Главное меню

Главная » Разное » Расчет количества арматуры для фундамента

Расчет количества арматуры для фундамента


ленточного, плитного типа и столбчатого

Мероприятиям по возведению любого здания предшествуют проектные работы, в процессе которых определяется тип фундаментной базы и необходимое количество материалов для ее сооружения. Важной частью фундамента является арматурный каркас. Он повышает прочность основания, демпфирует растягивающие усилия и изгибающие нагрузки, а также предотвращает образование трещин. Для выполнения работ необходимо понимать, сколько арматуры нужно для армирования ленточного фундамента, а также для столбчатого и плитного основания. Разберемся с особенностями вычислений.

Расход арматуры на армирование ленточного фундамента

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования.

Самостоятельно рассчитать арматуру на фундамент можно различными способами:

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований:

Расчет арматуры для ленточного фундамента

 

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов:

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов:

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается:

Укладка арматуры в ленточный фундамент

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения:

Важно правильно выполнить расчет. Арматура для фундамента в этом случае обеспечит необходимый запас прочности. Рассмотрим, какие необходимы исходные данные для расчетов, а также изучим методику выполнения вычислений для различных типов фундаментов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Основание ленточного типа обеспечивает повышенную устойчивость строений на различных почвах. Конструкция представляет собой бетонную ленту, повторяющую контур здания и расположенную под капитальными стенами. Усиление стальной арматурой повышает прочностные характеристики бетонной основы и положительно влияет на ее долговечность. Для сооружения пространственной решетки можно использовать арматуру диаметром 10 мм.

Исходные данные для выполнения расчетов:

Сколько арматуры нужно для фундамента

Рассмотрим порядок вычислений:

  1. Рассчитайте общую длину ленточного контура.
  2. Вычислите количество элементов в поясах.
  3. Определите метраж горизонтальных стержней.
  4. Вычислите потребность в вертикальных прутках.
  5. Рассчитайте длину поперечных перемычек.
  6. Сложите полученный метраж.

Зная общее количество стыковых участков, можно вычислить потребность в вязальной проволоке.

Расчет количества арматуры на фундамент плитного типа

Фундамент плитной конструкции применяется для строительства жилых зданий на пучинистых грунтах. Для обеспечения прочностных характеристик применяются арматурные стержни диаметром 10–12 мм. При повышенной массе строений диаметр прутков следует увеличить до 1,4–1,6 см.

Рассчитать количество арматуры для фундамента плитной конструкции можно, используя следующую информацию:

Схема армирования монолитной плиты фундамента

Для определения потребности в арматуре выполните следующие операции:

  1. Определите количество горизонтальных прутков в каждом ярусе.
  2. Вычислите общий метраж арматурных стержней, формирующих ячейки.
  3. Прибавьте суммарную длину вертикальных опор, объединяющих ярусы.

Сложив полученные значения, получим общую потребность в арматуре. Зная количество стыков, несложно определить необходимый объем стальной проволоки.

Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции

Основание столбчатого типа широко применяется для строительства различных зданий. Оно состоит из железобетонных опор квадратного и круглого сечения, установленных в углах строения, а также в точках пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения прочности опорных элементов применяются ребристые стержни сечением 1–1,2 см.

Рассчитать количество арматуры на фундамент столбчатого типа несложно, учитывая следующие данные:

Алгоритм расчета расхода арматуры фундамента

Алгоритм расчета:

  1. Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
  2. Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
  3. Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.

Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.

Как посчитать арматуру для фундамента – пример вычислений

В качестве примера рассмотрим, сколько нужно арматуры для фундамента 10х10, сформированного в виде монолитной железобетонной ленты.

Для выполнения вычислений используем следующую информацию:

Расход арматуры для ленточного фундамента

Алгоритм расчета:

  1. Определяем периметр фундаментной основы здания, сложив длину стен – (10+10)х2=40 м.
  2. Вычисляем количество горизонтальных элементов в одном поясе, умножив периметр на количество стержней в одном ярусе – 40х3=120 м.
  3. Общая длина продольных прутков определяется умножением полученного значения на количество ярусов 120х2=240 м.
  4. Рассчитываем количество вертикальных элементов, установленных по 10 пар на каждую сторону 10х2х4=80 шт.
  5. Суммарная длина вертикальных стержней составит 80х0,8=64 м.
  6. Определяем длину перемычек размером по 0,6 м каждая, установленных на двух поясах (по 20 на сторону) – 10х2х4х0,6=48 м.
  7. Сложив длину арматурных стержней, получим общий метраж 240+64+48=352 м.

Определить длину стальной проволоки несложно. Количество соединений, умноженное на длину одного куска проволоки, равную 20–30 см, даст искомый результат.

Подводим итоги – насколько необходим расчет арматуры на фундамент

Планируя строительство дома, бани или дачного строения, несложно определить потребность в арматуре своими руками. Пошаговые инструкции позволят на калькуляторе рассчитать метраж стержней для изготовления арматурной решетки, усиливающей основу здания. Зная, как рассчитать арматуру, можно самостоятельно выполнить вычисления, не прибегая к помощи сторонних специалистов. Правильно выполненные расчеты обеспечат прочность фундаментной основы, устойчивость здания, а также длительный ресурс эксплуатации.

Калькулятор толщины, арматуры и опалубки фундамента плиты

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного плитного фундамента (плиты) предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента домов и других построек. Перед выбором типа фундамента, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, подходит ли данных тип для ваших условий.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Плитный фундамент (ушп) – монолитное железобетонное основание, закладываемое под всю площадь постройки. Имеет самый низкий показатель давления на грунт среди других типов. В основном применяется для легких построек, так как с увеличением нагрузки существенно возрастает стоимость данного типа фундамента. При малом заглублении, на достаточно пучинистых грунтах, возможно равномерное приподнимание и опускание плиты в зависимости от времени года.

Обязательно наличие хорошей гидроизоляции со всех сторон. Утепление может быть как подфундаментное, так и располагаться в стяжке пола, и чаще всего для этих целей применяется экструдированный пенополистирол.

Главным преимуществом плитных фундаментов является относительно низкая стоимость и простота возведения, так как в отличии от ленточного фундамента нет необходимости в проведении большого количества земляных работ. Обычно достаточно выкопать котлован 30-50 см. в глубину, на дне которого размещается песчаная подушка, а так же при необходимости геотекстиль, гидроизоляция и слой утеплителя.

Обязательно необходимо выяснить какими характеристиками обладает грунт под будущим фундаментом, так это это является основным решающим фактором при выборе его типа, размера и других важных характеристик.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой в правом блоке.

Общие сведения по результатам расчетов

Для расчета УШП необходимо вычесть объем закладываемого утеплителя из объема рассчитанного бетона.

Как рассчитать арматуру на фундамент

Как рассчитать, сколько арматуры пойдет на фундамент

Армирование основания загородного дома является обязательном операцией, которую вы применяете в возведении объектов с огромной нагрузкой на фундамент. Каркас из металла, который помещен в тело бетона, будет воспринимать усилия на изгиб и растяжение, а также помогает равномерно распределить конструкционное напряжение, компенсировать деформации, а также уменьшать раскрытие трещин.

Но чтобы так и вышло, требуется знать, как рассчитать арматуру для ленточного фундамента, и лишь в этом случае можно получить поистине прочный фундамент.

Перед тем, как произвести расчеты, определите несущую способность грунтов по СНиПу 2.02.01-83. Это требуется, чтобы выяснить, какую максимальную степень нагрузки может выдерживать грунт. В соответствии с этим требуется выбирать конструктивное решение фундамента – столбчатое, ленточное, плитное или свайное.

