Главное меню

Способы вязки арматуры


Вязка арматуры для фундамента - нормы и правила

Основания строений (фундаменты) принято называть бетонными. Но это обозначение не совсем верно, так как бетонная смесь заливается в опалубку с заранее установленным металлокаркасом. Он составляет единую конструкцию в фундаменте, для чего выполняется операция вязки арматуры, — скрепления отдельных элементов и изделий различным способом. Наличие каркаса из арматуры – обязательное условие для большинства видов фундаментов.


Металлическим армированием бетонной смеси обеспечивается прочность и долговечность эксплуатации монолитных фундаментов. Марка, сорт, тип и размер арматуры для устройства каркасов выбираются в соответствии с предполагаемыми расчётными нагрузками на опоры.

Виды арматуры

Требования к арматуре для устройства железобетонного фундамента регламентируется ГОСТ10922-2012. Стандарт определяет марку, диаметр сечения, допустимые нагрузки и прочие характеристики арматурной стали, применимые к конкретным условиям строительства. Проектные организации рассчитывают нагрузки на фундамент, составляют оптимальные схемы раскладки арматуры, рассчитывают ее параметры и потребность. Проектирование армирования – непременное условие для фундаментов высотных зданий, общественных сооружений, производственных цехов.

Для небольших строений технология армирования позволяет назначать сечения и методы крепления, исходя из параметров конкретного строительного объекта и места его расположения. Такой подход обусловлен тем, что фундаментная лента, как правило, воспринимает незначительные нагрузки.

В частном малоэтажном домостроении возможно использование усреднённых нормативов, общих принципов армирования.

Раскладка арматуры фундамента предполагает разделение стержней на три основные группы по их пространственному расположению в конструкции армокаркаса:

Поперечные пруты принято называть хомутами.


В частной малоэтажной застройке можно руководствоваться минимально допустимыми размерами сечений:


При строительстве зданий из камня или кирпича рекомендуется укладывать арматуру с добавлением к расчетным нормам 10-20 % по весу, – для дополнительной уверенности в правильности расчетов.

Варианты вязки арматуры

Формирование арматурного каркаса может производиться различными способами:

чем вязать арматуру

Важно: возможно применение любого из перечисленных методов. Способ крепления определяется исполнителем с учётом используемых материалов, профессиональных навыков и конкретных условий строительного объекта.

Плюсы и минусы соединений сваркой

Несмотря на то, что разработаны новые технологии соединения арматуры при выполнении фундаментных работ, традиционный метод сварки арматуры широко используется.

Преимущества сварки проявляются:

Сваривание арматурных прутов допускается только в случае применения специальных марок стали. Они обозначаются индексом «С» в конце маркировки, например, А400С. Марки арматурной стали без данного обозначения при сваривании резко снижают показатели прочности и устойчивости к коррозии.

Существует ряд ограничений по применению сварки для устройства фундаментных каркасов, они определены ГОСТ14098 и ГОСТ10922:

Кроме того, специальные стали значительно дороже обычной арматуры. Сварочные работы требуют потребления энергии, – это также снижает рентабельность применения сварочных технологий для устройства фундаментов.В малоэтажном индивидуальном строительстве чаще применяется вязка арматуры.

Преимущества и недостатки метода вязки арматуры проволокой

Ручное механическое скрепление прутов с использованием вязальной проволоки – самый распространённый и недорогой метод. Он не применяется только лишь при очень больших объемах вязки, но оптимален для индивидуального строительства. Простейшее приспособление для связывания арматуры в единую конструкцию – крючок. Преимущества способа:

Недостатком способа можно назвать шаткость изготовленного каркаса, — но это лишь при сборке конструкции вне опалубки с последующим ее переносом. Производя вязку непосредственно на месте монтажа, в опалубке,- проблема недостаточной жесткости каркаса снимается.

Вязка с помощью хомутов

Высокая скорость проведения вязальных работ без специальной подготовки исполнителей, а также достаточная надёжность соединений, — главные аргументы в пользу применения хомутов при армировании фундаментов.

Основные недостатки и ограничения использования хомутов для вязки:

Для индивидуального застройщика, при решении вопроса «как вязать арматуру», оптимальным решением может стать применение пластиковых хомутов..

Какие используем инструменты для вязки арматуры

Кроме основного приспособления для вязки, — крючка, — в работе по армированию необходимы инструменты:

Кроме инструмента могут понадобиться различные шаблоны, «звездочки» и другие приспособления для разметки расстояний между элементами каркаса и точками крепления.

Правильная вязка арматуры крючком

Разложенный по заданной схеме каркас соединяется в таком порядке:

  1. Проволока располагается в углублении профиля, соединения внахлест выполняются в нескольких местах стыка.
  2. Проволока сгибается пополам, укладывается под точкой соединения.
  3. Петля поддевается крючком.

  1. Свободный конец проволоки подводится к крючку, затем с небольшим загибом накладывается на инструмент.
  2. Далее крючок вращается, закручивая проволоку до нужной прочности.
  3. Инструмент осторожно вынимается без ослабления скрутки.

Метод вязки не изменяется принципиально даже при использовании шуруповертов или специальных пистолетов для вязки.

Простой узел

Выполнение простого вязального узла предполагает следующий порядок действий:

  1. Заготавливаются отрезки проволоки длиной 20 см.
  2. Проволока сгибается пополам.
  3. Крючок вводится в петлю, захватывая свободный конец.
  4. Рабочий, удерживая свободный конец, проворачивает крючок до получения плотного соединения.

простой способ вязки крючком

Для удобства работы крючком на его конец надевается деревянная или иная нескользящая ручка.

Мертвый узел

Мертвый узел формируется, как правило, на вертикальных арматурных стержнях. Он считается более надёжным. Завязывание предполагает следующие этапы:

  1. Проволочная заготовка должна иметь длину около 40 см, сгибается пополам.
  2. Петля запускается снизу будущего узла.
  3. Свободный конец оборачивается сверху, загибается под пруты до совмещения с петлей.
  4. Жало крючка зацепляет свободный конец и проворачивается с необходимым натяжением до срыва петли.

Условие надежности вязки: максимально плотная укладка проволоки по арматуре.

Проффесиональный пистолет для вязки

Вязка значительных по объему работ арматурных каркасов должна быть максимально механизирована. Использование вязального пистолета может на порядок ускорить процесс армирования фундамента.

Автоматический инструмент подносится к точке фиксации и нажимается спуск, – и можно переходить к следующему узлу. На операцию требуются доли секунды.

Инструмент применяется в профессиональном строительстве. Для частного застройщика приобретение подобного инструмента дорого и не окупается за время постройки дома. Вариант приобретения – прокат в специализированных компаниях.

Как пользоваться шуруповертом с крючком

Облегчить работу и ускорить процесс может использование шуруповерта для вязки. Роль крючка может выполнять согнутый кровельный гвоздь, вставленный в патрон вместо биты.
Исполнителю важно научиться подбирать необходимую скорость вращения крючка.

