Главное меню

Какую арматуру использовать для фундамента


Арматура для фундамента марка стали какая лучше

При частном строительстве созданию арматуры под фундамент многие застройщики не уделяют должного внимания, считая, что бетон способен противостоять нагрузкам. Так же неопытные строители не обращают внимания на марку, вид и класс прутьев арматуры.

Арматура для фундамента – это необходимый элемент составляющих железобетонного основания дома. Она позволяет увеличить прочность основания дома, так как один бетон плохо справляется с воздействием нагрузки. При заливке бетонной смеси стальные прутья арматуры в массиве бетона располагают так, чтобы основная нагрузка приходились на них.

Арматура для разных типов фундаментов

Чтобы укрепление бетона было реализовано в максимальной степени, следует знать, какая арматура нужна для обустройства ленточного фундамента, произвести ее расчет и правильно провести строительные работы.

При выборе металлических прутьев арматуры необходимо учитывать:

 

Какая арматура нужна для создания прочного каркаса

 

Вид

Арматура под фундамент делается из стальных прутьев в виде стержней с круглой формой сечения. Они могут быть гладкими и профилированными. Чтобы улучшить прочность фундамента выпускают стержни с ребристой поверхностью. Их можно использовать для фундамента в качестве основного материала, а для вспомогательных целей лучше взять гладкие прутки.

Раньше использовали только стальную арматуру, сейчас появилась прутья из прочного стеклопластика, которые можно применять на заболоченных участках. Их главное преимущество перед стальными – стойкость к коррозии.

Виды профиля для армирования

 

Класс

Для железобетонной монолитной плиты нужны рифленые стержни класса A400. Хотя они дороже гладких, зато их сцепление намного выше.

Важно! Не выбирайте арматуру для обустройства фундамента более низких классов, чем 400, при желании вы можете выбрать классы выше.

Марка

Для строительства основания дома используется арматура из горячекатаной стали. Марки арматуры для ленточного фундамента обозначаются литером «А». Цифра 400 указывает на предел текучести. Чем больше нагрузка, тем выше должна быть эта цифра.

Как правильно выбрать материалы для бани? Обращайте внимание на маркировку. Прутки, обозначенные литером «С», можно соединять сваркой. Если стоит маркировка «К», значит, что материал не подвержен коррозии.

Механические характеристики горячепрокатной арматуры

 

 

Сечение

Сечение – основной параметр прутьев. Стальные прутья выпускаются ᴓ от 0,5 до 3,2 м, металлопластиковые могут иметь диаметр от 0,4 до 2 см.

При возведении частных домов нужны стержни диаметром 0,8-1,6 см.

Как проводится армирование

При строительстве дома на бетонной плите необходимо провести армирование каркаса в зонах продавливания, к ним относятся места опирания несущих и поперечных стен или колонн.

Армированием фундаментной ленты занимаются в последующем порядке:

 

Схема армирования

 

На ленточный фундамент давят силы снизу, когда из-за морозов почва начинает вспучиваться, а также тяжесть дома – сверху. Поэтому делают стальные пояса сверху и снизу. Если ленточный фундамент глубокого заложения, то поясов армирования делают уже три. При высоте ленты больше 150 см, устанавливают вертикальные и поперечные прутья. Такая методика позволяет сделать основание крепким даже на слабых грунтах.

Столбчатый фундамент из буронабивных свай

 

В последние годы при строительстве частных домов стал популярен свайно-столбчатый фундамент, такой способ более технологичен. На нестабильных грунтах буронабивные сваи, расширяющиеся сверху вниз, иногда становятся единственным возможным основанием дома.

Строительство буронабивного фундамента начинают с разметки расположения свай. Чтобы они выдержали нагрузку на разрыв не обойтись без усиления бетона, для этого выполняют вертикальное армирование.

Металлическая заготовка для буронабивного основания

 

Сначала подготавливают материал. Для укрепления пятки столба требуется 4 прутка. Длина прутьев около 2,4 м. Их концы загибают в виде буквы L. Для создания каркаса скрепляют по несколько штук прутков с помощью вязальной проволоки, чтобы получить жесткую металлическую конструкцию с вертикальными прутками, толщиной не менее 8 мм. Ее погружают в скважину во время заливки. Металлический каркас не должен касаться стенок отверстия и дна скважины. Затем проводится опалубка. При ее заполнении каркас периодически встряхивают. Чтобы бетон легче сцеплялся с металлом, все нужно тщательно уплотнить, чтобы не образовались воздушные пустоты.

Таблица расчета веса стержневой арматуры

Номинальный диаметр профиля Вес, кг/м
50 15,410
45 12,480
40 9,870
36 7,990
32 6,310
28 4,830
25 3,850
22 2,980
20 2,470
18 2,000
16 1,580
14 1,210
12 0,888
10 0,617
8 0,395
6 0,222

Как рассчитать арматуру для фундамента

Сейчас для обустройства основания купить арматуру и бетон, сделать опалубку несложно, трудности заключаются в подсчете количества нужных материалов. Расчет количества и стоимости арматуры для каждого вида основания определяется индивидуально.

Необходимо соблюдать технологические нормы по расположению арматуры

 

Правила подсчета регламентируются нормативными документами. Исходя из требований СНиП 52-01-2003, общее сечение арматуры на фундамент в разрезе может составлять 0,1% от площади всей ж/б конструкции в данной плоскости.

Важно! Самой главной ошибкой при армировании фундамента плитного типа или любого другого являются неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на основание, или их отсутствие.

Чтобы не допустить ошибки, необходимо получить геодезические данные конкретного участка. Также важно учитывать соотношение общей площади диаметра прутков и площади ленты. Для каркаса необходимо рассчитать количество проволоки для вязки ленточного фундамента и подобрать нужное количество прутьев для ленточного основания. Это можно сделать с одновременным составлением схемы их расположения. Количество материалов во многом обуславливается периметром основания, а также зависит от ширины фундамента.

Как определить количество прутьев для армирования столбчатого фундамента. Чтобы сделать остов под столб ᴓ 20 см и глубиной 200 см, потребуется 4 прутка диаметром 1,2 см. Чем соединять прутья? Для этого потребуется проволока. Прутки перевязывают в 4 местах с шагом 5 см с помощью горизонтальных элементов.

На один столб потребуется:

Результаты умножаете на количество столбиков.

 

Правильные расчеты позволят создать прочное основание дома

 

Также при расчете учитывается количество цемента. На каждый квадратный метр бетона приходится различное количество прутков. По строительным нормам для устройства основания общего назначения на каждые 5 м² бетона требуется 1 т армирующих элементов.

Методика расчета очень сложная и зависит от многих факторов. Поэтому для индивидуального застройщика связана с определенными рисками. При соблюдении технологических рекомендаций и советов опытных строителей вы сможете сделать крепкое основание дома.

 

Какую арматуру использовать для фундамента дома

Для заливки фундамента в современных домах применяется железобетон, представляющий собой бетон, укрепленный арматурным каркасом. При правильном подборе и расчете материалов удается получить действительно прочное и надежное основание.

Арматура каких типов может быть использована при заливке фундамента 

Ни для кого не секрет, что фундамент заливается из цементного состава – бетона. И несмотря на высокую долговечность и прочность данного материала, он является весьма хрупким, а потому для его упрочнения используется специальная арматура для фундамента дома.

 

Если ранее при заливке фундаментов использовались исключительно металлические прутки, то сегодня это далеко не единственный вариант. В качестве укрепления фундаментной подошвы в наши дни используется два вида арматуры:

 

·         Металлическая арматура для фундамента. Классический вид арматуры, представляющий собой прутья, изготовленные из стали. Их самым распространенным вариантом являются стержни с круглым сечением. Чтобы улучшить прочностные характеристики таких прутков, на их поверхность наносится винтовая ребристая поверхность.

·         Относительно недавно стали изготавливать арматуру из стеклопластика. Несмотря на то, что изобретение композитных прутков относится к 70-м годам прошлого века, активно использоваться они стали лишь в последние годы. И сегодня такие изделия отличаются постепенным вытеснением своих металлических аналогов. Их изготавливают из высокопрочного стеклопластика, что обеспечивает основные преимущества таких прутков, заключающиеся в надежной коррозионной стойкости.

 

Какой вид арматуры лучше 

С появлением стеклопластикового аналога многие люди стали задаваться вопросом: какая арматура для фундамента лучше? На самом деле, идеального варианта пока еще не изобрели, а потому однозначно ответить на этот вопрос не представляется возможным: оба вида прутков имеют свои недостатки. И одним из основных минусов стеклопластиковой арматуры является относительно недавнее начало ее применения. Поэтому пока сложно говорить о ее прочности и долговечности.

 

Решая, какую выбрать арматуру для фундамента, необходимо в первую очередь обратить внимание на диаметр прутков:

 

1.       Для металлических вариантов сечение может составлять в пределах 5-32 мм;

2.       Стеклопластиковые прутки обычно изготавливаются в диаметре 4-20 мм.

 

Для обеспечения сооружению необходимых прочностных характеристик следует подобрать правильный диаметр арматурных прутьев. При этом нужно учесть размеры и вес здания, тип фундамента, наличие сезонных деформаций, тип грунта и т. д.

 

Для частного строительства чаще всего выбирается стальная арматура для фундамента дома, диаметром 10-16 мм. Такие прутки обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать нагрузку, оказываемую зданием в один-два этажа.

 

Металлические прутки могут иметь как гладкую, так и ребристую поверхность. Стержни первого типа используются чаще всего в роли соединительных перемычек, а потому они не испытывают основные нагрузки от здания. Ребристые варианты предназначены для зон, в которых присутствуют растягивающие нагрузки.