Общие сведения

Расчет фундаментной арматуры

Для процесса армирования применяют гладкий и рифленый стальной прокат класса А500 или А400 – для рабочих стержней, А240 для элементов конструкции. Расчет требуется произвести по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП 63.13330.2012 с учетом всех типов нагрузок, которые воздействуют на фундамент, а также виды оснований. Армирование производят плоскими или пространственными каркасами из поперечных, продольных и даже соединительных стержней.  Вторые могут воспринимать нагрузку на растяжение по верхней поверхности, а также по подошве, вторые распределяют ее между вертикальными и горизонтальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и установке применяют связки конструкции.

Основы расчетов для ленточного основания

Самым популярным видом основания в индивидуальном строительстве является монолитный ленточный. Он несложный в выстраивании, достаточно прочный и имеет необходимую степень жесткости. Его обустраивают в виде мелкоуглубленной или даже заглубленной конструкции. Особое значение для арматурного расчета на фундамент имеет глубина закладывания, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения фундамента.

Как определить глубину закладывания

Подошвенную отметку выбирают в зависимости от типа грунта:

  1. При пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах фундамент требуется опирать на непромерзающий слой ниже, чем уровень грунтовых вод.
  2. При слабопучинистых и непучинистых грунтах подошвенная отметка не должна быть ниже, чем 50 см от верха имеющегося земельного уровня.
  3. Если есть подвал, то ленточное основание требуется углубить на 50 см ниже уровня пола, а столбчатое на 1.5 метра.

Разновидность грунта, положение УГВ и наличие слабых линз плывунов определяют посредством бурения или выкапывания шурфов. Глубина промерзания земли в разных регионах указана по СНиПу «Строительная климатология».

Сбор нагрузок

На данном этапе расчетов требуется просуммировать все разные нагрузки, действующие на основание:

Вся информация будет содержаться в таблицах от СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Общую величину распределяют на погонные метры в ленточном основании, на число опор – в свайных или даже столбчатых.

Ширина подошвы

Рассчитать арматуру на фундамент очень важно. Ширина подошвы является величиной, которая помогает производить расчет арматуры на ленточное основание. При массивных кирпичных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых благодаря огромной площади опоры уменьшают грунтовое давление. Более легкие пенобетонные и каркасные строение выстраивают на основаниях с сечением прямоугольного типа. При расчете подошвенного размера требуется учесть предельное давление на землю и нагрузку от строения на несущие типы участков балок фундамента. В малоэтажном строительстве обычно применяют конструкции с шириной от 0.2 до 0.4 метров.

Подробности

Расчет ленточного фундамента

Для монолитных ленточных оснований загородных домов используют более простой метод расчета армирования по минимально допустимому арматурному сечению, которое воспринимает растягивающие усилия.

Порядок проведения расчета

По СНиПу общая площадь поперечного сечения стержней из стали должна быть не меньше 0.1% от рабочего сечения конструкции бетона. Найти это значение можно как произведение высоты сечения фундамента, которая равна глубине закладывания, умноженной на его ширину. Для продольного армирования применяют стержни с диаметром от 0.8 см. Найти нужное количество профилей круглого типа можно по специальной таблице, а значение требуется округлить в большую сторону. Есть также ограничения по минимальному размеру арматуры – на участках, где длина больше 3 метров, используют стержни с диаметром от 1.2 см. Требуемый арматурный метраж определяют по чертежам с размерами основания, причем запас должен быть в 5%. Массу требуется найти по таблицам стального сортамента.

Пример расчетов

Например, нужно произвести расчет армирования основания ленточного типа для загородного дом с размером 5*10 метров из блоков газосиликата. Глубина закладывания составляет 70 см, а ленточная ширина 40 см.

  1. Площадь сечения основания такова: 70*40=2800 см2.
  2. Минимальная площадь (суммарная) для арматуры составляет 2800*0.01=2.8 см2.
  3. По таблице есть разные варианты – использовать 4 стержня с диаметром в 1 см, 3 штуки по 1.2 см или 2 прута с размером сечения 1.4 см.
  4. В нормативе указано, что при длине стороны больше, чем 3 метра, минимальный арматурный диаметр составляет 1.2 см. Чтобы распределение нагрузки от постройки было равномерным, требуется установить каркас из стали из двух сеток горизонтального типа, причем каждая из них будет иметь по два стержня с диаметром в 1.2 см.
  5. Арматуру поперечного типа требуется выбирать по высоте каркаса. Если она меньше, чем 0.8 метров, применяют проволоку для хомутов с диаметром в 0.6 см. Единовременно выполняются условия, при которых данный размер больше ¼ сечения продольных стержней.
  6. Содержание стали в метрах определяют по габаритам сооружения. Общая ленточная протяженность составляет 5+5+10+10=30 метров (если есть и несущая перегородка, то ее длину требуется просуммировать).
  7. Потребуется 4*30=12 п.м. арматуры с диаметром 1.2 см.
  8. Хомуты устанавливают с шагом в 0.4 метра, а их число 30/0.4=75 штук.
  9. Размер каждого (70*2+40*2)/1.15=191 см, причем 1.15 является коэффициентом для перевода периметра сечения в хомутную длину.
  10. Проволочная длина для соединительных элементов составляет 75*1.91=143.25 метра.

С учетом запаса в 5% на вязку и резку нужно:

Быстро и просто рассчитать арматуру на фундамент можно посредством онлайн калькуляторов, которые размещены на сайтах в Интернете. Весьма подробно о работе одного из особых приложений по расчету рассказывают в видеоинструкции.

Правила по армированию ленточного основания

Самым простым вариантом будет равномерно нагруженное основание на непросадочном непучинистом грунте. Подошва расположена выше, чем уровень промерзания и УГВ. В таком случае ширину фундамента требуется принимать равной толщине домовой стены. Армирование лишь конструктивное, и для подстраховки от непредвиденных замачиваний земли. Применяют рифленую или даже гладкую арматуру с диаметром от 0.8 до 1.2 см, поперечно связывают стержнями того же размера с сечением или меньшего с шагом в 0.3-0.4 метра. Вертикально в бетонном теле устанавливают противоусадочные вязаные или сварные сетки из проволоки малого диаметра (от 0.6 до 0.8 см) и с шагом не больше 0.2 метров. Другой случай – усиленная нагрузка на основание или более слабые земли. Форма ленточного сечения – в виде буквы Т в перевернутом виде. Армирование проводят тем же методом, но поперечные стержни можно рассчитать на давление от грунтового отпора. Оно способно разрушать подошву основания в 1.5 раза. Шаг монтажа хомутов не больше 0.2 метров, и их располагают под арматурой продольного типа, чтобы увеличивать высоту рабочего сечения. Третий вариант – это сочетать огромные нагрузки на фундамент и неблагоприятные условия грунта – наличия плывунов, пучинистости, карстов и высокого УГВ.

Чтобы не было проявления трещин и разрушения основания в результате грунтовой просадки. Армирование проводят по усиленному методу. Диаметр стержней составляет 1.2-1.6 см, а шаг не больше 0.2 метров. По подошве укладывают 1-2 ряда сеток, а в верхней части основания каркас сделан в виде балки. Через каждые 0.3-0.4 метра продольную арматуру требуется связать хомутами или прикрепить шпильками, чтобы зафиксировать ее пространственное положение.