Важно: если усилие затяжки будет чрезмерным, то проволока порвется, если недостаточным – затяжка получится слабой.

Как вязать клещами

Клещи можно использовать как инструмент, вполне заменяющий крючок. Последовательность вязки:

  1. Небольшой рулон проволоки удерживается левой рукой.
  2. Конец проволоки протягивается снизу.
  3. Второй конец захватывается клещами.
  4. Проволока скручивается на 2-3 оборота.
  5. Излишки проволоки откусываются клещами.

Метод вязки клещами может конкурировать по скорости с крючком, при этом проволока расходуется более экономно.

Основные правила армирования фундамента

Технологический процесс армирования регулируется рядом правил:

Перечислены только основные правила правильного армирования.

Армирование углов фундамента

Армирование углов требует соблюдения технологии

Угловые соединения фундамента разделяются на 2 типа: углы здания и примыкания стен. Армирование углов можно выполнить по нескольким технологиям:

  • П-образные элементы. Для соединения необходимы два изделия длиной от 50 диаметров основного стержня. Каждый хомут соединяется с параллельными прутами и внешним перпендикулярным.
  • Тупые углы. Внешний прут изгибается под нужным углом и усиливается дополнительно привязанными стержнями. Внутренний элемент связывается с внешним.
  • Схема армирования тупых углов

    В углах и примыканиях фундаменты принимают наибольшие нагрузки. Простой вариант вязки прямых углов недопустим, потому что не обеспечивает надлежащую прочность конструкции.
    Видео по армированию углов:

    Заключение

    Армирование фундаментной ленты относится к скрытым видам работ. На строительных предприятиях по окончании этапа вязки каркаса составляются приемочные акты, подтверждающие качество выполненных работ. Это подчеркивает важность процесса.

    Для индивидуального строительства не требуется подписание подобных документов. Но застройщик должен знать, как правильно вязать арматуру и осознавать чрезвычайную важность армирования для прочности и долговечности строения.

    Вязка арматуры для фундамента: как вязать?

    Содержание   

    Причиной армирования фундамента является отсутствие пластичности у бетона, и оно необходимо для того, чтобы в зоне растяжения не возникли трещины. Для этих целей используется стальная строительная арматура, которая является элементом бетонной конструкции, необходимым для компенсации растягивающего, изгибающего и сдвигающего усилия.

    Арматура в фундаменте

    В отличие от бетона, сталь является более устойчивой к растяжениям и может принимать на себя значительные нагрузки. В последнее время на рынке начали активнее использовать стеклопластиковую арматуру. Однако пока область ее применения не так широка, поэтому при выборе того, что использовать стеклопластиковую или стальную арматуру — предпочтение пока что отдается более привычному, второму варианту.

    Требования к арматуре

    При строительстве монолитного железобетонного, или ленточного фундамента необходимо, чтобы в процессе заливки не было смещения прутьев, которые используются для армирования, при этом должны соблюдаться проектные расстояния и, следовательно, шаг между прутьями должен оставаться постоянным.

    В связи с тем, что наибольшая вероятность появления зон растяжения возникает на поверхности фундамента, в таких местах и следует выполнять армирование.

    Но так как арматурный каркас подвержен коррозии, его необходимо защитить от внешних воздействий и это делается с помощью слоя бетона, так что глубина размещения каркаса должна составлять от 3 до 5 сантиметров.

    Но это не значит, что армировать нужно только верхнюю часть монолитной конструкции, ведь направления возможной деформации заранее предсказать сложно. Другое дело, что в верхней и нижней части используется арматура диаметром 10-12 миллиметров, и поверхность ее должна быть ребристой, с тем, чтобы обеспечить более надежное соединение с бетоном.

    Читайте также: как выполняется муфтовое соединение арматуры, и в чем его преимущества?

    Что касается остальной части каркаса, то в соответствии со СНиП, для ее изготовления может использоваться менее толстая проволока с гладкой поверхностью. Если говорить об армировании ленточного фундамента, то в данном случае для внешней части каркаса используется арматура диаметром 10-16 миллиметров, а для внутренней 6-8 миллиметров.

    Для ленточного фундамента больше характерно наличие продольных растяжений, поэтому основная нагрузка выпадает на горизонтальные продольные прутья.

    к меню ↑

    Способы вязки арматуры

    Существует несколько способов крепления арматуры. Для этого используется:

    При ведении строительства частных домов крепление арматуры с помощью сварки используется достаточно редко, так как для этого необходимо привлекать сварщиков.

    Вязка арматуры для фундамента

    В процессе уплотнения бетонной смеси, возможно нарушение соединений, да и процесс сварки приводит к тому, что структура материала арматуры существенно меняется, поэтому в таком случае можно использовать только арматуру с маркировкой имеющей букву «С».

    к меню ↑

    Вязка при помощи проволоки и хомутов

    В частном и малоэтажном строительстве, в основном используется арматура А240, А400 и А500С единственная, которую можно варить. Для того, чтобы армировать такие конструкции как фундаменты, перекрытия, перемычки и балки применяется стальная горячекатаная стержневая арматура, диаметр которой варьируется от 6 до 20 миллиметров.

    Обвязка арматуры с помощью металлических скрепок и пластиковых хомутов не представляет большой сложности и особых навыков в этом случае не требуется, но такие способы являются более дорогостоящими.

    А если площадь армирования достаточно велика, то вязка проволокой оказывается значительно более выгодной. Для изготовления скрепок используется стальная проволока диаметром от 2 до 4 миллиметров, и сама скрепка с одного конца имеет крюк, а с другого петлю.

    В процессе вязки петля надевается на нижний прут ниже места скрещивания арматуры, а крючок цепляется за этот же пруток только выше места скрещивания. Надежность соединения обеспечивается за счет упругости скрепки и в процессе обвязки не нужно применять дополнительный инструмент, все делается вручную.



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

    Вязка арматуры проволокой

    Аналогичная ситуация наблюдается и в том случае, если обвязка выполняется с помощью пластиковых хомутов, при этом производительность работы оказывается значительно более высокой, чем при использовании других способов. Правда при этом нужно учитывать, что выполнять обвязку с помощью пластиковых хомутов при низкой температуре не рекомендуется, ведь пластик на холоде становится хрупким и лопается.

    Сейчас на рынке предлагаются пластиковые хомуты со стальным сердечником, которые предназначаются для закрепления различных кабелей и труб на заборах, но и при обвязке арматуры они также очень удобны и функциональны.

    Хотя нужно признать, что и стоимость таких хомутов существенно выше и их использование повлечет за собой дополнительные расходы. Наиболее распространенным способом изготовления каркаса для обеспечения прочности ленточного фундамента является ручная вязка с помощью проволоки.

    Особое внимание в данном случае необходимо обратить на качество используемой проволоки, диаметр которой обычно один миллиметр, сечение круглое, а размер зависит от каждой конкретной ситуации.