 

Также при выборе арматуры следует учитывать и разницу в марке стали. К примеру, прутки могут быть изготовлены из низколегированной или углеродистой стали.

Варианты сборки металлического каркаса 

Арматурные прутья используются не по отдельности, а из них формируется общая конструкция – каркас, обеспечивающий дополнительную прочность бетона. Такой каркас подлежит сборке, после чего устанавливается в опалубку. Процесс сборки может предусматривать различные варианты:

 

1.       Точечная сварка. Этот вариант используется при промышленном строительстве, позволяя быстро и надежно скреплять прутья в общую конструкцию. Но у данной методики присутствуют свои нюансы. К примеру, сварке подлежат лишь те стержни, у которых имеется маркировка «С». Помимо этого, сварка обеспечивает жесткий тип скрепления, что является недостатком конструкции, поскольку при постоянных нагрузках необходимы незначительные люфты в соединениях, которые будут сглаживать деформацию. При сварке это исключается, к тому же, первоначальная прочность прутков также несколько снижается.

2.       Избежать вышеописанных недостатков позволяет технология вязки. Такое армирование фундамента арматурой предполагает использование специально предназначенной вязальной проволоки. Посредством нее создаются специальные петли, которые закручиваются на пересечении стержней. В отличие от первого варианта, такой каркас получается с люфтом, что является лучшим вариантом. К тому же, такие прутки не теряют прочностных характеристик. Изготавливать подобные каркасы можно не только из металлических, но и из стеклопластиковых стержней.

Как армируется фундамент

Технология укладки прутьев зависит от того, какой тип фундамента был выбран изначально. Поэтому схема для каждого вида может быть различной. Рассмотрим более подробно какую выбрать арматуру для фундамента различных типов и какие конструкции каркаса следует использовать в каждом конкретном случае.

 

Особенности арматуры для ленточных оснований 

 

Это наиболее популярный тип основания, поскольку стоимость ленточного фундамента является ниже плитного, но при этом он позволяет обустроить цокольный этаж. Ленточный фундамент должен быть рассчитан таким образом, чтобы его высота значительно превышала длину. В сравнении с плитами лента является менее подверженной изгибам и деформациям, а потому прутья для ленточного фундамента можно выбирать с меньшим сечением. Обычно арматура для ленточного фундамента используется с сечением в 10-12 миллиметров.

 

Независимо от того, какой высоты будет лента, ее обустройство осуществляется с использованием двух армирующих поясов. При этом размещать каркас необходимо на расстоянии около 50 мм от поверхности бетона. Это позволит арматуре принять на себя максимальную нагрузку, появляющуюся при деформациях основания.

 

Поскольку вертикальные стержни и поперечины нагрузки не несут, а необходимы лишь для скрепления конструкции, то для них может использоваться более тонкая арматура с гладкой поверхностью.

Если лента имеет в ширину 400 мм, то достаточно будет установить два продольных прута сверху и столько же снизу по всей поверхности ленты. Если же речь идет о слабых почвах с большой подвижностью, то в таких случаях арматура для ленточных фундаментов должна использоваться в большем количестве, в среднем 3-4 прутка.

 

Армирование плитного фундамента

 

Строительство плитного фундамента – это наиболее дорогостоящий вариант, поскольку он предусматривает наибольшее количество стройматериалов. В то же время, именно плитный фундамент является наиболее прочным и надежным вариантом.

 

В данном случае используются стержни, имеющие диаметр 12-16 мм и ребристую поверхность. Окончательный диаметр выбирается, исходя из мощности здания и типа грунта, на котором оно будет построено. Следует помнить, что чем в более тяжелых условиях проходит строительство, тем толще должны быть стержни.

 

Процесс армирования предусматривает укладку двух стальных поясов, созданных посредством скрепления арматурных стержней под прямым углом. Таким образом получается ячеистая конструкция, каждая клетка которой имеет размер 20 см.

Свайный фундамент 

Свайный фундамент цена которого является наиболее приемлемой, является отличным решением для каркасно-щитовых домов, одноэтажных построек и домов с мансардой. Для изготовления столбчатых оснований обычно используются пруты, диаметром 10-12 мм. При этом их поверхность должна быть ребристой. В качестве горизонтальных перемычек можно использовать прутки, толщиной 4-6 мм. На них не будет приходиться давления, они необходимы лишь для того, чтобы создать единую конструкцию каркаса.

 

В зависимости от диаметра столба, каркас может предполагать использование 2-4 прутьев. В некоторых случаях количество стержней может быть увеличено. По длине они должны строго соответствовать высоте самого столба. Прутья следует располагать таким образом, чтобы они находились не ближе 5 см к стенке сваи.

Какое количество арматуры необходимо для создания надежного фундамента

 

Прежде, чем начать армирование фундамента арматурой, необходимо закупить ее в нужном количестве. И каждый вид основания требует определенного количества данного стройматериала. Все правила подсчета прописаны в соответствующих нормативных документах.

 

Так, для ленточных оснований по нормам СНиП относительное содержание несущих продольных стержней должно превышать 0,1% от общей площади сечения всей железобетонной конструкции. Говоря простым языком, здесь сопоставляется площадь ленты и общая площадь сечения стержней.

Для определения количества арматуры для плитных оснований используются те же нормы расчета. Лучше всего доверить эту работу профессионалам, ведь при недостаточной прочности фундамента под угрозой находится все здание.

Профессиональные работы по заливке фундаментов и строительству домов 

Если вас интересует строительство фундамента в Подмосковье, то вам следует обратить свое внимание на компанию ИнноваСтрой. Наши специалисты уже не первый год занимаются выполнением подобных работ, а потому способны провести их на высшем уровне.

 

ИнноваСтрой – это компания, в которой работают высококвалифицированные специалисты различных областей. Опытные проектировщики смогут создать проект дома с нуля или же подобрать для вас оптимальный типовой вариант. Мы сможет произвести расчет прочности фундамента, учитывая все соответствующие факторы, что позволит построить по-настоящему надежный и долговечный дом.

 

Специалисты ИнноваСтрой способны выполнить весь спектр проектировочных и строительных работ, начиная от создания проекта и заканчивая строительством дома под ключ.

Какую арматуру использовать для фундамента?

 

Вооружение строителей. В современном обществе под словом «арматура» понимают стальной каркас конструкций из бетона. Однако, с точки зрения лингвистики термин переводится как «вооружение», взят из латыни.

Именно поэтому в начале 19-го века филологи определяли арматуру как доспехи и снаряды. К концу столетия к списку прибавились обоймы из литейных форм, железо с вплавленным в него магнитом, украшения для лат.

Современная трактовка термина родом из середины прошлого века. Именно тогда активно начал применяться бетон, развивалось многоэтажное строительство. Масштабные конструкции требовали укрепления.

Когда металлический каркас был самостоятельным, он ржавел и быстро изнашивался. Внутри бетона металл оказался защищен от внешних воздействий, продлевая срок плит и, в целом, построек.

Если их перекрытия и стены армируют не всегда, то фундамент без стальных прутов не обходится. Впрочем, современный рынок предлагает альтернативные материалы, к примеру, композитную арматуру. Узнаем плюсы и минусы обеих, определимся, какую использовать.

Стальная арматура для фундамента

Это классика жанра, привычная и проверенная. Сталь – сплав железа с углеродом. Свойства арматуры варьируются за счет их пропорций и добавок. Так, легировка стали кремнием и марганцем увеличивает гибкость прутов, не убавляя прочность. Подобный эффект достигается, так же, с помощью добавки хрома.

Свойства стали для арматуры зависят и от типа обработки сплава. Есть горячий — и холоднокатный. В последнем случае температура проката, то есть вытяжки прутов, не превышает комнатной.

Виды арматуры стальной

При горячем преодолевается планку рекристаллизации. Так именуют процесс перестроения кристаллической решетки. При температуре 1 700-от градусов бразуются новые зерна с меньшими дефектами.

Горячий прокат придает металлу прочность и делает его восприимчивым к сварке. Не удивительно, что горячепрокатную арматуру берут, к примеру, для железнодорожных путей.

В фундаментах сварка приемлема лишь при устойчивом грунте, изменение профиля которого не предвидится. Если же почва начнет ходить, у фиксировано скрепленных прутов не будет люфта следовать за ней.

Места сварки могут разойтись. Они и так уязвимы, ведь воздействие температур при спайке арматуры меняет ее характеристики. В общем, нужна связка прутов проволокой, позволяющей сетке слегка «ходить». Получается, в горячепрокатной арматуре для фундамента нет смысла.

Размышляя, какую арматуру используют для фундамента, выбор, как правило, делают  в пользу прутов холодного проката. Их прогоняют через отверстия, диаметр которых постепенно уменьшается.

Это уплотняет сплав. При давлении из него уходит часть углерода. Его минимум  – залог гибкости прутов. Добавим к сему вязку проволокой. Вот и идеальный вариант для фундамента.

К тому же, холодная обработка стали, прошедшей до этого горячий прокат, увеличивает варианты обработки ее поверхности. Она может быть гладкой или рифленой.

Последний тип предпочтителен для зданий со значительными нагрузками на фундамент, многоэтажных, с массивными стенами из тяжелых материалов, к примеру, кирпича.

Для деревянного двухэтажного строения, или дома в пару этажей примерно на 100 квадратов из газобетона рифленые пруты излишни. Роль неровной поверхности арматуры – лучшая сцепка с бетоном. Рельеф «хватается» за него, словно сплетаясь со строительной смесью.

Выбирая, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно учесть и его тип. Ленточный, к примеру, зиждется на 2-ух поясах армирования. Достаточно гладких прутов небольшого диаметра, как правило, это 10-12 миллиметров.