Расчет основания свайного типа

Такие фундаменты представляют собой опоры, которые погружены в грунт (буронабивные или цельнометаллические), которые передают нагрузку от здания и соединенные по верху посредством деревянных, стальных или железобетонных ростверков. Такие основания применяют в частном строительстве:

Минус, который может привести к удорожанию цены строительства – холодный цоколь и невозможность обустройства пола по земле. достоинство – отсутствие работ земляного типа. Сваи требуется вкручивать специальной буровой установкой или пробурить в земле отверстия с дальнейшим монтажом опалубки, бетонированием и армированием. При грунтах несыпучего типа раствор требуется заливать сразу в скважину. Схема расчета арматуры для буронабивного свайного фундамента.

  1. Определите тип грунта посредством ГОСТа «Грунты. Классификация».
  2. Рассчитайте временную и постоянную нагрузку (СНиП «Нагрузки и воздействия»).
  3. По ВСН 5-71 выберите несущую способность земли в зависимости от структуры.
  4. По сведениям найдите нагрузку на погонный метр ростверка, разделяя суммарную массу на общий периметр постройки.
  5. Определите несущую способность сваи.

Далее рассчитайте расстояние между опорами. Количество свай определите по расчетному расстоянию между опорами и размерами строений. Армируйте конструкции вертикальным каркасом из не меньше, чем четырех стержней с диаметром от 1 до 1.6 см с горизонтальной обвязкой из арматуры гладкого типа 0.6-0.8 см. По верху оставьте выпуски с длиной 0.25-0.3 метра.

Расчет армирования плитных оснований

Плитное армирование выбирают с учетом толщины. Если она менее 0.15 метров, укладывают одну сетку с ячейкой 0.2 метра, при огромном значении – 2. Каркас сварите из стержней с диаметром от 1.2 до 1.6 см, соедините с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размером сечения до 1 см. Расчет плиты требуется выполнять по Своду Правил и «Руководству по проектированию фундаментов плитного типа». Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на землю и усилий изгиба. Ширина плиты основания больше размера дома на 0.1 метр. Для сетки арматуры определяют число стержней в обоих направлениях. Если применять два каркаса, то важно удвоить число прутиков. Чтобы найти, сколько требуется арматуры для соединений, определите число сочленений в сетке. Его важно умножить на длину хомута, которая равна толщине плиты за вычетом слоя защиты бетона. Далее можно рассчитать требуемое количество арматуры, закладывая запас в 5%. По сортаменту стали найдите ее вес.

Заключение

Основание является самой важной частью строительства. Неправильные расчеты могут привести к деформации и тресканью стен, а также разрушению всего здания в целом. Перед тем, как рассчитывать арматуру для основания, исследуют грунты на несущую способность и определят нагрузки на фундамент. По возможности такое дело лучше доверять профессионалам – траты на заказ таких услуг малы, а вот чувство уверенного стоит многого.

Калькулятор расчета количества основной арматуры для плитного фундамента

При планировании любого фундамента, и плитного – в частности, важно заранее определиться с необходимым количеством материалов для его возведения. Обязательным условием всегда является качественное армирование, которое в данном случае чаще всего представляет собой решетчатую конструкцию из перпендикулярно увязанных прутов с периодическим рельефом, диаметром от 10 мм и выше. 

Калькулятор расчета количества основной арматуры для плитного фундаментаКалькулятор расчета количества основной арматуры для плитного фундамента

Армирование при толщине плиты 150 мм и менее выполняется в один ярус, расположенный по центру. Однако чаще приходится сталкиваться с плитами большей толщины, и здесь уже необходимо двухъярусная конструкция. Материала потребуется немало, и в вопросах планирования такого приобретения хорошим помощником станет калькулятор расчета количества основной арматуры для плитного фундамента.

Цены на арматуру

арматура

Несколько необходимых разъяснений по порядку проведения вычислений – приведены ниже.

Калькулятор расчета количества основной арматуры для плитного фундамента

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

кф6Как определиться с оптимальным диаметром прутьев армирования и шагом их укладки?

Для этого на страницах нашего портала размещен специальный калькулятор расчета диаметра арматуры для плитного фундамента – при необходимости, перейдите по указанной ссылке.

кф8Необходимо перевести рассчитанное количество в килограммы и тонны?

Некоторые фирмы, реализующие металлопрокат, публикуют свои прайс-листы с ценами, выраженными в стоимости тонны металла. Ничего страшного – специальный калькулятор поможет быстро пересчитать необходимое количество арматуры в его весовой эквивалент.

Расчёт количества арматуры для разных типов фундамента

Использование арматуры, особенно при заливке фундамента дома, особенно необходимо. Данный строительный материал позволяет уплотнить бетон и увеличить его технические характеристики, первой из которых является прочность. Для экономии арматуры следует знать, как правильно производить расчёт арматуры для фундамента.

Расчёт арматуры для ленточного фундамента

Ленточный фундамент дома применяется чаще чем плитовой, из-за следующих своих преимуществ:

Но для того, чтобы ленточный фундамент был смонтировав правильно, необходимо знать 2 основных параметра: диаметр продольных и поперечных арматурных стержней, а также их общее количество (с небольшим запасом).

Как правильно рассчитать диаметр продольной арматуры

Расчёт арматуры для ленточного фундамента дома подразумевает использование основного нормативного документа – СНиП 52-01-2003, в котором указано, что содержание продольной арматуры в железобетонном элементе должно составить не менее 0.1%. Т.е. совокупная площадь сечения прутьев арматуры должна быть не менее 0.1% от рабочей площади поперечного сечения железобетонного элемента.

Видеоролик на Youtube:

Правильный расчёт площади поперечного сечения железобетонной ленты следующий: необходимо ширину конструкции умножить на её высоту. Пример: при ширине фундамента дома 50 см и высоте 1 м, его площадь сечения составит 5000 см2. Теперь следует вспомнить СНиП 52-01-2003 и разделить полученное число на 1000, чтобы найти параметр для дальнейшего расчета. Ответ: 5 см2. Многие строители, даже с большим опытом работы, просто выбирают диаметр арматуры «на глазок», и чаще всего это оказываются стержни 8 или 10 мм. Но это неправильно, необходимо использовать установленные нормативными документами формулы и примеры расчётов.

Полезный калькулятор для расчёта ленточного фундамента: http://stroy-calc.ru/raschet-lentochnogo-fundamenta.

Теперь следует воспользоваться удобной таблицей:

Сверху указано количество стержней. Основное тело таблицы – площадь поперечного сечения арматуры (0.1% от площади поперечного сечения ленты фундамента). Совместив количество стержней и параметр площади сечения, в правой колонке узнаём необходимое сечение арматуры.

При заливке фундамента очень часто применяют стандартную схему монтажа с четырьмя арматурными прутьями. Из таблицы можно почерпнуть все необходимые данные и даже узнать расход арматуры на 1м3 бетона: 4 прутка с площадью поперечного сечения не менее 4 мм2, должны иметь диаметр 12 мм. Если взглянуть немного ниже, то можно использовать и 2 прутка, но тогда диаметр каждого из них должен составлять не менее 16 мм, что будет крайне расточительно.

Удобный калькулятор для ленточного фундамента: http://obystroy.com/kalkulyator-rascheta-kolichestva-betona-lentochnogo-fundamenta

На сегодняшний день, большинство строительных компаний не используется арматуру диаметром 8 мм при заливке бетона, пользуясь простыми расчётами:

Подбирать диаметр для поперечных стержней ленточного фундамента следует точно также, как и для продольных. Никаких серьёзных особенностей в данном процессе не существует.