    Желательно чтобы проволока была обожженной, ведь в этом случае она обладает необходимой тягучестью, мягкостью, и при этом сохраняет свою прочность. Необожженная проволока будет ломаться при сильном затягивании узлов, да и работа с ней доставит немало неприятных минут. Кроме этого, термически обработанная проволока плотно прилегает к прутьям арматуры, и соединение получается надежным и прочным.

    к меню ↑

    Способы вязки арматуры, их преимущества и недостатки (видео)


    к меню ↑

    Ручная вязка

    Для ручной обвязки необходимо соответствующее приспособление и желательны также пластиковые фиксаторы, или бобышки. С помощью фиксаторов, кроме всего прочего создается своеобразный защитный слой, которые предотвращает контакт опалубки и арматуры, что является нежелательным.

    Что касается приспособления для обвязки, то это может быть:

    Использовать пистолет удобнее всего, но серьезным его недостатком является неудобство при работе в труднодоступных местах, которые встречаются практически везде.

    С другой стороны, производительность работ при использовании пистолета гораздо выше, поэтому иногда используется комбинированный вариант, когда на горизонтальной поверхности используется пистолет, а в труднодоступных местах обвязка производится с помощью крючка.

    Схема вязки арматуры определяется заранее и соответствии со СНиП расстояние между двумя рядом стоящими в вертикальном положении стержнями должно быть как минимум в два раза больше, чем сечение усиления.

    Расчет арматуры для фундамента

    Максимального ограничения в данном случае нет, ведь каждый проект имеет свои особенности, зависящие от типа используемых материалов, а также от способов кладки. Кроме того, в СНиП указывается, что расстояние между соседними продольными стержнями варьируется от 10 сантиметров до 40. Что касается поперечных стержней, то по СНиП расстояние между соседними стержнями не должно быть больше тридцати сантиметров.

    к меню ↑

    Правила ручной вязки

    Опытным специалистам хорошо известно как правильно вязать арматуру, однако с этим процессом может справиться и начинающий строитель, если будет четко следовать рекомендациям.

    В данном случае вязка арматуры клещами гораздо неудобнее, чем крючком, главное приобрести определенную сноровку.

    Сам процесс вязки состоит из нескольких этапов:

    1. Следует отрезать кусок проволоки, размер которой составляет порядка тридцати сантиметров и сложить его вдвое.
    2. Место соединения прутков оборачивается по диагонали, а крючком цепляется петля.
    3. Свободные концы заводятся в крючок.
    4. Крючок поворачивается по часовой стрелке до тех пор, пока позволяет упругость проволоки.

    Не следует закручивать соединение слишком сильно, с тем, чтобы не порвать проволоку, хотя даже если одно из соединений лопнет это не критично, главное чтобы конструкция сохраняла свою форму.

    Как таковой, нормы расхода проволоки на одно соединение по СНиП не предусматривается, но есть определенные нормы на весь объект, которые производятся из расчета 200 миллиметров проволоки на узел при работе пистолетом. При ручной вязке расход материала будет больше на 20-30%.

    Статьи по теме:

       

    Портал об арматуре » Вязка » Способы вязки арматуры для фундамента

    схема крючком и вязальной проволокой, технология монтажа

    Содержание статьи:

    Бетон хорошо работает на сжатие, но упрочняется металлом для повышения прочности на изгиб и растяжение. Для соединения прутков в каркасы применяется вязка арматуры. Количество металлических элементов, их диаметр определяются предварительным расчетом в соответствии с планом. Чаще применяется стальная проволока, но иногда используются пластиковые клипсы.

    Инструменты и материалы для вязки арматуры

    Специальные инструменты значительно ускоряют процесс вязки арматуры

    В каркасе железобетонного изделия применяется обожженная вязальная проволока с цинковым покрытием или без него. Термически обработанный материал не тянется, его фиксирующие свойства улучшаются по сравнению с холоднотянутым видом. Оцинкованная проволока более стойко сопротивляется действию агрессивной среды.

    Диаметр вязальной катанки зависит от диаметра стального прута в каркасе, обычно берется проволока толщиной 0,8 – 1,4 мм для арматуры 6 – 12 мм. Пруты большего сечения вяжутся усиленной проволокой, но строгих ограничений для выбора диаметра не существует. Использование вязальной катанки с поперечным сечением меньше 0,8 мм затрудняется, т.к. она будет лопаться от натяжения. Проволоку диаметром больше 1,6 мм трудно затянуть в прочный узел.

    Вязание арматуры можно делать вручную, но процесс ускоряется с применением инструментов:

    Крючки продаются в магазине, бывают простые, полуавтоматические и винтовые модели. Упрощенный вариант делается собственноручно. Использование крючка требует приложения усилий. Пистолеты применяются в условиях крупного строительства, экономят время и силу работника. Устройство располагается в одной руке, а вторая используется для поддерживания элементов.

    Шуруповерт пригодится для домашнего использования, при этом в патрон вставляется самодельный крючок. Сварка является альтернативным вариантом и применяется по рекомендации в проекте.

    Технология работы

    Перед началом работ специалисты определяются с материалом, диаметром арматуры и проволоки, рассчитывают количество комплектующих, выбирают метод сварки или вязки.

    Вязка арматуры под ленточный фундамент выполняется по следующей технологии:

    1. Устанавливается опалубка из дерева или других материалов, внутри нее натягивается леска для обозначения верхней плоскости фундамента.
    2. Снизу отмечается 5 см по высоте, от этого уровня начинается раскладка продольных прутов и перевязка стыков. На дно кладутся кирпичи, чтобы такое условие соблюдалось, а вертикальные арматурные элементы втыкаются в грунт. От стен опалубки стальные стержни также отстоят на 5 см.
    3. Продольные элементы делаются цельными на длину 6 м. Допускается связка стержней внахлест 25 – 35 см, если ленточный фундамент. Плита имеет большую протяженность. Металлические пруты выставляются по периметру, на них делается обвязка верхнего и нижнего армированного пояса.
    4. Слоями заливается бетон после окончания вязки, при этом применяется вибрация для выгонки пузырьков воздуха.

    Арматурный каркас может вязаться секциями вне опалубки и последовательно устанавливаться внутрь траншеи, но для монтажа таким способом требуется больше рабочих. В узлах не допускается мусор и посторонние предметы, в соединении не должно быть торчащих петель и неравномерных затяжек со свободными концами проволоки.

    Способы вязки арматуры

    Чаще практикуется соединение арматурных стержней с помощью вязальных крючков. Элементы сращиваются по схеме, при этом продольные полосы стыкуются в трех местах (в начале, конце и посередине) проволокой, обработанной отжигом. Гладкие стержни без рифления соединяются с отгибанием концов.

    Перед стыковкой материал переносится в траншею, раскладывается по схеме, выравнивается. Под первый пояс ставятся размерные элементы (кирпичи, пластиковые фиксаторы), чтобы после заливки все стержни были закрыты слоем бетона.