 

Для плиточных, цельнолитых фундаментов принято использовать арматуру 16-го диаметра. Сдвинуть цифры в сторону увеличения могут лишь рыхлые, подвижные грунты.

Обращаем внимание и на маркировку арматуры. Основное обозначение горячекатной –  буква «А» и латинские цифры от 1-го до 6-ти. Для холоднокатных прутов применяется буква «В».

Есть еще индексы. «Т» указывает на термическое упрочнение проволоки. Индекс «К» сигнализирует о повышенной устойчивости прутов к коррозии. «С» разрешает применять сварку.

Учитываем, что стальная арматура тяжела, не сгибается. Это вызывает проблемы с транспортировкой прутов. Проще перевозить композитную арматуру. Она сматывается в бухты, занимая минимальные объемы. О плюсах и минусах альтернативы стальным прутам, в следующей главе.

Композитная арматура для фундамента

Какую арматуру использовать для фундамента дома из разряда синтетической? Вариантов 4. Распространены 2. Это базальтопластиковая и стеклопластиковая арматуры.

Они выигрывают в ценнике, как среди своего класса, так и в сравнении со стальными прутами. Не указаны углепластиковая и стеклоармированный полиэтилентерефталат. Не смотря на высокий ценник последних, дадим и их краткий обзор.

Углепластик основан на углероде. Из природных его примеров вспоминаются графит и алмаз. Бриллиант – самый прочный в мире минерал. Соответственно, углероду можно придать «вид» непобедимого.

Все зависит от плотности кристаллической решетки. За счет нее углепластиковая арматура бьет металлическую по прочности на излом и удар. Это дает возможность использовать пруты меньшего диаметра, или в меньшем количестве, делая редкую сеть.

Под термином стеклоармированный полиэтилентерефталат скрываются волокна лавсана. Они сплетаются с нитями стекла. После температурной обработки и протяжки оно приобретает нетипичные для обычного стекла свойства, к примеру, перестает раскалываться при перегибах. Лавсан лишь добавляет гибкости, поскольку у полимера удлиненные молекулы. Вариант идеален для фундаментов в подвижных почвах.

Размеры стеклопластиковой арматуры

Теперь, к востребованным позициям композитной арматуры. Начнем с базальтопластика. Базальт – горная порода. Она распространена, а посему доступна. Породу расплавляют и вытягивают в нити.

Их скрутка с пластиковыми дает армирующие пруты. Для фундамента хороши, но не обязательны. Плюсы базальтопластиковой арматуры касаются, больше, работы со стенами.

Так, материал отлично пропускает радиоволны. В итоге, в доме без проблем настраивается беспроводной интернет. Если же нужно «настроить» прочность фундамента, принято брать стеклопластиковые пруты.

Их наименование звучит в строительных магазинах при ответе на вопрос, какую арматуру использовать для ленточного фундамента. Советуют материал и для сплошных заливок.

Мотивируют коррозийной стойкостью. В отличие от стали стеклопластик не окисляется. К тому же, полимер плохо проводит тепло. Это исключает образование так называемых мостов холода, ведущих к промерзанию платформы.

Дополнительными плюсами отсутствия в композите металла становятся прозрачность для электромагнитных и радиоволн. Для электрического тока, напротив, ставится блок.

Соответственно, использовать стекловолокно для заземления, подобно стали, нельзя. Это продлевает срок эксплуатации композита. Век его удлиняет, так же, солидная прочность на разрыв. Она выше, чем у стальной арматуры, почти в 1,5 раза.

Как и стальная, композитная арматура бывает гладкой и рифленый. Вытекающие последствия совпадают с формами металлических прутов. Последние, кстати, всегда серые.

Композитная арматура радует эстетов цветами и упрощает ориентацию в товарных позициях. Производители выделяют определенными красками диаметры «проволоки», типы ее закрутки.

 

Какая арматура нужна для ленточного фундамента: марка, класс арматуры, фиксаторы

Надежность любого строения во многом зависит от его фундамента, на который приходится основной вес здания.

Особенности нагрузок воздействующих на ленточный фундамент

Фундаментом считается часть конструкции здания, расположенной ниже нулевой отметки и служащей опорой для всего сооружения. Существует несколько типов устройства основания.

Выбор зависит от таких особенностей, как наличие подвального помещения, характеристики грунта под основанием, материала, из которого строится здание, его этажности и других.

Наиболее распространенным является применение ленточного фундамента. Он выдерживает массивные сооружения, построенные на местах с хорошими характеристиками грунта. Представляет ленточное полотно под конструкцией здания, выполненное из железобетона, кирпича или бутового камня. При его изготовлении необходимо учитывать нагрузки от следующих элементов дома:

Чаще всего ленточный фундамент изготавливают из бетонной смеси с применением армирующего прута. Он представляет собой изделие сортового металлопроката и имеет разные размеры и внешнее исполнение. Иногда применяют композитную арматуру.

Использование армирования делает бетонный фундамент устойчивым к нагрузкам на изгиб, возникающим при неравномерности нагрузок при эксплуатации дома и вспучивании грунта. Арматура служит каркасом основания.

Какую арматуру используют для ленточного фундамента зависит от разновидности обвязки, которая делится на:

Для продольной обвязки

При продольной обвязке прутки укладывают вдоль основания. Назначение такой обвязки – принимать на себя основные нагрузки, действующие на растяжение. Поэтому арматура для ленточного фундамента, из которой выполняется продольная обвязка, должна быть наиболее прочной и иметь достаточные для такой нагрузки параметры: диаметр и форму изготовления. Боковая поверхность, имеющая ребра, обеспечивает хорошую адгезию с бетоном, это усиливает прочность основания.

Для вертикального и поперечного армирования

Прутки, применяемые для армирования в вертикальном и поперечном направлении, выполняют функцию связующих звеньев основы и обеспечения целостности всей армирующей конструкции. Они принимают нагрузку, действующую при усадке бетонного основания или при его температурных деформациях, которая меньше чем нагрузка, действующая на продольную обвязку.

Диаметр арматуры

Для обеспечения надежности продольной обвязки используют стальной ребристый пруток диаметром от 10 до 16 мм, в зависимости от характеристик почвы под возводимым домом. Например, для грунта скальных и каменных пород можно брать для продольной обвязки пруток диаметром не менее 10 мм. Для мягких и легких почв лучше применяется арматура 12 мм и до 16 мм.

Для вертикальных и поперечных связующих арматуры можно применять прутки, обладающие меньшим диаметром и не обязательно с ребрами. В частности, для этого используют:

Марка арматуры для ленточного фундамента

Для армирования ленточного основания применяют прутья класса А-I и А-III, которые производятся горячекатаным методом.

Арматура А1 (А240) отличается гладкой боковой поверхностью и применяется для продольной обвязки и поперечного соединения конструкции, где нагрузки, направленные на растяжение минимальны. Она имеет предел текучести 240 Н/мм2.

Ребристые изделия, которые обладают большей арматурной прочностью, относят к классу А-3 (А400). Арматура А3 имеет круглое сечение и боковую поверхность с ребристыми выступами, служащими для улучшения сцепления с бетонным раствором. Эта марка арматуры имеет предел текучести от 390 до 400 Н/мм2, что дает возможность растягивания на 25 мм с сохранением целостности. Высокая степень предела текучести особенно важна для материала при продольном армировании, поэтому выполняется из стали А400. В таблице весов арматуры можно узнать вес, площадь сечения.

По европейским требованиям стандартов применяется для наибольшего усиления каркаса арматура А500С, где буква С обозначает допустимость сварки изделий без потери технологических свойств.

Арматура А500С имеет предел текучести 500 Н/мм2 и являются более прочными по сравнению с изделиями А400, имеющими такой же диаметр поперечного сечения.

Вывод

Мы выяснили какая арматура лучше для ленточного фундамента, однако важным является не только правильный выбор материалов для армирования, но и способ соединения прутков при формировании каркаса.

Применяют два вида соединений: связку проволокой и сварку.

Соединение сваркой можно осуществлять для не углеродистых стальных изделий. Углеродистые стали теряют свою пластичность в результате сварки и становятся хрупкими. Поэтому, распространенный способ соединения прутков арматуры – это связка проволокой. Для этого применяется вязальная прочная проволока. В некоторых случая вяжут пластиковыми хомутами.

Для соблюдения необходимой толщины защитного слоя бетона, при заливке каркаса рекомендуется использовать фиксаторы для арматуры. Выполняя все требования по укладке арматуры, можно изготовить прочный ленточный фундамент своими силами.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Арматура для фундамента – какую лучше использовать? + Видео

Арматура для фундамента - это важный элемент основания дома. На него воздействуют всевозможные нагрузки. Именно поэтому для заливки фундамента используется железобетон (бетон с каркасом из арматуры).

1 Типы арматуры, используемой в фундаменте

Для заливки фундамента используется бетон. Но этот материал хоть и отличается высокой прочностью и долговечностью, является довольно хрупким. Поэтому дополнительно он укрепляется арматурой. Раньше в основном использовались только металлические прутья, однако современные технологии расширили выбор.

Сегодня для укрепления фундамента применяются 2 основных вида арматуры:

  1. Металлический. Представляет собой стальные прутья. Наиболее часто используются стрежни, имеющие круглую форму сечения. Для улучшения прочностных характеристик прутки имеют ребристую винтовую поверхность.
  2. Стеклопластиковый. Композитные прутки были изобретены еще в конце 70-х гг. XX века, однако стали использоваться при строительстве фундамента сравнительно недавно. Постепенно начали вытеснять металлический тип. Изготовлены они из прочного стеклопластика. Главное преимущество таких стержней заключается в стойкости к коррозии, чего не скажешь о стальных прутках.