Расчёт общего количества арматуры для ленточного фундамента

При армировании фундамента и заливке бетона, прутья укладываются внахлёст, что обязательно следует учитывать при расчёте общего количества материала. Нижеприведённая схема точно отображает готовую конструкцию:

Сверху указана простая формула расчёта нахлёста арматуры. Диаметр прута необходимо умножить на 30. Ответом будет длина нахлёста.

Обозначения на схеме указывают на то, что нахлёст продольных прутьев должен составлять не менее 30 их диаметров. Например, диаметр одного прута составляет 8 мм, это значит, что нахлёст арматуры необходимо делать не менее чем 24 см.

Чтобы рассчитать количество материала при заливке бетона, следует привести простой пример. Ширина фундамента составляет 6 м, его длина – 12 м. Общая длина основания: складываем 6 м и 12 м, и умножаем на 2, ответом является 36 м. Фундамент простой и для армирования используются 4 прута, поэтому 36 м надо умножить на 4, ответ – 144 м. Такой расчёт несложный и его можно произвести за короткий временной промежуток. Более проблемно рассчитать тот самый нахлёст одного арматурного прута на другой.

Самым правильным способом расчёта нахлёста является составление схемы армирования, после чего следует посчитать все места стыков и умножить их на 30 диаметров прутьев. Помимо того, что данный способ правильный, он ещё достаточно трудоёмкий и требует массу времени, ведь таких стыков даже в фундаменте 6*12 будет огромное количество. Поэтому стараются сократить время расчётов и просто прибавить 15 % прутьев к общей длине армированной конструкции.

Расчёт количества продольных и поперечных стержней

Расход арматуры на куб бетона также требует такого параметра как сечение ленты фундамента. Пусть ширина будет 0.3 метра, а длина 0.8 метра. Данные значения являются реальными, но для них следует предусмотреть определенный запас. Поэтому ширина станет 0.35 метра, а длина 0.9 метра. Общая длина арматурного прута для такой конструкции составляет 2.5 метра.

Площадь сечения верхнего или нижнего пояса можно узнать по формуле: ширину ленты умножить на её высоту и на коэффициент 0.001. Получившуюся цифру найти из таблицы (значение ниже полученного указывать не следует). Верхней цифрой является необходимое количество прутов для фундамента. Слева – диаметр одного прутка. Справа – масса одного метра выбранной арматуры.

Зачем следует делать такой запас? Для большей устойчивости армированного каркаса, его немного вбивают в землю. Поэтому запас арматуры позволяет надёжно зафиксировать конструкцию и исключить её движение при заливке бетона. Расчёт одной стороны составит: 0.3 м умножить на 2 и сложить с длиной (0.9 м также умножить на 2).

На самой длинной стороне фундамента, которая составляет 12 м, необходимо разместить 6 таких конструкций. Таких сторон две, поэтому количество конструкций также следует умножить в 2 раза и получится 12 штук. Для широкой стороны фундамента потребуется не менее 10 арматурных прямоугольников, соответственно, для двух сторон – 20 штук, а общее количество 32 штуки.

Осталось длину одного арматурного прямоугольника перемножить на их общее количество, и ответом будет 80 м. Расчёт каркаса достаточно прост, и требует совсем небольшого количества времени, достаточно только набить руку.

Расчет количества арматуры для плитного фундамента

Плитный фундамент используется в тех местах, где необходима минимизация земельных работ. Для данной разновидности фундамента вполне достаточно полуметрового котлована, но необходимы такие строительные материалы как гидроизоляция, утеплители различного рода и небольшой слой песка.

Узнав диаметр арматуры или её сечение, данные необходимо подставить в таблицу, которая покажет не только вес одного метра материала, но и метраж в одной тонне, что очень удобно при расчётах общего количества.

Расход арматуры и расчёт её диаметра производится согласно следующих нормативных документов:

Критерии выбора диаметра арматуры для плитного фундамента следующие:

Удобный калькулятор для расчёта монолитной плиты: https://wpcalc.com/slab-foundation/

При расчёте количества материала для плитного фундамента следует помнить, что самым оптимальным является шаг в 20 см. Зная шаг, остаётся общую ширину монолитной конструкции поделить на данную цифру. Пример: ширина плиты составляет 8 м, необходимо разделить её на 0,2 м и получим количество 40, которое теперь следует удвоить (если ширина конструкции равна её длине), соответственно – 80 штук. Если стороны не совпадают, то их расчёт надо делать отдельно.

Видеоролик на Youtube:

Для определения общей длины арматурных стержней, их количество следует умножить на длину одной штуки: 80 штук умножить на 6 м (наиболее длинная арматура). Ответ: 480 м арматуры для плиты.

Расчет фундамента – Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор расчета фундамента KALK.PRO позволяет заниматься полноценным проектированием фундаментов, облегчает вычисления и способствует экономии на материалах, без пренебрежения строительными нормами. Методика расчета основана на продвинутом алгоритме математической модели с учетом нормативных документов СНиП 2.02.01-83 (СП 22.13330.2011), СНиП 3.03.01-87 (СП 70.13330.2011), СНиП 52-01-2003 (СП 63.13330.2010), СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012).

По результатам работы калькулятора вы получите подробную смету на строительство фундамента под ключ, удобный и наглядный чертеж конструкции, простую и понятную схему вязки арматуры, а также интерактивную 3D-модель для оценки получившегося сооружения. Мы даем доступ к скачиванию всех материалов в форматах OBJ, PNG и PDF.

Вам будут известны следующие параметры:

На данный момент доступен расчет ленточного фундамента (полноценный) и монолитной плиты (упрощенный). В скором времени должны появиться калькуляторы для вычисления свайного, столбчатого и винтового фундаментов. Добавьте наш сайт в закладки и не пропустите их появление!

Калькулятор фундамента KALK.PRO на основании встроенного расчета материалов и арматуры продемонстрирует вашу будущую конструкцию. С помощью 3D-визуализации вы сможете посмотреть, как должен выглядеть ваш армокаркас, вплоть до мельчайших деталей.

 

Содержание

 

Расчет фундамента

Возведение любого дома начинается с расчета фундамента, он является опорой для всей вышележащей конструкции и оттого насколько качественно его смонтировали, зависит долговечность всего сооружения. Принимая решение о выполнении работ по созданию основания своими руками, важно не допустить ошибок при начальных вычислениях и тем более не нужно пытаться сэкономить на материалах. Помните, что грамотно спроектированный фундамент — залог вашей безопасности.

 

Инструкция

Рядовому пользователю необязательно быть специалистом в строительстве для того, чтобы пользоваться нашим сервисом. Интерфейс интуитивно понятен, а любое недопустимое значение программа обозначит красной подсветкой.

В большинстве случаев, от вас требуется лишь ввести минимальное количество информации:

В процессе расчета фундамента под дом, вам может быть потребуется ввести некоторые дополнительные величины, но их также можно рассчитать на наших калькуляторах:

Мы подготовили для вас ознакомительное видео, в котором поэтапно рассказывается весь функционал и принцип работы калькулятора фундамента онлайн.

Наш калькулятор также позволяет произвести расчет объема (кубатуру) фундамента в м3, для того чтобы заранее знали, какой объем земляных работ предстоит выполнить.

 

Расчет бетона на фундамент

Бетон является важнейшим компонентом фундамента, по сути это его «плоть» и от того насколько качественная смесь используется, зависит большинство характеристик основания. При выборе раствора особое внимание стоит уделять показателю класса (марки) прочности, который определяет предельно-допустимые нагрузки на сжатие полностью сформировавшейся смеси. Выражается в кгс/см², т.е. сколько кг способен выдержать 1 см2 поверхности.