    Правильно вязать арматуру можно несколькими способами:

    Первый способ относится к трудоемким, отличается несколькими вариантами составления узлов, разными приемами. Для затяжки разработаны механические и электрические инструменты, которые ускоряют процесс работы.

    Пластиковые хомуты являются самозатягивающимися, существенно экономят время, но имеют некоторые ограничения к применению. Сварка выбирается для определенных типов арматуры, если в наименовании марки стоит литера С.

    Проволокой

    Вязка арматуры проволокой

    Армируются не только ленточные виды, каркас ставится в столбчатых опорах, колонах, фундаментных балках, монолитных участках перекрытий и покрытий.

    Особенности вязки разных конструкций:

    1. Столбчатые элементы укрепляются стержнями без бокового рифления, поэтому применяется механическое натяжение узлов при использовании проволочного соединения. Вязальные модули фиксируются цангами или крюками, можно пользоваться пистолетом.
    2. Плитные и ленточные основания содержат каркас с верхней и нижней сеткой (поясом). Нужно соединить арматуру с натяжением продольных элементов, чтобы в процессе заливки они не опускались. Внимание уделяется стыковке на углах.

    Нижние стержни могут вывалиться из каркаса и оказаться непосредственно в грунте после бетонирования, что приведет к коррозии и нарушению несущей способности бетона. Для вязки арматуры в высоких конструкциях оснований (больше 1,8 метра) устраиваются строительные леса и подмости. При бетонировании скважин каркас вяжется с применением опускающихся лотков, люлек и траверсов.

    Узлы из вязальной проволоки не портятся под действием агрессивных компонентов бетона. Соединения отличаются эластичностью, что повышает устойчивость конструкций к деформированию, увеличивает их прочность при появлении сгибающих усилий в эксплуатационных условиях.

    Сварка

    Сварка меняет структуру металла

    Каркасы свариваются в гражданском и промышленном строительстве благодаря уменьшению трудоемкости, стыковке арматуры разных размеров, автоматизации сборки. На крупных площадках работают объединенные коллективы бетонщиков и сварщиков, а арматурщики не набираются.

    Каркас сваривается следующими способами:

    Соединение по длине арматурных стержней ведется контактным, полуавтоматическим методом, а для пространственных узлов применяется электрошлаковый, дуговой вариант. Процесс проходит при силе тока от 250 до 350 А, холодно-упрочненный металл соединяется при большой силе тока малой продолжительности (жесткая сварка).

    Контактный метод позволяет сваривать встык стержни различных диаметров, что экономит материал. Равнопрочные соединения получаются при разнице размеров поперечных сечений не больше 1,25 – 1,5 мм. Часто вертикальные и продольные элементы проектируются разного диаметра, а контактная сварка прочно объединяет части обвязки, стоек, углов и поясов.

    Ограничения связываются с типом металла для каркаса. Некоторые стали специально обрабатываются при выпуске и термически упрочняются тем, что внутри воспроизводится структура, повышающая прочность. Действие высокой температуры при сварке разрушает эти строения, и несущая способность снижается.

    Популярная арматура с обозначением АШ, А400 не может свариваться – соединяется другими способами.

    Пластиковые хомуты

    Вязка пластиковыми хомутами

    Популярность синтетических связующих элементов набирает популярность, но консервативно настроенные строители не доверяют такому соединению. Хомуты надежно фиксируют части каркаса, но их применение имеет специфические особенности. К преимуществам относится простота затягивания, процесс не требует специальной подготовки и инструментов. Клипса стягивается до щелчка, действие занимает мало времени.

    Каркас из гладкой арматуры плохо сопротивляется динамическим усилиям, крепления могут треснуть, если человек наступит на верхние продольные элементы конструкции. Учитывают факт, что хомуты могут повредиться при вибрировании бетона во время заливки.

    Многие строители используют каркас в качестве опоры для ног при бетонировании, но с конструкцией на пластиковых хомутах так поступать нельзя. Вибрация электроинструментами повреждает соединение, крупный щебеночный заполнитель может стать причиной трещины и разъединения узла.

    Специалисты не рекомендуют использовать пластиковые клипсы в морозную погоду, т.к. материал растрескивается при действии отрицательных температур. Разработан вариант полимерных хомутов с металлической полосой в середине, такие элементы имеют больше возможностей для применения. Используются новые виды пластика, которые не разрушаются на морозе.

    Правильное использование крючка

    Ручное приспособление в виде крюка позволяет проще связать арматуру для фундамента, сэкономить время и силы. Металлический крючок продается, но его можно сделать самостоятельно. Берется арматурный пруток или стальной стержень диаметром 8 мм длиной 20 см. Понадобятся две гайки и шайбы диаметром немного больше прута и ручка от старого валика или отвертки. Одна сторона затачивается под наконечник шила и сгибается, а ручка крепится метизами на стержне.

    Процесс формирования узла:

    Применяются винтовые крючки, которые относятся к полуавтоматическим приспособлениям. В устройстве поступательно вращается наконечник. Если подтягивать крюк на себя, наконечник делает поворот и проволока затягивается. Рабочий прилагает минимальное усилие, а время на создание узла сокращается на 3 – 5 секунд.

    Проволока также складывается вдвое, крючок заводится в петельку, конец обматывается вокруг петли и крючок тянется на себя. Поворот ручки обеспечивает затягивание.

    Выбор проволоки

    Проволока вязальная

    Для скрепления стержней каркаса берется проволока. Изделие не изготавливается специально для связывания и является видом металлопроката по ГОСТу 32.82 – 1974. Катанка имеет пригодность для вязки арматуры в конструкции.

    Берется материал круглого сечения, диаметр определяется индивидуально для каждого каркаса или принимается по проекту. Если нет возможности купить обожженную проволоку, можно упрочнить имеющуюся, подержав ее над пламенем в течение 25 – 30 минут, затем оставить для охлаждения на открытом воздухе.

    Специалисты советуют сложить вязальную катанку несколько раз, так, чтобы между сгибами был нужный размер (30 см), а затем болгаркой отрезать участки сгиба. Так ускоряется процесс резки вязальной катанки в размер, чтобы не отмерять каждый раз требуемую длину.

    Точный расход проволоки определить сложно, поэтому применяется предварительный обсчет. Число узлов берется по местам соединения продольных элементов с вертикальными стойками, учитываются угловые стыки, соединения арматуры по длине. На одно соединение уходит около 0,3 – 0,5 метра проволоки, этот размер умножается на количество соединений и получается требуемый метраж.

    Преимущества и недостатки вязки арматуры

    Соединение элементов проволокой является трудоемким процессом и применяется при небольших объемах строительного производства. Проволочные узлы стоят дешевле сварных стыков, т.к. для последних требуются электроды, а эксплуатация и транспортировка аппарата также требует материальных затрат. Оцинкованная проволока почти не разрушается со временем.