Арматура для фундамента

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая? Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Кроме того, второй вариант появился недавно, и на практике пока не доказаны его долговечность и прочность.

Основным параметром арматуры является ее сечение (диаметр). Металлические прутки выпускаются диаметром от 5 до 32 мм, стеклопластиковые - от 4 до 20 мм. Благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант под строительство любого здания или сооружения, обеспечивая при этом необходимую прочность основания.

При возведении частных домов используются стальные стержни диаметром 8-16 мм. То, какую арматуру использовать при заливке фундамента, зависит и от его типа. Для ленточного, плитного, свайного оснований стальные стержни подбираются отдельно.

Использование стальных стержней при возведении домов

Кроме того, металлическая арматура подразделяется на 2 вида: с ребристой или гладкой поверхностью. Первый вариант используется в зонах, на которые приходятся растягивающие нагрузки. Гладкие стержни применяются, как правило, в качестве соединительных перемычек. И на них не оказывают воздействие основные нагрузки.

Различается арматура для фундамента и по марке стали. Для изготовления прутков может применяться углеродистая и низколегированная сталь. Марка материала выбирается потребителем либо указывается непосредственно самим заводом-изготовителем.

То, какая арматура нужна для фундамента, зависит от множества факторов. Необходимо учитывать тип грунта, сезонные деформации, мощность строящегося здания и все нагрузки. Не меньшее значение в выборе типа прутков имеет и вид основания (ленточное, плитное, буронабивное).

2 Сборка металлического каркаса

Арматура в фундаменте устанавливается по-разному. Как правило, изначально собирается металлический каркас из арматуры, который затем устанавливается в опалубку. Способ сборки каркаса тоже может быть различным.

Сборка металлического каркаса

При промышленном строительстве зданий и сооружений металлические прутки собираются в каркас при помощи точечной сварки. Это позволяет быстро собирать металлическую конструкцию. Однако такой способ имеет свои нюансы. Во-первых, сварить каркас можно только из тех стержней, которые имеют в маркировке букву «С». Во-вторых, с помощью сварки получается жесткое соединение, что относится к недостаткам. Постоянное воздействие нагрузки требует наличия люфта в местах соединения, что исключается при сварке. В-третьих, в месте сваривания прутки теряют свою первоначальную прочность.

Вторым популярным способом создания каркаса является вязка стальных стержней. Для выполнения процесса используется специальная вязальная проволока. С ее помощью создаются и закручиваются петли в местах пересечения стальных стержней.

Вязка стальных стержней

Обвязка фундамента, в отличие от сваренного каркаса, имеет люфт, что оставляет небольшую свободу движения. Изготавливать ее можно из любой арматуры, а прочность прутков сохраняется на первоначальном уровне.

3 Армирование фундамента

Укладка стержней в фундамент зависит от его типа. Для каждого отдельного вида схема различна. Для ленточного основания используются прутки диаметром 10-14 мм. Выбор зависит от нагрузки: чем мощнее строящееся здание, тем толще должна быть арматура.

Ленточное основание, какой бы высоты оно ни было, требует устройства только 2 армирующих поясов: один располагается сверху, второй - снизу. Каждый пояс выполняется из 2 продольных ребристых стержней, соединенных перемычками из гладкой арматуры диаметром 8 мм.

Армирование ленточного основания

Важно знать, что стержни должны быть полностью утоплены в бетон, никаких концов выглядывать не должно. Это обеспечивает долговечность и надежность каркаса.

Армирование плитного фундамента требует значительных вложений, как и устройство самого основания. Плитный фундамент - это самый надежный и прочный, но в то же время и наиболее дорогостоящий тип основания.

Для усиления плитного основания применяются прутки с ребристой поверхностью диаметром 10-16 мм. Диаметр стержней выбирается, исходя из типа грунта и мощности здания. Чем сложнее условия строительства, тем толще стержни.

Усиление плитного фундамента

Армирование заключается в укладке 2 стальных поясов, которые имеют клетки со сторонами размером 20 см.

Для усиления буронабивного основания используются стержни диаметром 10 мм. В одну сваю устанавливаются 2-4 прутка. Иногда устанавливается большее количество стержней. Количество зависит от диаметра заливаемой сваи. Прутки должны располагаться не менее чем за 50 мм от стенок сваи и устанавливаться на специально подготовленную площадку. Для связки используется поперечная гладкая арматура сечением 6 мм.

4 Сколько нужно арматуры?

Прежде чем покупать арматуру для усиления фундамента, необходимо рассчитать требуемое количество. Для каждого вида основания количество определяется индивидуально. Правила подсчета регламентируются нормативными документами.

Для ленточного фундамента, согласно СНиП 52-01-2003, относительное содержание продольных стержней должно быть свыше 0,1% от общей площади сечения железобетонного объекта. То есть учитывается соотношение общей площади сечений прутков и площади ленты.

Стержни в ленточном фундаменте

Сколько арматуры нужно для плитного фундамента? Определение количества проводится аналогично его расчету при заливке ленточного основания.

Арматура в плитном основании

О количестве требуемой арматуры при строительстве буронабивного фундамента сказано выше. Расчет провести несложно, учитывая количество прутков в одной свае и общее количество самих свай.

Естественно, арматуры не должно быть меньше чем положено. От этого зависит прочность фундамента. А это, в свою очередь, сказывается на надежности здания в целом и на безопасности его использования.

Таким образом, арматура играет важную функцию в создании прочного, надежного и долговечного основания.

При этом необходимо правильно рассчитать количество используемых прутков, подобрать оптимальный диаметр и тип прутков.

какая нужна толщина прутков для одноэтажного и двухэтажного дома, как рассчитать?

Ленточный фундамент – это самый распространенный вариант основания здания. В большинстве случаев он применяется с усилением арматурой.

Армирование необходимо для защиты бетона от изгибающих и растягивающих нагрузок, которые его разрушают. Характеристики фундамента и всего здания во многом зависят от точности расчета диаметра арматуры.

Арматура какого диаметра применяется для возведения ленточного фундамента, как ее выбрать, как правильно рассчитать, расскажем в статье.

Правила выбора

В строительстве фундаментов применяется два вида арматуры – композитная и металлическая. Традиционно используются металлические прутки. Они выпускаются с диаметром от 5 до 32 мм.

Композитный материал для усиления фундаментов применяется относительно недавно, но он уверенно вытесняет металлический аналог. Преимущества композитного материала – отсутствие электропроводности и  устойчивость к коррозийным процессам.

При выборе необходимо учитывать основные характеристики строящегося здания – площадь, этажность, вид стеновых материалов, вариант кровли, тип грунта и степень его пучинистости.

Каркас состоит из продольных прутков, вертикальных и поперечных. Поперечные и вертикальные элементы необходимы для придания конструкции жесткости. Основную нагрузку берут на себя продольные прутки. Они изготавливаются обычно из рифленой арматуры 12-14 см.

Благодаря рифленой поверхности прутки лучше сцепляются с бетоном, что обеспечивает фундаменту сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Поперечины могут быть выполнены из гладких прутьев толщиной от 4 до 10 мм.

Требования по СНиП

Установленные правила СНиП определяют толщину и количество продольных арматурин. Согласно принятым требованиям, суммарное сечение всех основных элементов каркаса должно составлять не менее 0,1% от сечения всей фундаментной ленты (СНиП 52-01-2003).

Применять можно прутки любой толщины от 10 мм. Количество продольных прутков должно быть не меньше 4, так как иначе не получится сконструировать надежный устойчивый каркас.

Это означает, что самые легкие постройки требуют обустройства каркаса их 4 прутков 10 мм. Для более массивных зданий делаются индивидуальные расчеты.

Минимальный диаметр стержней в зависимости от назначения армирования

Поскольку нагрузку от постройки несут только продольные прутки, в СНИП указаны требования именно к ним.

Они должны быть толщиной не меньше 10 мм. Поперечные прутки нагрузку не несут, но выполняют функцию фиксации и придания конструкции жесткости.

Если длина основания меньше 3 м, то минимальный диаметр продольных прутьев должен быть 10 мм; если больше 3 м — 12 мм.

Расчет толщины сечения

Расчет поперечных и вертикальных прутков и продольных отличается из-за общей нагрузки и требований СНИП.

Поперечная и вертикальная

Для дополнительных поперечных и вертикальных элементов диаметр выбирается в соответствии с проектом. При этом учитываются его размеры, количество длинных арматурин, шаг установки поперечин. Обычно используют гладкие прутья 6-8 мм.

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

Условия использования арматурыМинимальный диаметр арматуры в мм
Вертикальная при высоте поперечного сечения ленты менее 80 см6
Вертикальная при высоте ленты более 80 см8
Поперечная арматура6

Какой диаметр арматуры нужен для одноэтажного дома? В строительстве 1- 2-этажных частных домов обычно для вертикального и поперечного армирования используются 8-миллиметровые прутья.

Продольная

Для расчета нужно узнать площадь сечения фундамента. Для этого его высоту нужно умножить на ширину. Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения основания, значит нужно полученный результат умножить на 0,1%.

Кроме этого необходимо понимать, по какой схеме будет собираться каркас. Обычно он состоит из 4 или 6 продольных прутков.

Рассмотрим примеры расчетов:

Пример

Рассчитаем толщину прутков для ленты с высотой 80 и шириной 30 см. Площадь сечения такой ленты составляет 2400 квадратных см, а 0,1% от него – 2,4 см.

80 * 30 * 0.1% = 2,4 см²

Допустим, планируется использовать арматуру 12 мм. Берем ее площадь поперечного сечения — 1,13 квадратных сантиметров.