По большей части, марка бетона определяется пропорциями цемента, песка (щебня, гравия) и воды, а также условий при которых раствор затвердевал Всего существует около 15 классов прочности о тМ50 (В3,5) до М800 (B60), но в частном строительстве наиболее распространены марки М100-М400. Соответственно, бетон М100 подходит для легких сооружений – гаражей, бань, оборудования, а М400 – для многоэтажных тяжелых зданий, например, из кирпича. Но в абсолютном большинстве случаев, выбирается бетон марки М300.

С помощью нашего калькулятора, вы получите расчет бетона на фундамент (объем, масса). Все значения будут доступны прямо в интерфейсе – вам не нужно переключаться на другие вкладки. Однако от вас требуется ввести, используемую марку бетона.

Расчет цемента на фундамент с помощью нашего онлайн-калькулятора никогда не был таким простым. Просто заполняйте поля в инструменте и в результатах расчета вы получите необходимые значения!

 

Расчет арматуры для фундамента

Арматура – второй по важности компонент фундамента (его «кости»), который позволяет компенсировать и нивелировать воздействующие нагрузки на расстяжение и изгиб. Всеизвестный факт, что бетон не отличается гибкостью и пластичностью, однако он обладает высокой прочностью на сжатие. Для того чтобы объединить эти качества и повысить эксплуатационные характеристики основания, а также недопустить деформации после возведения сооружения – фундаменты армируют.

Армирование фундамента представляет собой создание определенный типа каркаса из соединенных горизонтальных, вертикальных и поперечных стержней. Наиболее значимой характеристикой арматуры является ее диаметр и ее выбор зависит от типа грунта, температурных особенностей, стеновых материалов и габаритов возводимой конструкции. Считается, что для легких построек оптимально применять 10 мм стержни, 12 мм – для одноэтажных и малоэтажных зданий из пористых материалов, 14 мм – для малоэтажных из тяжелых материалов, 16 мм – для многоэтажных сооружений и сложных грунтов.

Вторым важным показателем является шаг вязки арматуры. Обычно он подбирается на глаз, на основании общей массы конструкции и типа подстилающего грунта, величина должна находится в пределах 200-600 мм. Стандартный интервал, который применяют в частном строительстве – 500 мм.

Встроенный калькулятор расчета арматуры на фундамент позволяет получить посчитать количество стержней, их общую длину, массу и объем. Результат предоставляется, как при расчете ленточного фундамента, так и монолитной плиты.

Наш калькулятор будет полезен при расчете фундамента для дома из газобетона, пенобетона, кирпича и других строительных блоков!

 

Рассчитать фундамент под дом

В современных реалиях рассчитать фундамент под дом может практически каждый — вам не нужно обладать специальными знаниями и необязательно пользоваться дорогостоящими услугами специалистов. Однако перед тем, как начать строительство необходимо понимать, какой вид фундамента будет наиболее рациональным для вашего участка. Напомним, что физико-географическое положение и геоморфологические условия местности, оказывают непосредственное влияние на тип и стоимость будущей конструкции.

 

Факторы выбора типа основания

Почва — важнейший фактор при строительстве дома, от ее состава напрямую зависит, трудоемкость процесса и затраты на сооружение фундамента. В некоторых случаях доходит до того, что выгоднее купить новый участок, чем вкладываться в преобразование существующего. Поэтому самое первое, что вам необходимо сделать на новом участке – это определить тип грунта.

Если у вас нет лишних денег, то вам необходимо научиться определять почвы самостоятельно. Важно знать, что все виды грунтов делятся на скальные, глинистые и песчаные. Каждый тип обладает своим набором уникальных свойств, самыми важными из которых являются несущая способность, пучинистость и глубина промерзания.

Грунтовые воды — второй коварный спутник любого строителя. Если у вас высокий уровень залегания водоносного горизонта, то это очень плохие перспективы в будущем. В теплых регионах будут беспокоить бесконечные подтопления, сырость, плесень и грибки. Растворенные агрессивные химические соединения будут медленно убивать ваше основание, разрыхляя и растворяя бетон.

В холодных областях предыдущие факторы действуют в меньшей степени, зато силы морозного пучения с легкостью разорвут неправильно построенное основание за несколько зим. Поэтому крайне важно строить дом на возвышенностях и избегать низменностей, особенно если рядом находится водотоки и водоемы.

Провести анализ грунта и узнать уровень грунтовых вод, вам помогут наши статьи в разделе «Фундаменты, грунты, основания». Рассчитать нагрузки и остальные важные параметры, согласно СНИП, вы сможете с помощью соответствующих калькуляторов нашего проекта KALK.PRO.

Температура – объединяет два предыдущих фактора в единое целое. Она является последним решающим фактором, который может повлиять на выбор основания.

При строительстве фундамента наиболее важными показателями являются глубина промерзания грунта и уровень залегания подземных вод. В условиях континентального климата (при низких температурах зимой и высоких летом), который встречается на большей части территории России, ежегодно почвы промерзают на значительную глубину, а затем оттаивают.

В случае, если УГВ находится выше отметки промерзания, то начинают действовать силы пучения. Вода, содержащаяся в грунте, замерзает и превращается в лед, тем самым увеличивая свой объем.

Мощь этого процесса нельзя недооценивать, силы с которой они могут давить на фундамент составляют десятки тонн на квадратный метр. Такое внушительное воздействие с легкостью деформирует любую конструкцию и приведет ее в движение.

Поэтому очень важно знать нормативную глубину, на которую ежегодно промерзает грунт. Закладывая фундамент ниже этого уровня, вы оберегаете его от этих разрушительных сил, но одновременно с этим пропорционально возрастает стоимость основания.

 

Виды фундаментов для дома

Отталкиваясь от этих «входных» условий, теперь можно перейти к обзору видов фундаментов. Их классификация основывается на конструктивных особенностях и технологии возведения. Наибольшей популярностью пользуются ленточные, монолитные, столбчатые, свайные основания и их комбинации.

 

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент – свое название получил из-за внешнего сходства с лентой. Монолитная или сборная железобетонная полоса проходит под всеми несущими стенами здания, оказывая равномерное давление на грунт.Один из самых простых и доступных в частном строительстве.

Трудоемкость процесса минимальна, технология монтажа не отличается особой сложностью и обходится относительно недорого. Подходит для большинства случаев при сооружении малоэтажных зданий, легко выдерживает большие нагрузки. При низком уровне грунтовых вод используется мелкозаглубленный ленточный фундамент, при высоком – заглубленный.

При крайне проблематичных почвах, когда ленту приходится очень сильно заглублять на 2 м и более, целесообразность использования данного вида основания пропадает и следует рассмотреть другие варианты.

 

Монолитная плита

Плитный фундамент – монолитная железобетонная плита, расположенная под всей площадью здания. За счет большого объема земляных работ и огромных затрат на бетон, стоимость конструкции возрастает в разы, по сравнению с лентой. Это один из самых дорогих, но в то же время эффективных видов оснований.

Из-за однородности и большой площади соприкосновения с грунтом, этот вид фундамента легко переносит значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки. ;Ему не страшны силы морозного пучения и высокий уровень грунтовых вод. Он стабильно проявляет себя на слабонесущих почвах, а также выдерживает тяжелые дома из кирпича и камня.