    Сварные соединения отличаются меньшей прочностью, для работы требуются квалифицированные работники, чтобы исключить пережег стали, а в качестве материала применяется только определенная арматура. После бетонирования фундамента происходит усадка конструкции. Проволочные соединения дают свободу, поэтому исключается напряженность в каркасе. Сварные стыки разрушаются при усадке и не используются в местах нестабильного грунта, например, болотистых областях.

    Проволочные соединения не нарушают внутреннее строение металла, а сварка перестраивает структуру за счет действия высокой температуры. Пластиковые хомуты имеют разный коэффициент расширения по сравнению с бетоном и сталью, поэтому при изменении температуры железобетонной конструкции могут трескаться.

    Вязка арматуры: инструмент, материалы, способы и схемы вязки

    Содержание статьи

    Залог надежности и долговечности любого строения – фундамент. Даже самые крепкие стены без нормального фундамента постепенно будут разрушаться, а чтобы он был прочным, обычно используют арматуру. Но ее нужно еще и правильно соединить, чтобы в итоге получилась крепкая конструкция, выдерживающая вес всей постройки. Именно поэтому особого внимания и тщательного подхода требует процесс вязки арматуры.

    Для того чтобы создать прочное основание для фундамента, отдельные металлические стержни можно сварить. Но к этому способу сейчас прибегают гораздо реже, чем к вязке по ряду причин.
    Во-первых, при самостоятельном строительстве процесс сварки, как правило, невозможен, ведь мало кто в совершенстве знает все тонкости и нюансы этого дела, поэтому гораздо проще обратиться именно к вязке. К тому же, так получается еще и намного быстрее.
    Во-вторых, в местах сварки постепенно могут начать развиваться окислительные процессы, а это значит, что сварной шов станет не таким крепким, а фундамент потеряет часть своей надежности. При вязке арматуры риск возникновения коррозии значительно падает, что становится еще одним преимуществом данного способа.
    В-третьих, при сварке, особенно неправильной, нарушается структура металла, что не очень хорошо сказывается на итоговом качестве работ. Если вязка арматуры выполнена правильно, то фундамент, перемычки и другие железобетонные конструкции будут надежными и долговечными. Но акцент тут необходимо сделать именно на правильности выполнения работ.

    Материалы для вязки арматуры

    Чтобы провести вязку арматуры, нужно сначала купить все необходимое. Прежде всего, это сама арматура: используются стальные пруты определенного диаметра и длины. От толщины арматуры напрямую зависит надежность и прочность готового фундамента, и менее 6 мм в диаметре прутья быть не должны. По длине, в основном, все стержни стандартные – от 6 метров. Лучше приобрести арматуру с доставкой: это удобно и сэкономит силы и время, затраченные на возведение фундамента. Также обратить внимание стоит на поверхность арматуры, ведь есть гладкие изделия, а есть прутья с насечками, гребнями, рифлением. Последние отличаются лучшей адгезией с бетоном, поэтому в итоге получается болле прочная конструкция.

    Металлические стержни соединяют либо с помощью проволоки, либо с помощью пластиковых хомутов. И именно качество этих соединительных элементов напрямую влияет на целостность и прочность.

    Проволока для вязки арматуры выбирается с круглым сечением и диаметром 1,2-1,4 мм: если взять более тонкую, то она не справится с нагрузкой, а если более толстую – то ее тяжело будет сгибать. Отлично подходит для данных целей обожженная стальная проволока, которая продается, как правило, в бухтах. Она легко гнется, быстро принимает нужную форму, но при этом отличается высокой прочностью и долговечность. Необожженную проволоку лучше для данных целей не использовать, с ней работать намного труднее: согнуть ее сложно, она часто ломается, но при необходимости ее можно превратить в обожженную. Так, достаточно подержать ее над открытым огнем, а потом оставить охлаждаться на воздухе в течение получаса.

    Для вязки понадобятся отрезки проволоки длиной 25-30 см: отрезать или откусывать каждый раз необходимый кусок не очень удобно, поэтому опытные специалисты рекомендует сложить проволоку в несколько раз, соблюдая нужную для работы длину, а потом просто болгаркой перерезать места сгиба. Таким образом, уже через несколько минут все элементы будут готовы, и на постоянное отрезание не придется отвлекаться.

    Сейчас все больше популярностью начинают пользоваться пластиковые хомуты, однако многие строители остаются настроенными консервативно и не доверяют этому способу крепления. Тем не менее, использование хомутов обеспечивает надежную фиксацию арматуры, но связано и с множеством тонкостей. Так, «голый» каркас плохо выдерживает динамические нагрузки, и если неправильно наступить на верхние элементы всей конструкции во время сборки или неправильно залить ее бетоном, то некоторые крепления могут не выдержать и треснуть. С особой осторожностью нужно будет использовать и вибрационное оборудование при уплотнении бетона. Очевидным преимуществом пластиковых хомутов является максимально простой процесс их использования, ведь достаточно просто хорошенько затянуть хомут на месте соединения двух прутьев, а это можно сделать быстро и легко.

    Инструменты для вязки арматуры

    Конечно, вязать проволоку можно и руками, но процесс будет более простым, быстрым и эффективным, если использовать для этого специальные инструменты. Так, можно использовать крючок для вязки арматуры: таких полно в строительных магазинах, и приобрести их не проблема. Найти можно как самые обычные модели, так и винтовые и полуавтоматические крючки: они хоть и облегчают работу, но все же требуют приложения физической силы, пусть не на вращение крючка, а на дергание инструмента. Многие профессионалы говорят, что магазинные крючки не всегда удобны, они короткие, да и быстро ржавеют, поэтому советуют изготовить подобный инструмент для себя самостоятельно: в итоге можно и сэкономить, и сделать будущий процесс вязки более удобным. Для этого может понадобиться отрезок рифленой арматуры, а в ручку можно вмонтировать подшипник, чтобы работать было проще. Для этих целей подойдет и гвоздь, который можно использовать в качестве насадки для шуруповерта.

    Альтернатива крючкам и всем самодельным изделиям – пистолет для вязки арматуры. Это устройство, которое значительно упрощает и автоматизирует весь процесс и станет просто незаменимым, когда речь идет о масштабном строительстве. Прибор сам закручивает проволоку с необходимой силой и до определенной степени за рекордное время – 0,8 с. К тому же, такие устройства немного весят, поэтому вторая рука может быть свободна, ею можно придерживать крепление. В зависимости от диаметра арматуры выбирается определенная модель пистолета, а современный ассортимент позволяет подобрать технику под любой диаметр стальных стержней. Ввиду дороговизны данного аппарата покупать его есть смысл только крупным строительным компаниям.

    В домашних условиях можно создать альтернативу пистолету для вязки арматуры и переоборудовать для этого обычный шуруповерт: дрель не подойдет из-за более высокой скорости вращения. В патрон инструмента вставляют некое подобие вязального крючка, который можно сделать самостоятельно из проволоки с сечением 4 мм, толстого обрубаного гвоздя, куска электрода и т.д. Вращать своими руками уже ничего не придется – нужно просто нажимать на кнопку и крепко держать инструмент.