Эту площадь можно посмотреть ниже в таблице или высчитать по формуле площади окружности: S=πR², где:

Считаем сколько прутьев (ниток) должно быть в каркасе. Делим 2,4 на 1,13, получаем 2 с остатком, значит, чтобы выполнить требования, нужно применить каркас с тремя нитями. 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,4 см², которые рекомендует СНиП.

3 нитки на два пояса поделить не получится, а нагрузка будет значительной и с той и с другой стороны. Для обеспечения ему устойчивости нужно минимум 4 прута. При использовании 4 прутьев в 12 мм получается слишком большой запас прочности.

Оптимальный вариант здесь – взять 4 прута меньшего диаметра. Вполне будет достаточно 10-миллиметровой арматуры. Его площадь — 0,79 см². Если умножить на 4, получится 3,16 см², этого параметра будет достаточно.

Чтобы не высчитывать диаметр каждого прута по площади сечения, можно воспользоваться специальной таблицей:

Номинальный диаметр, ммПлощадь поперечного сечения, см2Масса 1 метра, теоретическая, кг
60,2830,222
70,3850,302
80,5030,395
100,7850,617
121,1310,888
141,541,21
162,011,58
182,642
203,142,47
223,802,98
254,913,85
286,164,83
328,046,31
3610,187,99
4012,589,87
4515,9012,48

Подобные расчёты очень удобно производить в Microsoft Excel.

Прутья разной толщины почти никогда не используются. Если по какой-то причине приходится это делать, более толстые арматурины применяют для нижней обвязки.

Почему важно правильно рассчитывать?

Диаметр прутьев должен быть правильно рассчитан. Если использовать материал меньшей толщины, фундамент получится недостаточно прочным.

Со временем бетон будет испытывать повышенные нагрузки, а арматурный каркас не сможет их сдерживать.

В результате бетонная лента будет растрескиваться и разрушаться. Исправить такую ошибку в процессе эксплуатации здания невозможно.

Более толстые прутья конструкции не повредят. Но излишний запас прочности – это неоправданные затраты, увеличивающие бюджет строительства.

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

Заключение

В армировании ленточного фундамента основное значении имеют параметры продольных прутьев, которые несут всю нагрузку конструкции. Их диаметр рассчитывается по значению площади сечения фундаментной ленты.

При правильном расчете основание дома получится достаточно надежным, но при этом не будет слишком затратным в обустройстве.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Как сделать правильное армирование фундамента своими руками, описание, технология, инструкция и отзывы

Бетон имеет высокую прочность на сжатие, но фундамент не способен передавать нагрузки при растяжении и изгибе. Если реализовать фундамент, который выполнен в виде монолитной конструкции, армирующий каркас, то упомянутый выше недостаток полностью устраняется. Армирование фундамента своими руками осуществить достаточно просто.Первым делом нужно решить, какие конструктивные особенности будут положены в основу, а также создать каркас.

Правила армирования

Компоненты арматурного каркаса должны иметь чистую поверхность для обеспечения хорошего сцепления с бетоном. Чтобы выбрать, какого типа будет переплет и фурнитура, нужно рассчитать нагрузку, оказываемую на фундамент. Если удар по основанию будет незначительным, можно использовать некую проволочную обвязку. Тогда как, если постройка будет достаточно тяжелой стеной, рекомендуется использовать сварку.

Армирование фундамента своими руками должно производиться проволокой, имеющей переменное сечение, т.е. в ребрах. Имеется в виду приспособление, которое возьмет на себя основную нагрузку. Этот каркас будет характеризоваться более высоким уровнем сцепления с бетоном. Гладкую арматуру следует использовать в качестве опорных элементов, задачей которых является распределение нагрузок на фундамент дома.

Выбор инструмента

Армирование фундамента своими руками следует проводить с помощью специального инструмента.Его следует выбирать, исходя из ожидаемого объема работы. Обвязка арматурного каркаса для фундамента меньшего размера должна выполняться традиционным ручным или автоматическим крючком, тогда как при более объемных работах рекомендуется использовать специализированный инструмент для того типа пистолета, который предназначен для обвязки.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве - процесс очень трудоемкий, его использует большинство садоводов.Посадка семян в открытый грунт - простой и удобный метод, но он эффективен только в определенных климатических зонах. I ...

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска - лакокрасочный материал, который ...

Технологии работают

Для манипуляции используйте кусок проволоки длиной 30 см. Заготовку следует сложить вдвое.Контурная проволока вводится по диагонали, пересекает арматурный стержень, а затем опускается до концов. Получившуюся петлю продеваем на крючок, следовать ей необходимо методом прокрутки. Мастер должен соединить концы провода, создав таким образом желаемое соединение. Перед началом работ следует помнить, что ленточный монолитный фундамент в процессе эксплуатации будет подвергаться нагрузке на изгиб, особенно в продольном направлении. Его армирование необходимо производить, укладывая каркасную сетку в два и более слоев.Все это будет зависеть от размера самой ленты.

Фурнитура для ленточного фундамента

Если будет армирование фундамента своими руками, следует учесть некоторые моменты. Среди них можно выделить тот факт, что при ленточной конструкции продольные элементы каркаса возьмут на себя наибольшую нагрузку. В связи с этим на их место следует поставить ребристые стержни, диаметр которых равен параметру от 10 до 14 миллиметров.

Что касается вертикальных и поперечных элементов каркаса, то они будут выполнять распределительную, то есть вспомогательную функцию.Поэтому в этом случае можно использовать гладкую арматуру диаметром от 6 до 8 миллиметров. Шаг их установки будет варьироваться от 100 до 300 миллиметров. От этого показателя зависит количество используемых стержней. При минимальной нагрузке этот показатель мог равняться 500 миллиметрам. Готовый каркас следует монтировать в кожух, соблюдая зазор до 50 миллиметров. Отступление необходимо обезопасить от дна траншеи и досок опалубки. Это позволит утопить металлические стержни в бетоне, исключив риск возникновения коррозии.При этом следует помнить, что наибольший уровень натяжения находится в верхних областях основания.

Рекомендации по армированию ленточного фундамента

Если предполагается армирование ленточного фундамента своими руками, рекомендуется обратить внимание на технологию подключения арматуры. Следует подготовить провод класса В1. При работе с углами арматуру можно укладывать под прямым углом или с помощью изогнутых элементов.

Что нужно усвоить к началу работы

Если предстоит армирование ленточного фундамента под баню своими руками, особое внимание следует уделить усилению углов.Это связано с тем, что довольно часто деформируется не центральная часть, а зона углов. Работать на этих участках следует так, чтобы один конец гнутого элемента каркаса уходил в одну сторону, а другой - в противоположную.

Специалисты советуют использовать технологию стыковки, отказавшись от сварочного аппарата, по той причине, что не каждый тип арматуры подходит для проведения подобных работ. Кроме того, сварка довольно часто приводит к проблемам, которые выражаются в нагреве стали, что вызывает изменение качественных характеристик материалов, также может наблюдаться утонение стержня в сварочной промышленности.Поэтому можно получить достаточно прочный сварной шов.

Технические работы

Правильная арматура ленточного фундамента начинается с установки опалубки. Внутренняя поверхность должна быть покрыта пергаментом, что упрощает снятие конструкции. В грунт следует забивать арматурные стержни, длина которых должна быть эквивалентна глубине основания. Снизу нужно установить подставку высотой от 80 до 100 миллиметров. В них умещается примерно две-три нитки нижнего ряда каркаса системы.В качестве подстаканников часто используют кирпичи, которые ставят на край.

Если будет арматурный ленточный фундамент, схемы, советы по проведению этих манипуляций, представленные в статье, помогут осуществить работу. Верхний и нижний ряды должны быть прикреплены вместе поперечинами к вертикально ориентированным штифтам. В тех местах, где элементы перекрывают друг друга, должна быть связка или использовать метод сварки. Над уровнем земли штанги должны быть подняты не менее чем на 8 см. После установки клапана необходимо сформировать вентиляционные отверстия, а затем залить бетонный раствор.Вентиляция поспособствует большему ухудшению качества фундамента и предотвратит гниение.

Усиление плиты фундамента

Требования к работе с монолитной плитой выше, чем те, которые применяются к основанию ленты. В последнем случае ширина меньше высоты, поэтому конструкция испытывает нагрузку при изгибе только в продольном направлении. Что касается монолитной плиты, то она имеет противоположные конструктивные особенности, за счет этого поверхность подвергается нагрузкам при изгибе не только поперек, но и вдоль.

Если вы задумываетесь, как сделать армирование фундамента своими руками, используйте арматуру диаметром от 12 до 16 миллиметров. Все элементы выполнены из оребрения. Средний размер ячеек, расположенных вверху и внизу сетки, должен составлять 200 х 200 миллиметров. Расстояние между ремнями эквивалентно 100 миллиметрам. Если у вас есть утепляющий слой, сборку каркаса для усиления нервюр следует осуществлять вне основы. Это предотвратит повреждение изоляционного материала.

Укрепление свайного фундамента

Если вас интересует, как правильно делается арматура ленточного фундамента своими руками, возможно вам будет интересно узнать об усилении свайного фундамента. Именно такой вид конструкции может лечь в основу конструкции, которую предполагается возвести. Технология в этом случае не будет отличаться от работ, рекомендованных при формировании фундамента пирса. В этом случае следует соблюдать один нюанс. Он заключается в том, что вертикальный стержень размещается по кругу, чтобы в системе не было углов и острых участков.Из одной сваи потребуется подготовить стержни, количество которых варьируется от 3 до 5.

Техника работ

После того, как схема армирования ленточного фундамента своими руками вам станет известна, можно ознакомиться с технология строительства столбчатого основания. Арматурный каркас необходимо собирать из нескольких вертикально ориентированных прутков, диаметр которых колеблется от 10 до 12 см. Следует использовать ребристую арматуру, которая относится к классу AIII. Для формирования горизонтальных элементов применять гладкую, тонкую, монтажную арматуру 6 мм.

