной конвергенции для сети. Одним из способов решения проблемы распространения образцов является воспроизведение опыта.По сути, образцы переходов сохраняются, которые затем случайным образом выбираются из «пула переходов» для обновления знаний.
  2. Отдельная целевая сеть : Целевая Q-сеть имеет ту же структуру, что и сеть, которая оценивает значение. Каждые шаги C, в соответствии с приведенным выше псевдокодом, целевая сеть сбрасывается на другую. Таким образом, колебания становятся менее сильными, что приводит к более стабильным тренировкам.

2.4 Глубокий детерминированный градиент политики (DDPG)

Хотя DQN добилась огромного успеха в задачах более высокого измерения, таких как игра Atari, пространство действия все еще остается дискретным.Однако для многих задач, представляющих интерес, особенно для задач физического контроля, пространство действий является непрерывным. Если вы слишком точно распределите пространство действия, вы получите слишком большое пространство действия. Например, предположим, что степень свободной случайной системы равна 10. Для каждой степени вы делите пространство на 4 части. У вас будет 4¹⁰ = 1048576 действий. Также чрезвычайно сложно сходиться в таком большом пространстве действий.

DDPG опирается на архитектуру «актер-критик» с двумя одноименными элементами: актер и критик.Актер используется для настройки параметра 𝜽 для функции политики, то есть для определения наилучшего действия для определенного состояния.

Функция политики (https://zhuanlan.zhihu.com/p/25239682)

Критик используется для оценки функции политики, оцененной субъектом в соответствии с ошибкой временной разницы (TD).

Ошибка разницы во времени (http://proceedings.mlr.press/v32/silver14.pdf)

Здесь строчные буквы v обозначают политику, выбранную субъектом. Знакомо? Да! Это похоже на уравнение обновления Q-обучения! TD-обучение - это способ научиться предсказывать значение в зависимости от будущих значений данного состояния.Q-обучение - это особый тип TD-обучения для изучения Q-ценности.

Архитектура актера-критика (https://arxiv.org/pdf/1509.02971.pdf)

DDPG также заимствует идеи воспроизведения опыта и отдельной целевой сети от DQN . Другой проблемой для DDPG является то, что он редко выполняет исследование действий. Решением для этого является добавление шума в пространство параметров или пространство действий.

Action Noise (слева), Parameter Noise (справа) (https: //blog.openai.com / better-exploration-with-parameter-noise /)

Утверждается, что добавление в пространство параметров лучше, чем в пространство действий, согласно этой статье, написанной OpenAI. Один из часто используемых шумов - это случайный процесс Орнштейна-Уленбека.

Псевдокод DDPG (https://arxiv.org/pdf/1509.02971.pdf)

Я обсуждал некоторые основные концепции Q-обучения, SARSA, DQN и DDPG. В следующей статье я продолжу обсуждать другие современные алгоритмы обучения с подкреплением, включая NAF, A3C и т. Д.В конце я кратко сравним каждый из рассмотренных мной алгоритмов. Если у вас возникнут проблемы или вопросы относительно этой статьи, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже или подписываться на меня в твиттере.

.

Обучение с подкреплением 101. Изучите основы подкрепления… | Швета Бхатт

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 от его собственных действий и опыта.

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 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.

Некоторые ключевые термины, которые описывают основные элементы проблемы RL:

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

Проблема RL лучше всего может быть 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 в игре). Состояния - это местоположение агента в мире сетки, а общая совокупная награда - это агент, выигравший игру.

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой изучения новых состояний, одновременно максимизируя свою общую награду.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы уравновесить и то и другое, лучшая общая стратегия может включать в себя краткосрочные жертвы. Следовательно, 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 моделей, 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 имеют возможности 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 политики (DDPG) - это не связанный с политикой алгоритм, не связанный с политикой, критикующий субъект, который решает эту проблему, изучая политики в многомерных пространствах непрерывных действий.На рисунке ниже представлена ​​архитектура "актер-критик" .

Так как 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 здравоохранении, и основанные на RL агенты 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 одно техническое руководство по RL от Pieter Abbeel и John Schulman (Open AI / Berkeley AI Research Lab).

Для начала создания и тестирования агентов RL могут быть полезны следующие ресурсы.

  1. Этот блог о том, как обучить агент нейронной сети ATARI Pong с градиентами политики из необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением всего лишь с 130 строками 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.
.

Введение в обучение с подкреплением Q-Learning с деревьями решений | Автор: Чакрит Яу

Этот проект начался как мое чистое любопытство, можно ли использовать другие алгоритмы для Q-Learning. Таким образом, мы не касаемся более глубоких вопросов, таких как реализация деревьев решений специально для обучения с подкреплением или более глубокий анализ производительности и скорости и т. Д.

Мы собираемся использовать одну из самых простых задач RL для экспериментов - CartPole V0. Эта среда предоставляется OpenAI Gym - библиотекой, состоящей из различных сред для тестирования платформ обучения с подкреплением.В основном на тележке есть шест. Вы можете двигаться влево или вправо. Ваша цель - как можно дольше удерживать штангу от опрокидывания.