    С пистолетом вязка арматуры проходит в 5-7 раз быстрее, нежели с использованием крючка, но и этот способ имеет свои минусы. Он очень плохо подходит для труднодоступных мест, расходует больше проволоки и нуждается в регулярном перезаряде аккумулятора или присоединению к электрической сети.

    Способы и схемы вязки арматуры

    Прежде всего, необходимо подготовить к монтажу все материалы, перенести их на место установки, при необходимости выровнять арматуру и подложить под нее пластиковые фиксаторы, которые укладываются между арматурой и опалубкой и необходимы для того, чтобы отдельные части арматуры не торчали из-под бетона. Теперь можно производить связку. Вязка арматуры может происходить несколькими способами в зависимости от используемых инструментов и материалов.

    Так, если для вязки используются самозатягивающиеся пластиковые хомутки, то никаких вопросов тут возникать не может в принципе, а главное, хорошо затянуть их. Еще проще дело обстоит с пистолетом, который все делает сам буквально за мгновение. Наиболее сложным и трудоемким является процесс вязки арматуры с помощью проволоки и крючка: используется несколько основных способов и приемов.

    На сегодняшний день существует масса вариантов связать арматуру, которые отличаются тем, куда загибают проволоку. В принципе, по надежности и крепости все варианты почти одинаковы, а каждый может выбрать ту технику, которая ему максимально удобна.

    Способ №1

    Самый простой и самый распространенный вариант, который включает вот такую последовательность действий:

    • складываем отрезок проволоки вдвое;
    • проводим проволоку под арматуру, в место соединение двух стержней;
    • продеваем крючок в петлю проволоки;
    • свободный конец проволоки пальцами подтягиваем к крючку и накладываем на него, немного сгибая;
    • начинаем вращательные движения крючка, скручивая оба конца проволоки;
    • после 3-5 оборотов, когда соединение надежно скреплено, можно доставать крючок из петли.

    Способ №2

    Процесс имеет много общего с предыдущим, но все же немного отличается:

    • проволоку складываем вдвое и заводим под арматуру, в необходимое место соединения;
    • крючком поддеваем петлю;
    • второй конец перегибаем через крючок, чтобы в итоге образовалась О-образная петля;
    • полученную петлю крутим до достижения надежной скрутки, а после – вытаскиваем крючок.

    Способ №3

    По отзывам многих специалистов именно этот способ является самым удобным, так как освобождает одну руку:

    • проволоку заводим под арматуру;
    • вставляем в петлю крючок и им же поддеваем второй конец проволоки;
    • загибаем проволоку вниз;
    • тянем крючок на себя, несколько раз крутим, и все готово.

    Способ №4

    • снова складываем проволоку пополам и заводим под арматуру;
    • хорошенько прижимаем ее к стержню, а концы сгибаем на себя;
    • вставляем крючок, делаем несколько оборотов и достаем крючок.

    Данный способ позволяет получить более надежную скрутку. Самые опытные мастера советуют подгибать проволоку перед скруткой, чтобы не делать много оборотов, ведь надежности не прибавится, зато появляется вероятность того, что проволока просто сломается. Оптимальное количество оборотов – 3-5.

    Как видим, все способы очень похожи, и отличаются лишь нюансами. Если нужно вязать арматуру своими руками, то после нескольких попыток можно приловчиться и выбрать для себя наилучший вариант. Некоторые мастера заявляют, что процесс ручной вязки упрощается, если пользоваться винтовыми крючками, но это дело техники и привычек.

    В завершение

    Вязка арматуры – хоть и не самое простое занятие, но, в принципе, вполне выполнимое даже самым неопытным мастером. Нужно только запастись необходимыми инструментами, выбрать подходящий способ вязки и приступить к действиям. Конечно, использовать пластиковые хомутки – проще и дешевле всего, а специальный пистолет для вязки – еще быстрее, но обойдется это очень дорого, поэтому многие до сих пор используют специальный крючок: работать им хоть и дольше, но при определенной сноровке несложно, а в итоге получаются крепкие соединения.

    Вязка арматуры под ленточный фундамент – схемы армирования и виды арматуры

    Надежность и долговечность любого сооружения, построенного на ленточном фундаменте, зависит от нескольких факторов, главным из которых является прочность самого фундамента. При этом важную роль в прочности фундамента играет его правильное армирование, так как арматура является «силовым скелетом» основания. О правильной вязке арматуры под ленточный фундамент мы поговорим в этой статье.

    Часто будущие владельцы домов задают вопрос, можно ли заливать фундамент без арматуры. Такие вопросы возникают из-за желания экономии, и они вполне обоснованы. Но необходимо учитывать, что бетон хорошо воспринимает нагрузки на сжатие, но плохо переносит нагрузки, направленные на растяжение и изгиб. Напротив, арматура работает на растяжение, поэтому бетон и арматура удачно дополняют друг друга. Только совместная работа этих двух элементов позволяет основанию стать монолитным и крепким.

    Для удовлетворения требований по безопасности, фундаментные конструкции должны иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях в процессе строительства и эксплуатации были исключены разрушения любого характера или нарушения эксплуатационной пригодности. В зависимости от нагрузок, каждый фундамент отличается прочностью, закладываемой на этапе проектирования. На это влияет два параметра – вид бетона и вид арматуры. Поговорим подробнее про арматуру.

    Виды арматуры для фундамента

    В соответствии со сводом правил СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», для армирования железобетонных конструкций следует применять отвечающую требованиям соответствующих стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий арматуру следующих видов:

    • горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6-50 мм;
    • термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-50 мм;
    • холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3-16 мм;
    • арматурные канаты диаметром 6-18 мм.

    Арматурный каркас представляет собой металлический скелет, состоящий из продольных прутьев, проходящих вдоль фундамента, и поперечных прутьев-хомутов, поддерживающих продольные прутья в правильном пространственном положении.

    Различают два вида арматурных каркасов – сварные и вязаные. Сварные каркасы изготавливают в заводских условиях с применением технологии сварки, не допускающей ослабления арматуры. В полевых условиях использовать сварку не рекомендуется, так как сварные швы ухудшают физико-механические свойства металла в районе шва, что может привести к разрушениям и потери целостности металлического каркаса.

    Вязаный арматурный каркас сооружается на месте. Рабочая продольная арматура связывается с поперечной при помощи тонкой стальной проволоки, которая надежно фиксирует прутья в правильном положении.

    Рабочая продольная арматура определяется расчетом, а для одноэтажных зданий и временных сооружений назначается конструктивно, не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента. Диаметр арматуры для ленточного фундамента должен составлять при длине здания:

    • до 3 м – не менее 10 мм;
    • более 3 м – не менее 12 мм.

    В качестве продольной арматуры используют рифленые пруты, т.к. они имеют большую прочность и способны лучше сопротивляться изгибающим усилиям.