.

Обучение с подкреплением - Персонализатор - Когнитивные службы Azure

В этой статье

Обучение с подкреплением - это подход к машинному обучению, который изучает поведение, получая обратную связь от его использования.

Обучение с подкреплением работает:

Хотя существует множество подтипов и стилей обучения с подкреплением, вот как эта концепция работает в Personalizer:

В отличие от некоторых подходов к обучению с подкреплением, Personalizer не требует моделирования для работы. Его алгоритмы обучения предназначены для реагирования на внешний мир (а не для управления им) и изучения каждой точки данных с пониманием того, что это уникальная возможность это требует времени и денег для создания, и что есть ненулевое сожаление (потеря возможного вознаграждения), если произойдет неоптимальная работа.

Какой тип алгоритмов обучения с подкреплением использует Personalizer?

Текущая версия Personalizer использует контекстных бандитов , подход к обучению с подкреплением, основанный на принятии решений или выборе между отдельными действиями в заданном контексте.

Память принятия решений , модель, обученная фиксировать наилучшее возможное решение в заданном контексте, использует набор линейных моделей. Они неоднократно демонстрировали бизнес-результаты и являются проверенным подходом, частично потому, что они могут учиться из реального мира очень быстро, без необходимости многопроходного обучения, а частично потому, что они могут дополнять модели контролируемого обучения и модели глубоких нейронных сетей.

Распределение трафика исследования / использования производится случайным образом в соответствии с процентным соотношением, установленным для исследования, а алгоритм исследования по умолчанию - epsilon-greedy.

История контекстных бандитов

Джон Лэнгфорд придумал название Contextual Bandits (Langford and Zhang [2007]), чтобы описать подмножество обучения с подкреплением, и работал над полдюжиной статей, улучшающих наше понимание того, как учиться в этой парадигме:

Джон также ранее давал несколько учебных пособий по таким темам, как совместное прогнозирование (ICML 2015), контекстная теория бандитов (NIPS 2013), активное обучение (ICML 2009) и выборочные границы сложности (ICML 2003).

Какие структуры машинного обучения использует Personalizer?

Personalizer в настоящее время использует Vowpal Wabbit в качестве основы для машинного обучения.Эта структура обеспечивает максимальную пропускную способность и минимальную задержку при создании рангов персонализации и обучении модели со всеми событиями.

Список литературы

Следующие шаги

Оценка офлайн

.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Марковские процессы принятия решений (MDP) - это математические основы для описания среды в RL, и почти все задачи RL могут быть сформулированы с использованием MDP. MDP состоит из набора конечных состояний S среды, набора возможных действий A (s) в каждом состоянии, действительной функции вознаграждения R (s) и модели перехода P (s ’, s | a).Однако в реальных условиях окружающей среды, скорее всего, не будет никаких 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 стратегиями разведки, в то время как стратегии эксплуатации схожи. В то время как Q-обучение - это метод вне политики, в котором агент изучает значение на основе действия a *, полученного из другой политики, SARSA - это метод на основе политики, при котором он изучает значение на основе своего текущего действия a , полученного из его текущая политика.Эти два метода просты в реализации, но им не хватает универсальности, поскольку они не позволяют оценивать значения для невидимых состояний.

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

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

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 взаимодействии с пользователем и улучшаться со временем, изучая оптимальные стратегии 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 один технический учебник по RL от Pieter Abbeel и John Schulman (Open AI / Berkeley AI Research Lab).

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

  1. Этот блог о том, как обучить агент нейронной сети ATARI Pong с 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 (DDPG и TD3) для рекомендаций новостей | Майк Уоттс

Когда я впервые начал копаться в материале, он понял, что не существует полного руководства даже по основным методам рекомендаций. Недавно я узнал об ограниченных машинах Больцмана. Этот раздел призван исправить это. Я попытаюсь сделать обзор некоторых из самых популярных и провести быстрое сравнение. Для получения дополнительных аналитических результатов посмотрите мемы ниже.

Поиск по сходству

SS - это наиболее простая для понимания концепция.Просто поищите похожие фильмы, которые понравились или не понравились пользователям. Состояние (являющееся рейтингом фильмов) часто представляется в виде метрического пространства. Есть несколько способов кодировать его из необработанных индексов фильмов. Первый - использовать уровень внедрения, что часто имеет место в современных приложениях DL. Затем для их правильного ранжирования используется показатель подобия, такой как косинус или евклидово расстояние. Однако, если вернуться к более классическому подходу к машинному обучению, у нас есть хеширование с учетом местоположения. LSH - это алгоритмический метод, который с высокой вероятностью помещает похожие входные элементы в одни и те же «корзины».В любом случае, мы получаем кучу ранжированных состояний, аналогичных тому, которое мы прогнозируем. Затем мы смотрим фильмы, которые понравились / не понравились пользователям, и рекомендуем их. Если вы хотите использовать этот метод, я предлагаю вам проверить библиотеку Facebook Faiss: ссылка на GitHub.

Факторизация матрицы

Идея факторизации матриц, т. Е. Разбиение большой матрицы на произведение более мелких, еще больше расширяет поиск сходства. Большую матрицу можно представить в виде таблицы, в которой строки - это фильмы, столбцы - пользователи, а значения - рейтинги.Мы расширяем эту идею, предполагая, что большую матрицу можно выразить как скалярное произведение двух меньших матриц. Они представляют собой скрытое (встраиваемое) представление. Процесс можно легко реализовать с помощью PyTorch:

 user_matrix = user_embedding (users) 
film_matrix = film_embedding (movies)
rating = (user_matrix * film_matrix) .sum (1) loss = MeanSquares (rating, target_ratings)
loss.backward ( )

«Пользователи» - это целочисленный вектор идентификатора пользователя. «Фильмы» - это целочисленный вектор film_id.Матрицы User и Film - это 2D-вложения для соответствующих индексов. Мы вычисляем скалярное произведение, потому что хотим знать рейтинг. Как вы могли заметить, метод довольно ограничен из-за использования встраиваний. Вы не можете добавлять новые фильмы / пользователей к существующим, если вы не используете что-то вроде Incremental SGNS или Reservoir Computing. Просто хорошая обзорная статья описанных выше методов: ссылка. Кроме того, если вы хотите получить более глубокое представление о MF, я очень рекомендую это видео Луиса Серрано.

Машины Больцмана с ограниченным доступом

RBS - это ранний вариант автокодировщика. Подпадает под энергетические методы. В качестве автоэнкодера он используется для уменьшения размерности. Ограниченная часть наименования означает отсутствие межслойного распространения. Архитектура выглядит как обычная двухслойная линейная сеть. Прямой проход выглядит точно так же, как и сеть прямой связи.

Важнейшее отличие состоит в том, что RBM являются вероятностными. Они используют байесовский метод для работы.Всякий раз, когда вы пытаетесь вычислить состояние сети, то есть выборку из этих распределений весов и смещений, вы встречаетесь с уравнением Больцмана. Это уравнение из физики элементарных частиц. Обучение такой модели состоит из двух основных шагов: выборка Гиббса и контрастное расхождение.

Я узнал об этих машинах из интервью Эндрю Нг с Джеффри Хинтоном. Когда его спросили о его величайшем достижении, последний признал свой вклад в алгоритмы обучения УКР.Напоминаем: Г.Х. человек, стоящий за обратным распространением. Действительно, RBM достигают самых высоких результатов в соревновании Netflix. Если вы хотите узнать больше о моделях, основанных на энергии, вот примечания Яна ЛеКуна.

Структура RBM

Машины факторизации (не персонализированные)

Машины факторизации оказались очень полезными для прогнозирования рейтинга кликов. Их скорость позволяет им быть хорошо масштабируемыми, но они применимы только к данным с категориальными функциями. Тем не менее, они заслуживают внимания.Нам нужно как-то включить данные функций в наш процесс факторизации. Конечно, мы можем считать одну функцию достаточно находчивой:

 оценок = линейная (features.size (1), 1) loss = MeanSquares (rating, target_ratings) 
loss.backward ()

Как видите , их нельзя использовать для персональной рекомендации!

Однако было бы неплохо принять во внимание взаимную корреляцию метки-метки функции. Мы только что узнали о концепции порядка .Порядок - это количество функций, для которых рассчитывается взаимная корреляция. Предполагая, что порядок равен 2, нам нужно рассчитать CC для двух функций. Тем не менее, эта характеристика является категориальной переменной, так как же вычислить скалярное произведение для двух кошек? Больше скрытых переменных богу скрытых переменных! Метки функций можно описать с помощью векторов, и эти векторы можно регрессировать, используя ту же идею встраиваний, которую мы использовали для факторизации матрицы.

 оценок = линейный (features.size (1), 1) (features) # factorization machine 
latent = latent_embeddings (features)
latent_gram = latent * latent.T
features_gram = features * features.T
рейтинги + = (latent_gram * features_gram) .sum (1) loss = MeanSquares (рейтинги, target_ratings)
loss.backward ()

Вот статья, которая помогла мне лучше понять эту концепцию: ссылка.

Обучение с подкреплением

Ключевыми преимуществами использования RL для рекомендации новостей являются марковская собственность и государственное представительство.Поскольку мы не полагаемся на какие-либо встраивания, мы можем рекомендовать любые фильмы любому пользователю. Вложения фильмов, созданные для этого приложения, не зависят от слоя внедрения. Я использовал простую статистику, такую ​​как средний рейтинг, доход, TF-IDF для текстов, жанров и т.д.… + PCA. Таким образом, вы можете добавить новый фильм по рекомендации без повторного обучения сети. В качестве альтернативы вы можете использовать эти новые вложения для представления состояния. Свойство Маркова гарантирует, что мы можем использовать временные ряды статической длины. Подробнее об этом позже.