 

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент – это конструкция из столбов и перекрытий, которая применяется при возведении сооружений из легких материалов. ;Устройство фундамента крайне незамысловато. По периметру и в местах повышенной нагрузки (чаще всего это пересечении стен), ставятся столбы, которые сверху соединяются балками из дерева или металла.

Данное основание приобрело широкую популярность из-за активного строительства домов из бруса и СИП-панелей. Оно экономично, надежно и не требует работ по гидроизоляции. Защищает ваш дом от плесени и преждевременного разрушения древесины. Тем не менее, фундамент крайне требователен к грунту, ему категорически запрещены подвижки и пучения.

 

Свайный фундамент

Свайный фундамент – представляет собой комплекс из многочисленных свай, которые создают устойчивый каркас для равномерного распределения нагрузки по всем элементами конструкции. Основания данного типа являются спасением для обладателей участков с неустойчивыми грунтами и сложным рельефом местности. Помимо того, что они позволяют надежно закрепить здание, так они еще и укрепляют саму почву, предотвращая подвижки и оползни.

Существует три основных вида свайных фундаментов:

Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, но наиболее распространенным является первый тип, так как сочетает в себе низкую стоимость и отвечает всем стандартам частного строительства.

Спасибо, что пользуетесь нашим калькулятором фундамента, с уважением команда KALK.PRO!

EC2: Минимальная и максимальная продольная арматура

7.3.2 Минимальная арматура

(1) P Если требуется контроль трещин, требуется минимальное количество склеенной арматуры для контроля трещин в областях, где ожидается растяжение. Величину можно оценить по равновесию между растягивающей силой в бетоне непосредственно перед растрескиванием и растягивающей силой в арматуре при текучести или при более низком напряжении, если необходимо ограничить ширину трещины.

(2) Если более строгий расчет не показывает, что меньшие площади подходят, требуемые минимальные площади армирования могут быть рассчитаны следующим образом.В профилированных поперечных сечениях, таких как балки и коробчатые балки, минимальное усиление должно определяться для отдельных частей профиля (перемычек, полок).

A s, min · σ s = k c · k · f ct, eff · A ct

(7.1)

где:

9,2 Балки

9.2.1 Продольная арматура

9.2.1.1 Минимальная и максимальная площади армирования

(1) Площадь продольной растянутой арматуры не следует принимать меньше A с, не менее .

Примечание 1: См. Также 7.3 для области арматуры продольного растяжения для контроля растрескивания.

Примечание 2: Значение A s, min для лучей для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение приведено ниже:

A с, мин = 0,26 · f ctm / f yk · b t · d, но не менее 0,0013 · b t · d

(9.1N)

где:

(2) Секции, содержащие меньше арматуры, чем A s, мин. , следует рассматривать как неармированные.

(3) Площадь поперечного сечения растянутой или сжатой арматуры не должна превышать с, не более вне мест нахлеста.

Примечание. Значение A с, макс. для лучей, используемых в стране, можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение 0,04 · A c .

9,3 Сплошные плиты

(1) Этот раздел применяется к односторонним и двусторонним сплошным плитам, для которых b и l eff составляют не менее 5h (элемент, для которого минимальный размер панели не менее чем в 5 раз превышает общую толщину плиты).

9.3.1 Армирование на изгиб

9.3.1.1 Общие

(1) Для минимального и максимального процентного содержания стали в основном направлении применяются 9,2,1,1 (1) и (3).

(2) Вторичная поперечная арматура, составляющая не менее 20% от основной арматуры, должна быть предусмотрена в односторонних плитах. На участках вблизи опор поперечная арматура к основным верхним стержням не требуется, если отсутствует поперечный изгибающий момент.

(3) Расстояние между стержнями не должно превышать max, плит .

Примечание; Значение s max, плиты для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение:

- для основной арматуры, 3 · h ≤ 400 мм, где h - общая глубина плиты;
- для вторичной арматуры 3,5 · h ≤ 450 мм

В зонах с сосредоточенными нагрузками или в зонах максимального момента эти положения становятся соответственно:
- для основной арматуры 2 · h ≤ 250 мм
- для вторичной арматуры 3 · h ≤ 400 мм.

9,5 Колонны

(1) В этом разделе рассматриваются столбцы, для которых больший размер h не больше чем в 4 раза меньший размер b.

9.5.1 Общие

9.5.2 Продольная арматура

(1) Продольные стержни должны иметь диаметр не менее Φ мин. .

Примечание. Значение ¢ min для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение - 8 мм.

(2) Суммарное количество продольной арматуры должно быть не менее A с, min

Примечание. Значение A с, мин. для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение дается выражением (9.12N)

.

A с, мин. = макс. (0,1 · N Ed / f ярд ; 0,002 · A c )

(9,12N)

где:

(3) Площадь продольной арматуры не должна превышать A с, не более

Примечание. Значение A s, max для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение составляет 0,04 · A c вне участков внахлестку, если не будет продемонстрировано, что целостность бетона не нарушена и что полная прочность достигается при ULS. Этот предел следует увеличить до 0,08 · A c на кругах.

(4) Для колонн, имеющих многоугольное поперечное сечение, по крайней мере, по одному стержню следует размещать в каждом углу. Количество продольных стержней в круглой колонне должно быть не менее четырех.

9,6 Стены

9.6.1 Общие

(1) Этот пункт относится к железобетонным стенам с отношением длины к толщине 4 или более, в которых армирование учитывается при анализе прочности

9.6.2 Вертикальное армирование

(1) Площадь вертикальной арматуры должна находиться между A s, vmin и A s, vmax .

Примечание 1. Значение A s, vmin для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение 0,002 · A c .

Примечание 2: Значение A s, vmax для использования в стране можно найти в ее национальном приложении. Рекомендуемое значение составляет 0,04 · Ac вне участков нахлеста, если не будет продемонстрировано, что целостность бетона не нарушена и что полная прочность достигается при ULS. Этот лимит может быть увеличен вдвое на кругах.

(2) Если минимальная площадь армирования, A s, vmin , контролирует проект, половина этой площади должна быть расположена на каждой грани.

(3) Расстояние между двумя соседними вертикальными стержнями не должно превышать трехкратную толщину стенки или 400 мм, в зависимости от того, что меньше.

9.6.3 Горизонтальная арматура

(1) На каждой поверхности должна быть предусмотрена горизонтальная арматура, идущая параллельно граням стены (и свободным краям). Оно не должно быть меньше A с, hmin .

Примечание. Значение A s, hmin для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение составляет 25% от вертикальной арматуры или 0,001 · A c , в зависимости от того, что больше.

(2) Расстояние между двумя соседними горизонтальными стержнями не должно превышать 400 мм.

9,8 Фонды

9.8.1 Опоры колонн и стен

(1) Должен быть предусмотрен минимальный диаметр стержня Φ мин.

Примечание. Значение Φ мин. для использования в стране можно найти в ее национальном приложении.Рекомендуемое значение - 8 мм.

.