    Поперечная арматура назначается конструктивно, диаметром 6 мм при высоте фундамента до 80 см, в других случаях ставят арматуру диаметром 8 мм. Диаметр поперечной арматуры не должен быть меньше четверти диаметра продольной арматуры. Шаг конструктивной арматуры составляет 30-80 см. В качестве поперечной арматуры подойдут обычные гладкие пруты, т.к. они не несут на себе нагрузку, а только поддерживают продольные прутья в правильном положении.

    Альтернативой традиционной стальной арматуре является композитная арматура, появившаяся не так давно. К ее достоинствам можно отнести следующие факторы:

    • Цена. Арматура из стекловолокна дешевле стального прута.
    • Легкость и прочность. Несмотря на то, что вес стекловолоконных прутьев намного ниже, чем стальных, их прочность примерно в 3 раза выше.
    • Стойкость к коррозии и долговечность. Стекловолокно не подвержено коррозии, поэтому срок службы таких элементов не ограничен.
    • Композитная арматура не намагничевается и не создает помех радиоволнам.

    Как правильно армировать ленточный фундамент

    Для совместной работы бетона и арматуры необходимо четко следовать правилам и схеме армирования ленточного фундамента, изображенной на рисунке ниже:

    • размеры фундамента должны позволять свободно и правильно разместить арматурные каркасы;
    • в арматурном каркасе должно быть не менее четырех продольных прутьев;
    • рабочие стержни необходимо располагать с таким расчетом, чтобы обеспечить совместную работу арматуры и бетона, правильную стыковку арматуры и заливку фундамента;
    • необходимо обеспечить требуемый защитный слой бетона, чтобы обеспечить сохранность арматуры от воздействий окружающей среды, для фундаментов он должен быть не менее 5 см;
    • продольную стыковку арматуры нужно проводить внахлест, длина его должна составлять не менее 60 диаметров арматуры и не менее 25 см;
    • расстояние между продольными хомутами должно быть в пределах 30-80 см;
    • при плотном расположении арматуры нужно использовать бетон с мелкими заполнителями.

    Армирование углов и мест примыкания ленточного фундамента

    Как правило, последовательность сборки арматурного каркаса фундамента состоит из последовательной сборки прямых участков и связи их в углах фундамента и в местах примыкания внутренних перегородок. На эти участки стоит обращать особенное внимание, так как основные изгибающие и скалывающие напряжения возникают здесь.

    Армирование углов ленточного фундамента и мест примыкания стен проводят при помощи жестких лапок, Г и П-образных хомутов.

    При использовании жесткой лапки, напоминающей кочергу, длиной не менее 35d рабочего стержня, гнутая часть арматуры располагается таким образом, чтобы внешние стержни в обоих направлениях были соединены, а внутренние стержни привариваются к внешним прутьям. Этим способом можно избежать распространенной ошибки при армировании– отсутствия связи между внешними и внутренними стержнями. В местах изгиба с внутренней стороны ставится вертикальная арматура.

    Принцип установки Г-образного хомута аналогичен, только вместо лапки используют гнутый стержень стороной не менее 50d рабочей арматуры. Здесь также внутренние стержни одного направления соединяются с внешними прутьями другой стороны. Хомуты П-образной формы позволяют соединять параллельные внешние и внутренние стержни в одном направлении соединить к перпендикулярно расположенному внешнему стержню в другом направлении. На углах фундаментов применяют два таких хомута, на местах примыкания стены только один.

    Наглядно схемы примыкания углов и стыков арматуры показаны на схемах ниже:

    Здесь возникает вопрос, как правильно гнуть арматуру для фундамента. Для этого используют специальное приспособление — арматурогиб, состоящее из трех стержней разного диаметра, жестко закрепленных на устойчивое, преимущественно стальное основание. Такое приспособление можно изготовить самостоятельно, либо приобрести в магазине.

    Правильная вязка арматуры

    Вязка арматуры процесс трудоемкий, требует знаний и навыка, а также специальных приспособлений – вязального пистолета или крючка. Вязальный пистолет вещь удобная, но дорогостоящая, поэтому покупать его для монтажа одного фундамента нецелесообразно. Также можно взять такой инструмент в аренду, либо использовать один с соседями по стройке.

    Вязальный крючок продается нескольких видов и легко изготавливается своими руками.

    Для вязки арматуры под ленточный фундамент используется отожженная проволока диаметром 0,8-1,4 мм.

    Различают схемы вязки при продольном соединении арматуры внахлест и перекрестном соединении двух перпендикулярно расположенных стержней. Применяют различные способы вязки, наиболее эффективными являются: двухрядные, крестовые и мертвые узлы.

    Необходимо проследить, чтобы вязальная проволока находилась в углублении профиля арматуры. Продольное соединение внахлест осуществляется вязкой как минимум в 3-5 местах.

    Наглядно процесс вязки арматуры показан на видео:

    Технологически грамотное армирование ленточного фундамента позволит избежать ошибок, а главное достичь максимальной надежности всего основания, так как от этого зависит долговечность всего сооружения.

    Помогла статья? Оцените ее

     

    Как вязать арматуру на фундамент вручную: советы и рекомендации

    Дата: 14 января 2019

    Просмотров: 5947

    Коментариев: 0

    Ресурс эксплуатации здания зависит от качественно выполненного основания, усиленного арматурой. Арматурный каркас сохраняет пространственную конфигурацию фундамента, наиболее распространенным вариантом которого является ленточный. Вязка арматуры под ленточный фундамент – серьезная строительная операция, определяющая долговечность постройки, ее стойкость к воздействию внешних факторов.

    Естественно, важен правильный выбор бетона для заливки фундамента. Однако не меньшую роль играет качество установки арматуры в каркасе. Правильная вязка арматуры для ленточного фундамента обеспечивает надежную фиксацию стальных прутков между собой и постоянство интервала при заливке бетона.

    Для обеспечения прочности арматурного каркаса важно разобраться, как правильно вязать арматуру для фундамента. Метод доступен для начинающих строителей, освоивших ручную технику фиксации стальных прутков. Остановимся на этой операции детально, рассмотрим, чем вязать арматуру, и как ее правильно вяжут.

    Выполнение этой операции потребует наличия определённых навыков и усидчивости

    Подготовительные мероприятия

    Приняв решение самостоятельно выполнять работы по фиксации стальных прутков, выполните подготовительные работы:

    • Рассчитайте нагрузку, которую будет воспринимать будущее основание. Учитывая серьезность задачи, воспользуйтесь услугами профессионалов.
    • Руководствуясь результатами расчетов, подберите необходимую марку и диаметр стержней, который не должен быть меньше 12-14 миллиметров. Применение прутков, класса A3 позволит при изготовлении каркаса осуществлять их изгиб на 90⁰ без появления трещин, а стержней класса А2 – на угол, превышающий 90 ⁰, с сохранением их целостности.
    • Рассчитайте потребность в вязальной проволоке и стальных прутьях. Основание для определения общего объема материала – схема вязки арматуры для ленточного фундамента.
    • Позаботьтесь о помощниках, так как процесс вязки достаточно трудоемкий и утомительный.