предупреждение: satire

Обучение с подкреплением Ограниченные машины Больцмана Факторизация матрицы

Подводя итог: RL позволяет обучаться на мини-пакетах любого размера, ввод временных рядов статической длины, не зависит от статических встраиваний, работает на стороне клиента, может использоваться для трансферного обучения, имеет регулируемую скорость противников (в TD3), поддерживает ансамбль, работает намного быстрее, чем MF, и сохраняет свойство Маркова. Самый важный компромисс - это точность: крупные корпорации, такие как Netflix / Amazon, по-прежнему полагаются на MF / RBM.

.

Обратное обучение с подкреплением. Введение и основные вопросы | Автор: Alexandre Gonfalonieri

Эта статья основана на работе Johannes Heidecke , Jacob Steinhardt , Owain Evans, Jordan Alexander man , Piot , Matthieu Geist , Olivier Pietquin и другие влиятельные лица в области обучения с обратным подкреплением.Я использовал их слова, чтобы помочь людям понять IRL.

Обучение с обратным подкреплением - это недавно разработанный фреймворк машинного обучения, который может решить обратную задачу RL.

По сути, IRL - это обучение у людей.

Обратное обучение с подкреплением (IRL) - это область изучения целей, ценностей или вознаграждений агента путем наблюдения за его поведением.

Йоханнес Хайдеке сказал: «Мы можем наблюдать за поведением человека при выполнении некоторой конкретной задачи и узнавать, какого состояния окружающей среды человек пытается достичь и каковы могут быть конкретные цели.(Источник)

«IRL - это парадигма, основанная на марковских процессах принятия решений (MDP), где цель агента-ученика - найти функцию вознаграждения из демонстраций экспертов, которая могла бы объяснить поведение эксперта». Билал Пиот, Матье Гейст и Оливер Пьеткин, Преодоление разрыва между имитационным обучением и обучением с обратным подкреплением

В случае, если однажды искусственный интеллект достигнет сверхчеловеческих способностей, IRL может быть одним из подходов к пониманию того, чего хотят люди и надеюсь работать для достижения этих целей.

Джордан Александер сказал: «Цель состоит в том, чтобы научиться процессу принятия решений для выработки поведения, которое максимизирует некоторую заранее заданную функцию вознаграждения. По сути, цель состоит в том, чтобы извлечь функцию вознаграждения из наблюдаемого поведения агента.

Например, рассмотрим задачу автономного вождения. Один из подходов - создать функцию вознаграждения, которая фиксирует желаемое поведение водителя, например, остановку на красный свет, избегание пешеходов и т. Д. Однако для этого потребуется исчерпывающий список каждого поведения, которое мы хотели бы рассмотреть, а также список весов, описывающих, насколько важно каждое поведение.(Источник)

Прасант Оманакуттан, исследователь искусственного интеллекта, сказал: «Однако с помощью IRL задача состоит в том, чтобы взять набор данных о вождении, сгенерированных человеком, и получить приблизительное значение функции вознаграждения этого человека за задачу. Тем не менее, большая часть информации, необходимой для решения проблемы, содержится в приближении истинной функции вознаграждения. Когда у нас есть правильная функция вознаграждения, проблема сводится к поиску правильной политики и может быть решена с помощью стандартных методов обучения с подкреплением.(Источник)

Источник

«Основная проблема при преобразовании сложной задачи в простую функцию вознаграждения состоит в том, что данная политика может быть оптимальной для множества различных функций вознаграждения . То есть, даже несмотря на то, что у нас есть действия от эксперта, существует множество различных функций вознаграждения, которые эксперт может попытаться максимизировать ». Джордан Александер, Стэнфордский университет, Обучение у людей: что такое обучение с обратным подкреплением?

Билал Пиот, Матье Гейст и Оливье Пьеткин сказали: «Другими словами, наша цель - смоделировать агента, действующего в заданной среде.Поэтому мы предполагаем, что у нас есть пространство состояний S (набор состояний, в которых могут находиться агент и среда), пространство действий A (набор действий, которые агент может выполнять) и функция перехода T (s ′ | s, a), что дает вероятность перехода из состояния s в состояние s ′ при выполнении действия a. Например, для ИИ, обучающегося управлению автомобилем, пространством состояний будут возможные местоположения и ориентации автомобиля, пространством действий будет набор управляющих сигналов, которые ИИ может послать автомобилю, а функция перехода будет быть моделью динамики для автомобиля.Набор (S, A, T) называется MDP ∖ R, который представляет собой процесс принятия решений Маркова без функции вознаграждения. (MDP ∖ R будет иметь либо известный горизонт, либо ставку дисконтирования γ, но мы оставим это для простоты.)

Источник

Проблема вывода для IRL состоит в том, чтобы вывести функцию вознаграждения R при оптимальной политике π ∗: S → A для MDP ∖ R. Мы узнаем о политике π ∗ из выборок (s, a) состояний и соответствующего действия согласно π ∗ (которое может быть случайным). Обычно эти образцы поступают из траектории, которая записывает полную историю состояний и действий агента в одном эпизоде:

В примере с автомобилем это будет соответствовать действиям, предпринятым опытным водителем-человеком, который демонстрирует желаемое поведение при вождении. (где действия будут записываться как сигналы рулевому колесу, тормозу и т. д.).

Учитывая MDP ∖ R и наблюдаемую траекторию, цель состоит в том, чтобы вывести функцию вознаграждения R. В байесовской структуре, если мы определим априорное значение для R, мы имеем:

Вероятность P (ai | si, R) равна просто πR (s) [ai], где πR - оптимальная политика для функции вознаграждения R. Обратите внимание, что вычисление оптимальной политики с учетом вознаграждения, как правило, нетривиально; за исключением простых случаев, мы обычно приближаем политику, используя обучение с подкреплением. Из-за проблем, связанных с указанием априорных значений, вычислением оптимальных политик и интеграцией функций вознаграждения, в большинстве работ в IRL используется какое-то приближение к байесовской цели.( источник )

Йоханнес Хайдеке сказал: «В большинстве задач обучения с подкреплением нет естественного источника сигнала вознаграждения. Вместо этого он должен быть изготовлен вручную и тщательно разработан, чтобы точно представлять задачу.

Часто бывает необходимо вручную настроить вознаграждение агента RL, пока не будет достигнуто желаемое поведение. Лучшим способом найти подходящую функцию вознаграждения для какой-либо цели может быть наблюдение за экспертом (человеком), выполняющим задачу, чтобы затем автоматически извлечь соответствующие вознаграждения из этих наблюдений.”(Источник)

Самая большая мотивация для IRL заключается в том, что часто чрезвычайно сложно вручную указать функцию вознаграждения за задачу.

Йоханнес Штайнхардт сказал: «IRL - многообещающий подход к изучению человеческих ценностей, отчасти из-за легкости доступа к данным. Для обучения с учителем людям необходимо создать множество помеченных экземпляров, специально предназначенных для конкретной задачи. IRL, напротив, представляет собой неконтролируемый / частично контролируемый подход, при котором любая запись человеческого поведения является потенциальным источником данных.Журналы поведения пользователей Facebook, видео на YouTube и т. Д. Предоставляют множество данных о человеческом поведении.

Однако, несмотря на то, что существует множество существующих данных, информативных о человеческих предпочтениях, использование этих данных для IRL затруднено с помощью современных методов ». (Источник)

Еще один элемент, упомянутый Йоханнесом Стейнхардтом, касается проблемы данных. Он сказал, что «записи человеческого поведения в книгах и видео трудно использовать для алгоритмов IRL. Однако данные из Facebook кажутся многообещающими: мы можем сохранять состояние и каждое действие человека (щелчки и прокрутка).

Хотя это охватывает широкий круг задач, существуют очевидные ограничения. Некоторые виды человеческих предпочтений трудно узнать из поведения на компьютере ».

Действия людей зависят как от их предпочтений, так и от убеждений.

Оуэн Эванс и Йоханнес Стейнхардт сказали: «Убеждения, как и предпочтения , никогда напрямую не соблюдаются . Для узких задач (например, людей, выбирающих свои любимые фотографии с дисплея) мы можем моделировать людей как обладающих полным знанием состояния.Но для большинства реальных задач люди имеют ограниченную информацию, и их информация со временем меняется. Если IRL предполагает, что у человека есть полная информация, тогда модель неверно определена и обобщение того, что человек предпочел бы в других сценариях, может быть ошибочным. Вот несколько примеров:

  • Кто-то идет из своего дома в ресторан, который уже закрыт. Если предполагается, что они обладают полными знаниями, то IRL предполагает альтернативное предпочтение (например, прогулку), а не предпочтение получить немного еды.
  • Предположим, алгоритм IRL выводит цели человека по нажатию клавиш на его ноутбуке. Человек постоянно забывает свои пароли для входа и должен их сбросить. Такое поведение трудно уловить с помощью модели в стиле POMDP: люди забывают одни строки символов, а другие нет. IRL может сделать вывод, что человек намеревается неоднократно сбрасывать свои пароли.

Вышеупомянутое возникает из-за того, что люди забывают информацию, даже если информация представляет собой только короткую строку символов.Это один из способов систематического отклонения людей от рациональных байесовских агентов ». (источник)

Еще один элемент, предложенный Оуэном Эвансом и Йоханнесом Стейнхардтом, - это долгосрочные планы. Более того, они сказали: «Агенты часто предпринимают длительные серии действий, которые приносят им отрицательную пользу в данный момент, чтобы достичь долгосрочной цели. Такие долгосрочные планы могут затруднить IRL по нескольким причинам. Давайте сосредоточимся на двух:

  • IRL-системы могут не иметь доступа к нужному типу данных для изучения долгосрочных целей.
  • Необходимость предсказывать длинные последовательности действий может сделать алгоритмы более уязвимыми перед лицом неправильной спецификации модели.