% PDF-1.4 % 20283 0 объект > endobj xref 20283 41 0000000016 00000 н. 0000001179 00000 п. 0000001546 00000 н. 0000008551 00000 п. 0000009002 00000 н. 0000009512 00000 н. 0000010182 00000 п. 0000010416 00000 п. 0000010898 00000 п. 0000011133 00000 п. 0000011373 00000 п. 0000011418 00000 п. 0000011450 00000 п. 0000011474 00000 п. 0000012151 00000 п. 0000012508 00000 п. 0000012670 00000 п. 0000012694 00000 п. 0000013306 00000 п. 0000013330 00000 п. 0000013917 00000 п. 0000013941 00000 п. 0000014531 00000 п. 0000014555 00000 п. 0000015174 00000 п. 0000015198 00000 п. 0000015803 00000 п. 0000015827 00000 н. 0000016467 00000 п. 0000016491 00000 п. 0000017107 00000 п. 0000035214 00000 п. 0000060869 00000 п. 0000095174 00000 п. 0000102799 00000 н. 0000102880 00000 п. 0000103089 00000 н. 0000105769 00000 н. 0000105980 00000 п. 0000001768 00000 н. 0000008526 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 20284 0 объект > >> / LastModified (D: 20030321074949) / MarkInfo> >> endobj 20285 0 объект > endobj 20322 0 объект > поток HtS} 8 wa1J-: q0> P \ e> tVfQ.vmuml5 "Yiqi | EAc №

.-, Fe4 [Fe (CN) 6] 3, Nh5NO3, so42-, ch4cooh, cuso4 * 5h3o).


Степень окисления атома - это заряд этого атома после ионного приближения его гетероядерных связей. Степень окисления является синонимом степени окисления. Определить степень окисления по структуре Льюиса (рис. 1a) даже проще, чем по молекулярной формуле (рис. 1b). Степень окисления каждого атома может быть рассчитана путем вычитания суммы неподеленных пар и электронов, которые он получает от связей, из количества валентных электронов.Связи между атомами одного элемента (гомоядерные связи) всегда делятся поровну.

Рисунок 1. Различные способы отображения степеней окисления этанола и уксусной кислоты. R - это сокращение от любой группы, в которой атом углерода присоединен к остальной части молекулы связью C-C. Обратите внимание, что замена группы CH 3 на R не изменяет степень окисления центрального атома. → Скачать изображение высокого качества

При работе с органическими соединениями и формулами с несколькими атомами одного и того же элемента легче работать с молекулярными формулами и средними степенями окисления (рис. 1d).Органические соединения можно записать таким образом, что все, что не изменяется до первой связи C-C, заменяется сокращением R (рис. 1c). В отличие от радикалов в органических молекулах, R не может быть водородом. Поскольку электроны между двумя атомами углерода распределены равномерно, группа R не изменяет степень окисления атома углерода, к которому она присоединена. Вы можете найти примеры использования на странице Разделите окислительно-восстановительную реакцию на две полураакции.

Правила присвоения степеней окисления

Определение степени окисления органических соединений

.

Qrash Course: обучение с подкреплением 101 и сети Deep Q за 10 минут | Шакед Зихлински

Теперь вспомните, что некоторые состояния являются конечными состояниями. Когда агент достигает единицы, никакие действия или переход между состояниями невозможны. Итак, если будущее состояние s ' является конечным состоянием, у нас останется:

Q Правило обновления обучения для конечного состояния s'

Еще не выполнено - у нашего жадного алгоритма есть серьезная проблема: если вы продолжите выбирать то же самое лучшее -действий, вы никогда не попробуете ничего нового и можете пропустить более полезный подход только потому, что никогда не пробовали его.

Чтобы решить эту проблему, мы используем ε-жадный подход : для некоторых 0 <ε <1 , мы выбираем жадное действие (используя нашу таблицу) с вероятностью p = 1-ε , или случайное действие с вероятностью p = ε. Таким образом, мы даем возможность агенту изучить новых возможностей.

Этот алгоритм известен как Q Learning (или Q-Table ). Поздравляю! вы только что изучили свой самый первый алгоритм обучения с подкреплением!

Вы могли спросить себя, как масштабируется Q Learning - и если нет, давайте зададимся вопросом вместе: что происходит, когда количество состояний и действий становится очень большим? На самом деле это не так уж и редко - даже простая игра, такая как Tic Tac Toe, имеет сотни различных состояний (попробуйте вычислить это), и не забывайте, что мы умножаем это число на 9, что является количеством возможных действий.Так как же решить действительно сложных проблем?

Войдите в глубокое обучение! Мы объединяем Q Learning и Deep Learning, что дает Deep Q Networks . Идея проста: мы заменим таблицу Q Learning нейронной сетью, которая пытается приблизительно определить значения Q. Его обычно называют аппроксимирующей функцией или аппроксимирующей функцией и обозначают как Q (s, a; θ ), где θ представляет обучаемые веса сети.

Теперь имеет смысл использовать только уравнение Беллмана в качестве функции стоимости - но что именно мы будем минимизировать? Давайте посмотрим на это еще раз:

Знак «=» отмечает присвоение , но есть ли какое-либо условие, которое также удовлетворяет равенству ? Что ж, да - когда значение Q достигло сходящегося и окончательного значения. И это , ровно наша цель - чтобы мы могли минимизировать разницу между левой и правой сторонами - и, альт! Наша функция стоимости:

Функция стоимости DQN

Вам это знакомо? Вероятно - это функция среднеквадратичной ошибки, где текущее значение Q - это прогноз ( y ), а немедленное и будущее вознаграждение - это цель ( y '):

Функция среднеквадратичной ошибки

Вот почему Q (s ', a; θ ) обычно обозначается как Q-target .

Двигаемся дальше: Обучение. В обучении с подкреплением обучающий набор создается по мере продвижения; мы просим агента попытаться выбрать лучшее действие, используя текущую сеть - и мы записываем состояние , действие , вознаграждение и следующее состояние , в котором оно закончилось. Мы выбираем размер пакета b , и после каждого записи b новых записей мы выбираем b записей случайным образом (!!) из памяти и обучаем сеть.Используемые буферы памяти обычно называются Experience Replay. Существует несколько типов таких запоминающих устройств, наиболее распространенным из которых является циклический буфер памяти. Это гарантирует, что агент продолжает обучение своему новому поведению, а не вещам, которые могут больше не иметь значения.

Вещи становятся реальностью, поэтому давайте поговорим об архитектуре: при имитации таблицы сеть должна получать в качестве входных данных состояние и действие и должна выдавать значение Q:

Хотя это и верно, эта архитектура очень неэффективна с технической точки зрения. Посмотреть.Обратите внимание, что функция стоимости требует максимального будущего значения Q , поэтому нам понадобится несколько прогнозов сети для одного расчета стоимости. Поэтому вместо этого мы можем использовать следующую архитектуру:

Здесь мы предоставляем сети только состояние s в качестве входных данных и получаем значения Q для всех возможных действий сразу. Намного лучше.

И что вы знаете - это почти все. Еще раз поздравляю! Вы только что научились проектировать сеть Deep Q!

Прежде чем мы закончим, вот кое-что еще: несколько абзацев назад мы сравнили функцию стоимости Deep Q Network со среднеквадратичной ошибкой.Но MSE сравнивает предсказания y с истинными метками y ’- , и истинные метки постоянны на протяжении всей процедуры обучения. Очевидно, что в Deep Q Networks дело обстоит иначе: как y , так и y ’ прогнозируются самой сетью и, следовательно, могут изменяться на каждой итерации. Влияние очевидно.

Представляем: сеть Double Deep Q, которая использует полупостоянные метки во время обучения. Как? У нас есть две копии Q Network, но обновляется только одна - другая остается.Однако время от времени мы заменяем постоянную сеть копией обученной сети Q, поэтому мы и называем ее «полупостоянной». Итак:

DDQN функция стоимости

Здесь ϑ представляет полустационарные веса, поэтому Q (s ’, a; ϑ) означает значение Q, предсказанное полустационарной сетью. Вот и все, вы поняли.