Я раздвоил репозиторий GitHub от Грега Сурмы, где он предоставляет модель Keras для решения проблемы CartPole. Я повторно использовал большую часть его кода, изменяя только те части, которые нужно изменить. Мои благодарности Грегу Сурме за его кодовую базу.

Давайте рассмотрим, что делает модель Сурмы, шаг за шагом.

  1. Игра CartPole инициализирована. Количество действий записывается.
  2. На каждом временном шаге нам дается кортеж (x1, x2, x3, x4) . Этот кортеж представляет текущее состояние тележки и шеста.
  3. Мы сообщаем игре, хотим ли мы двигаться влево или вправо. Решение принимается на основе нашей модели (обычно нейронных сетей) путем запроса модели ожидаемого вознаграждения за выполнение каждого действия в этом состоянии.
  4. После выполнения действия получаем новое состояние и награду.
  5. Мы просим нашу модель предсказать ожидаемые награды за каждое действие в новом состоянии.Возьмите наивысшее вознаграждение в качестве ожидаемого вознаграждения за пребывание в этом новом состоянии, дисконтируйте его с коэффициентом ГАММА и прибавьте его к существующей награде. Это новое значение q (или ожидаемое вознаграждение) для данной комбинации состояния и действия.
  6. Поместите кортеж состояния / действия / награды / нового состояния в какой-то буфер или память.
  7. Выбрать всю или часть памяти. Частично соответствует модели с вызванной памятью.
  8. Вернитесь к шагу 2. Повторяйте, пока не получите удовлетворительный результат.

Как видите, весь процесс прост при применении с нейронными сетями (или, по крайней мере, с Keras). Мы можем запросить у нейронных сетей прогнозы ожидаемых вознаграждений за действия даже до того, как сети будут обучены (конечно, вы получаете случайные числа, но это нормально для первого раунда). После вычисления нового q-значения мы можем выбрать экземпляр из памяти и подогнать его к нейронным сетям, не теряя всего, что мы уже обучили (правда, будет деградация.Это, в первую очередь, основа для введения воспроизведения опыта.)

Если мы хотим заменить нейронные сети другими регрессорами, есть несколько требований.

  1. Регрессоры должны поддерживать несколько меток. Я поставил «должен» вместо «должен», потому что это не существенно. С помощью нескольких строк кода мы могли бы реализовать индивидуальный регрессор для каждого действия отдельно; но все же встроенная поддержка нескольких меток более удобна для работы.
    Большинство алгоритмов в SKLearn изначально поддерживают множественные метки, поэтому вы можете в значительной степени отказаться от линейной регрессии, SVR и случайного леса.Деревья с градиентным усилением немного сложнее, так как популярные библиотеки, такие как XGBoost, CatBoost и LightGBM, не предлагают поддержки нескольких меток. К счастью, мы можем обернуть их в MultiOutputRegressor SKLearn и решить эту проблему.
  2. Поскольку GBT должен быть пригоден, прежде чем вызывать прогноз, мы должны предоставить свои собственные ожидаемые награды для первого раунда. Это включает в себя сначала проверку, подходит ли модель. В противном случае мы можем указать фиксированное значение или случайное число. В качестве начальных значений я выбрал 0.
  3. Частичная установка GBT невозможна. Вместо того, чтобы подбирать по одному экземпляру за раз, мы должны построить всю память вместе с массивом q-значений и полностью переобучать регрессор на каждом временном шаге.
  4. Поскольку мы переобучаем всю память, устаревший опыт с устаревшим значением q никогда не исчезнет сам по себе. В отличие от нейронных сетей, мы должны ограничить размер памяти гораздо меньшим числом. В своем случае я выбрал 1000.
  5. В качестве побочного эффекта мы должны увеличить минимальную скорость исследования, чтобы учащийся не застрял.Вполне вероятно, что небольшая память, которая у нас есть, будет заполнена некачественным опытом, поэтому нам нужно продолжить изучение.

На следующем рисунке показаны изменения, которые я внес в исходный код. Я использую LightGBM в эксперименте из-за его производительности и скорости.

Изменения, внесенные мной в исходный код

Замечание Я запускаю код через Jupyter Notebook, который, на удивление, был быстрее, чем запуск из командной строки. Возможно, это как-то связано с работой на машине с Windows.

Код также можно найти на GitHub.

.

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 награда, которую 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 работает. 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 компанией DeepMind

В чем заключается 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, в которой агент получает положительное вознаграждение за победу 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, чтобы максимизировать общую будущую награду.

.

Обучение с подкреплением с нуля: применение безмодельных методов и детальная оценка параметров | Стерлинг Осборн, доктор философии, исследователь

Мы представили эпизоды и способы выбора действий, но нам еще предстоит продемонстрировать, как и алгоритм использует это, чтобы изучить лучшие действия. Следовательно, мы формально определим наш первый алгоритм RL, Temporal Difference 0 .