Чтобы делать выводы на основе долгосрочных планов, было бы полезно иметь согласованные данные о действиях одного агента за длительный период времени. Но на практике у нас, вероятно, будет значительно больше данных, состоящих из коротких снимков большого количества различных агентов (потому что многие веб-сайты или онлайн-сервисы уже записывают взаимодействия с пользователем, но нечасто, чтобы один человек полностью отслеживался и записывался за длительный период времени, даже когда они отключены).

С другой стороны, есть некоторые службы, которые содержат обширные данные об отдельных пользователях за длительный период времени. Однако у этих данных есть еще одна проблема: они являются неполными в очень систематической форме (поскольку они отслеживают только онлайн-поведение). Например, кто-то может чаще всего выходить в Интернет, чтобы читать заметки по курсу и Википедию для класса; это данные, которые, вероятно, будут записаны. Однако менее вероятно, что кто-то будет иметь запись о том, что этот человек сдавал выпускной экзамен, сдавал класс и затем проходил стажировку, в зависимости от их успеваемости в классе.Конечно, некоторые части этой последовательности можно будет вывести на основе записей электронной почты некоторых людей и т. Д., Но они, вероятно, будут недостаточно представлены в данных по сравнению с записями об использовании Википедии. В любом случае потребуется некоторая нетривиальная степень вывода, чтобы разобраться в таких данных.

Далее мы обсудим еще одну потенциальную проблему - хрупкость модели для неправильной спецификации.

Предположим, кто-то тратит 99 дней на выполнение скучной задачи, чтобы достичь важной цели в день 100.Система, которая пытается только правильно предсказать действия, будет правильной в 99% случаев, если предсказывает, что человеку по своей природе нравятся скучные задачи. Конечно, система, которая понимает цель и то, как задачи приводят к цели, будет правильной в 100% случаев, но даже незначительные ошибки в ее понимании могут снизить точность ниже 99%.

В принципе, большие изменения в модели агента могут привести только к небольшим изменениям в точности прогноза модели, и чем длиннее временной горизонт, на котором достигается цель, тем больше это может иметь место.Это означает, что даже небольшие ошибки в спецификации в модели могут склонить чашу весов назад в пользу (очень) неправильной функции вознаграждения. Одним из решений может быть выявление «важных» прогнозов, которые кажутся тесно связанными с функцией вознаграждения, и сосредоточение особого внимания на том, чтобы делать эти прогнозы правильными ». (источник)

В случае даже небольшого отклонения спецификации модели «правильная» модель может на самом деле работать хуже при типичных показателях, таких как точность прогнозов. Следовательно, могут потребоваться более осторожные методы построения модели.

Йоханнес Хайдеке, исследователь искусственного интеллекта, сказал: «В IRL нам дается какая-то политика агента или история поведения, и мы пытаемся найти функцию вознаграждения, которая объясняет данное поведение. Исходя из предположения, что наш агент действовал оптимально, т.е. всегда выбирает наилучшее возможное действие для своей функции вознаграждения, мы пытаемся оценить функцию вознаграждения, которая могла бы привести к такому поведению ». (источник)

Как найти функцию вознаграждения, при которой наблюдаемое поведение является оптимальным. Это связано с двумя основными проблемами:

  • Для большинства наблюдений за поведением существует множество подходящих функций вознаграждения.Набор решений часто содержит много вырожденных решений, то есть назначение нулевого вознаграждения всем состояниям.
  • Алгоритмы IRL предполагают, что наблюдаемое поведение является оптимальным. Это сильное предположение, возможно, слишком сильное, когда мы говорим о человеческих демонстрациях.

Важно : IRL ищет функции вознаграждения, которые «объясняют» демонстрации. Не путайте это с ученичеством (AL), где основной интерес представляет политика, которая может генерировать видимые демонстрации .

Билал Пиот, Матье Гейст и Оливер Пьеткин: «IRL основывается на предположении, что политика эксперта оптимальна в отношении неизвестной функции вознаграждения. В этом случае первая цель ученика - изучить функцию вознаграждения, которая объясняет наблюдаемое поведение эксперта. Затем, используя прямое обучение с подкреплением, он оптимизирует свою политику в соответствии с этим вознаграждением и, мы надеемся, будет вести себя так же, как эксперт. Получение вознаграждения имеет некоторые преимущества по сравнению с немедленным изучением политики.Во-первых, можно проанализировать вознаграждение, чтобы лучше понять поведение эксперта. Во-вторых, это позволяет адаптироваться к возмущениям в динамике окружающей среды.

Другими словами, он может быть перенесен в другие среды. В-третьих, это позволяет со временем улучшаться за счет реальных взаимодействий и без необходимости новых демонстраций. Однако главная проблема заключается в том, что для получения оптимальной политики в отношении полученного вознаграждения необходимо решить MDP. Другая проблема заключается в том, что проблема IRL некорректна, поскольку каждая политика оптимальна для нулевого вознаграждения (которое, очевидно, не является тем вознаграждением, которое требуется).”(Источник)

Для получения дополнительной информации я рекомендую эти статьи:
- https://thinkingwires.com/posts/2018-02-13-irl-tutorial-1.html
- https: // www. lesswrong.com/posts/cnC2RMWEGiGpJv8go/model-mis-specification-and-inverse-reinforcement-learning
- http://www.lifl.fr/~pietquin/pdf/TNNLS_2016_BPMGOP.pdf
- https://medium.com / @ pomanakuttan9642 / что-то-обратное-подкрепление-обучение-e333228af146

.

Обучение с подкреплением - GeeksforGeeks

Обучение с подкреплением

Обучение с подкреплением - это область машинного обучения. Речь идет о том, чтобы предпринять подходящие действия для максимизации вознаграждения в конкретной ситуации. Он используется различным программным обеспечением и машинами, чтобы найти наилучшее возможное поведение или путь, которым он должен следовать в конкретной ситуации. Обучение с подкреплением отличается от обучения с учителем тем, что при обучении с учителем данные обучения содержат ключ ответа, поэтому модель обучается с правильным ответом, тогда как в обучении с подкреплением ответа нет, но агент подкрепления решает, что делать. выполнить поставленную задачу.В отсутствие обучающего набора данных он обязательно учится на своем опыте.

Пример: Проблема заключается в следующем: у нас есть агент и награда, а между ними много препятствий. Агент должен найти наилучший путь для получения награды. Следующая проблема более легко объясняет проблему.

На изображении выше показаны робот, алмаз и огонь. Цель робота - получить награду в виде бриллианта и избежать препятствий, связанных с огнем.Робот учится, пробуя все возможные пути, а затем выбирая путь, который дает ему награду с наименьшими препятствиями. Каждый правильный шаг даст роботу награду, а каждый неправильный шаг вычитает награду робота. Общая награда будет рассчитана, когда она достигнет последней награды - бриллианта.

Основные моменты обучения с подкреплением -



  • Входные данные: входные данные должны быть начальным состоянием, с которого модель будет запускаться
  • Вывод: Есть много возможных выходов, так как есть множество решений конкретной проблемы
  • Обучение: Обучение основано на вводе. Модель вернет состояние, и пользователь решит вознаградить или наказать модель на основе ее вывода.
  • Модель продолжает учиться.
  • Лучшее решение определяется на основе максимального вознаграждения.

Разница между обучением с подкреплением и обучением с учителем:

.
Обучение с подкреплением Обучение с учителем
Обучение с подкреплением - это последовательное принятие решений. Простыми словами мы можем сказать, что вывод зависит от состояния текущего ввода, а следующий ввод зависит от вывода предыдущего ввода При обучении с учителем решение принимается на начальном входе или на вводе, заданном в начале.
В обучении с подкреплением решение является зависимым, поэтому мы даем метки последовательностям зависимых решений Контролируемое обучение. Решения независимы друг от друга, поэтому каждому решению присваиваются ярлыки.
Пример: шахматы Пример: Распознавание объекта

Типы армирования: Есть два типа армирования:

  1. Положительное -
    Положительное подкрепление определяется как когда событие, возникающее из-за определенного поведения, увеличивает силу и частоту поведения. Другими словами, это положительно влияет на поведение.

    Преимущества обучения с подкреплением:

    • Максимальная производительность
    • Поддерживать изменения в течение длительного периода времени

    Недостатки обучения с подкреплением:

    • Слишком большое усиление может привести к перегрузке состояний, что может ухудшить результаты
  2. Отрицательное -
    Отрицательное усиление определяется как усиление поведения, потому что отрицательное условие остановлено или предотвращено.

    Преимущества обучения с подкреплением:

    • Увеличивает поведение
    • Обеспечение соответствия минимальным стандартам производительности

    Недостатки обучения с подкреплением:

    • Достаточно только для соответствия минимальному поведению

Различные практические применения обучения с подкреплением -

  • RL можно использовать в робототехнике для промышленной автоматизации.
  • RL можно использовать в машинном обучении и обработке данных
  • RL можно использовать для создания систем обучения, которые предоставляют индивидуальные инструкции и материалы в соответствии с требованиями студентов.

RL может использоваться в больших помещениях в следующих ситуациях:

  1. Модель среды известна, но аналитическое решение недоступно;
  2. Приведена только имитационная модель окружающей среды (предмет оптимизации на основе имитационного моделирования)
  3. Единственный способ собрать информацию об окружающей среде - это взаимодействовать с ней.

Источник: Википедия

.

Смотрите также