Я лично считаю, что лучший способ понять новые концепции - это попытаться реализовать их самостоятельно. Чтобы попробовать Q Learning и Deep Q Networks, я придумал простую игру: доску с 4 слотами, которые должен заполнить агент.Когда Агент выбирает пустой слот, он получает награду +1, и слот заполняется. Если он выбирает свободный слот, он получает награду -1. Игра заканчивается, когда вся доска заполнена.

Попробуйте и попробуйте реализовать агента, который научится овладевать этой игрой, используя оба метода. Здесь вы можете найти мои попытки.

Удачи и уже в третий раз - Поздравляю!

Готовы попробовать себя в обучении с подкреплением? Вот еще один пост в блоге с некоторыми практическими советами.

.

Разбивка средней средней точности (mAP) | by Ren Jie Tan

Еще одна метрика для вашего инструментария для анализа данных

Фото Шахина Ешильяпрака на Unsplash

После извлечения информации и повторной идентификации (ReID) вы, возможно, уже хорошо знакомы с метрикой, называемой mAP.

Средняя средняя точность (mAP) или иногда просто AP - популярный показатель, используемый для измерения производительности моделей, выполняющих задачи получения документов / информации и обнаружения объектов.

Средняя средняя точность (mAP) набора запросов определяется Википедией как таковая:

Формула средней средней точности, предоставленная Википедией

, где Q - количество запросов в наборе, а AveP (q) - средняя точность (AP) для данного запроса, q.

Формула по существу говорит нам о том, что для данного запроса q мы вычисляем соответствующую ему AP, а затем среднее значение всех этих оценок AP даст нам одно число, называемое mAP, которое количественно определяет, насколько хорошо наша модель выполняет запрос.

Это определение сбивает с толку людей (вроде меня), которые только начинают работать в этой области. У меня возникли вопросы, например, что это за набор запросов? А что значит AP? Это просто средняя точность?

В этой статье мы надеемся ответить на эти вопросы и рассчитать MAP как для задач обнаружения объектов, так и для задач поиска информации. В этой статье также будет рассмотрено, почему mAP является подходящей и широко используемой метрикой для задач поиска информации и обнаружения объектов.

  1. Primer
  2. AP и mAP для поиска информации
  3. AP и mAP для обнаружения объектов

Точность и отзыв являются двумя обычно используемыми показателями для оценки эффективности данной модели классификации.Чтобы понять MAP, нам нужно сначала проверить точность и отзыв.

Более «знаменитая» точность и отзыв

В области статистики и науки о данных точность данного класса в классификации, также известная как положительное прогнозируемое значение , дается как отношение истинно положительного (TP) и общего количество прогнозируемых положительных результатов. Формула представлена ​​как таковая:

Формула точности для данного класса в классификации

Аналогичным образом, отзыв , также известный как истинно положительный показатель или чувствительность, данного класса в классификации, определяется как отношение TP и общего количества достоверных данных. положительные.Формула дается как таковая:

Вызов формулы данного класса в классификации

Просто взглянув на формулы, мы можем предположить, что для данной модели классификации существует компромисс между ее точностью и эффективностью отзыва. Если мы используем нейронную сеть, этот компромисс может быть скорректирован с помощью порогового значения softmax последнего слоя модели.

Чтобы наша точность была высокой, нам нужно уменьшить количество FP, тем самым уменьшится наш отзыв. Точно так же уменьшение количества FN повысит наш отзыв и снизит точность.Очень часто в случаях поиска информации и обнаружения объектов мы хотели бы, чтобы наша точность была высокой (наши предсказанные положительные результаты должны быть TP).

(источник)

Точность и отзыв обычно используются вместе с другими показателями, такими как точность, F1-оценка, специфичность, также называемая истинно отрицательная скорость (TNR), рабочие характеристики приемника (ROC), подъемная сила и усиление.

Менее «известная» точность и отзыв

Однако, когда дело доходит до поиска информации, определение отличается от .

Согласно определению Wiki, точность определяется как соотношение извлеченных документов, имеющих отношение к запросу пользователя, по сравнению с извлеченными документами .

Точная формула для поиска информации, данная Wiki

Сохраняя номенклатуру, аналогичную формуле, определенной выше, соответствующий документ может рассматриваться как TP.

По умолчанию точность учитывает все извлеченные документы, но, тем не менее, она также может быть оценена по заданному количеству извлеченных документов, обычно известному как пороговый рейтинг, когда модель оценивается только с учетом только ее верхнего уровня. большинство запросов.Эта мера называется точностью при k или P @ K.

Давайте использовать пример, чтобы лучше понять формулу.

Определение типичной задачи поиска информации

Типичная задача при поиске информации заключается в том, что пользователь предоставляет запрос к базе данных и извлекает информацию, очень похожую на запрос. Давайте теперь выполним расчет точности на примере с тремя положительными результатами проверки достоверности (GTP).

Дополнительная номенклатура: достоверные положительные данные - это данные, помеченные как положительные.Другими словами, соответствующие документы.

Мы определим следующие переменные:

Пользователь, запрашивающий G с документом Q

После вычисления d (,) для каждый из документов с Q, мы можем отсортировать G и получить G '.

Скажем, модель возвращает следующий G '

Модель вернула отсортированные результаты запроса G'

Используя приведенную выше формулу точности, мы получаем следующее:

P @ 1 = 1/1 = 1

P @ 2 = 1/2 = 0,5

P @ 3 = 1/3 = 0,33

P @ 4 = 2/4 = 0,5

P @ 5 = 3/5 = 0,6

P @ n = 3 / n

.

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 действия 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. Значение Q или значение действия (Q): значение Q аналогично значению Value, за исключением того, что оно принимает дополнительный параметр, текущее действие a . Qπ (s, a) относится к долгосрочному возврату текущего состояния s , предпринимая действия a в соответствии с политикой π.

Без модели по сравнению с На основе модели

Модель предназначена для моделирования динамики окружающей среды. То есть модель изучает вероятность перехода T (s1 | (s0, a)) из пары текущего состояния s 0 и действия a в следующее состояние s 1 . Если вероятность перехода успешно изучена, агент будет знать, насколько вероятно войти в определенное состояние с учетом текущего состояния и действия.Однако алгоритмы, основанные на 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 в соответствии с политикой изучает значение на основе своего текущего действия a, производного от текущей политики, тогда как его противоположная часть 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, обозначаемое как Q *, может быть выражено как:

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

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

Итерация политики

Итерация политики запускает цикл между оценкой политики и ее улучшением.

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

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

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

Итерация значения

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

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

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

Обратите внимание, что эти два метода требуют знания вероятности перехода p , что указывает на то, что это алгоритм на основе модели.Однако, как я упоминал ранее, алгоритм, основанный на 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 выполняется выбор двух действий, которые всегда соответствуют текущей политике. Напротив, Q-обучение не имеет ограничений для следующего действия, пока оно максимизирует Q-значение для следующего состояния.Следовательно, SARSA - это алгоритм, основанный на политике.

2.3 Deep Q Network (DQN)

Хотя Q-обучение - очень мощный алгоритм, его основной недостаток - отсутствие универсальности. Если вы рассматриваете Q-обучение как обновление чисел в двумерном массиве (пространство действий * пространство состояний), оно, по сути, напоминает динамическое программирование. Это 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 : Так как обучающие образцы в типичном RL настройки сильно коррелированы и менее эффективны для обработки 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 «Актер-критик» (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.

Смотрите также