Temporal Difference - Zero

Temporal Difference λ - это семейство алгоритмов, зависящих от выбора λ.Самый простой - установить это значение в ноль, после чего будет действовать следующее правило обновления:

Определение: TD (0) Правило обновления: Wiki

где:

  • В (с) - значение состояния s,
  • α - параметр скорости обучения , ,
  • ,
  • r - вознаграждение,
  • ,
  • γ - параметр коэффициента дисконтирования , и
  • ,
  • В (s ') - это значение следующего состояния.

Итак, что означает это уравнение? Короче говоря, мы обновляем наши знания о качестве текущего состояния, обозначенного V (s), на основе комбинации его значения и результата выполнения действия до следующего состояния, определенного в эпизоде.

Например, предположим, что мы начинаем обработку обучения, и наше первое действие - выбросить из состояния [-5, -5], и оно успешно попадает в корзину, тогда у нас есть положительное вознаграждение +1 за достижение цели. Таким образом, у нас есть следующее обновление:

Это может показаться тривиальным вычислением, но важно помнить, что успех не гарантирован. Следовательно, если мы подумаем обо всех возможных действиях, результат этого первого броска означает, что мы считаем, что это действие в настоящее время является лучшим выбором.Это действие throw имеет значение 0,5 по сравнению с 0 для всех других действий, которые еще не были протестированы.

Следовательно, при ϵ-жадном процессе выбора мы попробуем это снова. Однако на этот раз бумага не попадает в корзину, а пропускается, и поэтому у нас есть отрицательное конечное вознаграждение в размере -1-1:

. Итак, мы видим, что наше значение этого состояния теперь немного уменьшилось, чтобы учесть второй бросок.

Основная концепция обучения с подкреплением заключается в том, что мы проверяем действия путем повторной выборки; нам нужно повторять количество выборок до тех пор, пока результаты не приблизятся к оценке истинных вероятностных результатов.

Например, если мы рассмотрим подбрасывание монеты 2 раза, мы вполне можем получить оба результата, которые будут орлом, но если мы бросим ее 100 раз, то, вероятно, мы увидим разделение 50/50 между орлом и решкой. В нашем примере, если бросок из состояния [-5, -5] является хорошим действием, то повторные попытки в целом должны привести к положительному результату. Поначалу это может быть довольно сложно понять, но, говоря простыми словами, мы тестируем действие методом проб и ошибок и заставляем наш алгоритм делать всю работу, поэтому нам не нужно.

Примечание. На данный момент мы зафиксируем начальное состояние на [-5, -5], а параметры - на ϵ = 0,1 , α = 0,5 и γ = 0,5 , пока мы не продемонстрируем изменения параметров позже.

После 100 эпизодов мы видим, что состояния вокруг нашей фиксированной начальной точки обновились, но если мы сравним следующую тепловую карту бок о бок с предыдущим линейным графиком, мы увидим, что это не полностью сходится после 100 эпизодов и все еще обновляется.

Начальный TD (0) Результат

Таким образом, мы значительно увеличиваем количество серий со 100 до 1000

Поскольку мы начинаем обнаруживать, что это занимает все больше и больше времени, хорошей идеей является введение метода отслеживания ход цикла.Для этого я применил метод, представленный в этом посте.

Увеличение до 1000 эпизодов

Различные награды

Отметим, что результаты этого показывают, что значения состояний очень отрицательны и что они расходятся (т.е. не стабильны).

Есть несколько шагов, которые мы можем предпринять, чтобы улучшить это, сначала мы введем награды за другие действия. В настоящее время у нас есть только награды, когда алгоритм бросает и получает +1 за положительную цель или -1 за отрицательную.

Это часть процесса обучения с подкреплением, который дает нам контроль над тем, для чего оптимизируется алгоритм. Например, предположим, что мы хотим препятствовать выбрасыванию алгоритма, мы могли бы ввести небольшое положительное вознаграждение (скажем, 0,1) за каждое действие хода, как показано ниже.

Добавьте вознаграждение за перемещение: r_move = 0.1

Хотя сначала это кажется хуже, значение колебания состояния показывает, что есть значение, которое он пытается найти, но наш выбор параметров приводит к его расхождению.Но, по крайней мере, мы видим, что оно приближается к конвергенции.

Мы могли бы начать варьировать параметры, но часть проблемы заключается в том, что мы суммируем значение состояния для большого количества действий (360 направлений броска и 8 направлений движения). Следовательно, вместо того, чтобы сводить это в одно значение, было бы лучше рассматривать качество каждой пары состояние-действие индивидуально.

Для этого мы можем представить наш второй безмодельный метод: Q-Learning .

Как и TD (0), Q-Learning учится, когда мы предпринимаем каждое действие, но вместо этого просматривает возможные последующие действия, чтобы учиться быстрее.

Определение: Правило обновления Q-Learning: Wiki

где:

  • Q (s_t, a_t) - значение пар состояние-действие,
  • α - параметр скорости обучения ,
  • r - вознаграждение,
  • ,
  • , γ - параметр коэффициента дисконтирования , , и,
  • ,
  • Q (s_t + 1, a) - значение пар действий в следующем состоянии.

Как и раньше, зафиксируем параметры ϵ = 0,1, α = 0,5 и γ = 0,5.

Начальный запуск Q-Learning.

Смотрите также