    Способы фиксации стержней

    Существует множество способов, позволяющих зафиксировать стальные стержни сетчатой конструкции. Обеспечение неподвижности стальных прутков каркаса для бетонирования осуществляется:

    • электрической сваркой, изменяющей структуру металла и не гарантирующей неподвижность элементов каркаса;

    Прутья, обладающие ребристой поверхностью, облегчают процесс вязки

    • покупными металлическими фиксаторами диаметром до 4 мм, имеющими петлю, соответствующую размерам прутов и зажим (крючок). Применение коннекторов повышает производительность, но требует дополнительных затрат. Их использование не требует применения инструмента;
    • эластичными хомутами, изготовленными из пластика, позволяющими быстро связывать стержни. Недостаток – повышенная хрупкость при отрицательной температуре, а также возможность нарушения целостности креплений при перемещении по каркасу;
    • вязальной проволокой диаметром от 1 до 2 мм, изготовленной из отожженной стали с низким содержанием углерода. Оптимально применять материал диаметром 0,8-1,4 мм, позволяющий без дополнительных усилий выполнять вязание арматуры для каркаса. Материал диаметром 1 мм недостаточно прочный, а при 2 мм значительно возрастают усилия.

    Способы вязки

    Вязка арматуры для фундамента ленточного с применением мягкой и удобной в эксплуатации проволоки – оптимальное решение. Остановимся детально на этом варианте.

    Методы вязки

    Способы крепления стальных элементов каркаса осуществляются:

    1. Полностью вручную, что требует приложения физических усилий, но при этом обеспечивает надежное крепление при небольших расходах.
    2. С использованием полуавтоматических методов, облегчающих и ускоряющих процесс фиксации, требующих дополнительных затрат на приобретение.

    Если прутья обвязываются вручную и применяется крепление при помощи петель, соединять элементы придётся отдельно

    Ручной вариант крепления осуществляется с помощью следующего инструмента:

    • кусачек или плоскогубцев, рабочая поверхность которых скруглена;
    • самостоятельно изготовленного крючка из сварочного электрода или стержня диаметром 3-4 миллиметра;
    • ручного реверсивного приспособления, вращение которого осуществляется при возвратно-поступательном перемещении рукоятки;
    • специальных клещей, принцип работы которых аналогичен реверсивному инструменту;
    • покупного вязального крючка, применение которого является одним из самых простых вариантов.

    Полуавтоматические методы фиксации стержней каркаса осуществляются с применением следующих устройств:

    • Автоматического вязального пистолета, обеспечивающего высокую эффективность и качество выполнения работ.
    • Шуруповерта или электрической дрели, оснащенной специальной насадкой, позволяющей быстро обвязать стальные прутки. Можно использовать обычный гвоздь, загнутый под прямым углом.

    Рассмотрим особенности основных видов ручного и полуавтоматического инструмента, с помощью которых осуществляется связка арматуры для фундамента.

    Крючок для вязания

    Ручной инструмент можно:

    • изготовить самостоятельно из прочного прутка или электрода;
    • приобрести в специализированных магазинах.

    Практичным и универсальным вариантом является вязальный крючок

    Достоинства ручного приспособления:

    • Простота выполнения операций.
    • Дешевизна инструмента.

    К минусам относятся:

    • Низкая эффективность выполнения работ.
    • Необходимость приложения определенных физических усилий.

    Вязка крючком

    Несмотря на ряд недостатков, ручному инструменту отдают предпочтение многие застройщики. С помощью вязального крючка вязка арматуры под фундамент осуществляется надежно. Для использования ручного крючка следует предварительно изучить способы вязки арматуры.

    Технология ручной вязки

    Рассмотрим, как правильно вязать арматуру на фундамент, используя ручное приспособление.

    Существует несколько методов вязки под фундамент. Рассмотрим проверенный способ, руководствуясь которым, выполняйте работы по следующему алгоритму:

    • отрежьте для каждой точки крепления стальную проволоку диаметром 1,2-1.4 мм длиной порядка 20 см;
    • согните проволоку посередине отрезка;
    • разместите диагонально в точке сопряжения стержней;
    • проденьте рабочую часть крючка в образовавшуюся петлю;
    • втяните в петлю, используя крючок, концы проволоки, расположенные с противоположной стороны от петли;
    • проверните крючок в петле до обеспечения высокой прочности соединения.

    Производя работы вручную, контролируйте усилие затяжки. Перекрутив проволоку с повышенным усилием затяжки, можно ее оборвать.

    Чаще всего используют проволоку, ведь это надежный и проверенный вариант

    Ручное реверсивное устройство

    Реверсивный инструмент, предназначенный для ручного скручивания, представляет винтовой рабочий орган, который вращается при возвратно-поступательном перемещении рукоятки приспособления. В рукоятке инструмента размещен винтовой стержень и реверсивный механизм.

    Как связать арматуру для фундамента, используя реверсивное приспособление? Это просто:

    • введите зацеп приспособление в проволочную петлю;
    • переместите ручку на себя в осевом направлении;
    • передвиньте рукоятку в исходное положение;
    • проверните крючок повторно, не производя повторное закрепление инструмента, подтянув к себе рукоятку.

    Достоинства устройства:

    • Быстрота затяжки проволоки.
    • Возможность применения в местах с затрудненным доступом.
    • Отсутствие утомляемости при выполнении работ.
    • Длительный ресурс эксплуатации при осуществлении смазки.
    • Простота выполнения операций.

    Единственный минус – увеличенная, по сравнению с традиционным крюком, стоимость.

    Аналогичный принцип действия у клещей, применяемых для вязки. Рабочие плоскости фиксируют концы проволоки и закручивают их при перемещении клещей. Применение реверсивных устройств сокращает продолжительность процесса фиксации прутков, облегчает выполнение операций.

    Вязальный пистолет, который самостоятельно захватывает конструкцию и обвязывает ее

    Автоматический вязальный пистолет

    Использование пистолета обеспечивает прочную вязку стержней для основания. Применение автоматического устройства обладает множеством положительных моментов:

    • отсутствует необходимость индивидуальной нарезки проволоки, которая предварительно намотана на барабан инструмента;
    • рационально используется материал, так как отсутствуют отходы, представляющие обрезки проволоки;
    • высокая эффективность работы приспособления – цикл затяжки петли занимает не более 1 секунды;
    • возможность выполнять работы по затяжке одной рукой, а другой – поддерживать прутки, не прибегая к помощи подсобных рабочих;
    • гарантированное качество выполнение петель;
    • регулировка усилия затяжки и длины отрезков;
    • возможность работы от аккумуляторной батареи;
    • комплектация удлинителем, позволяющим производить затяжку петель, не нагибаясь.

    К недостаткам относятся:

    • Повышенные затраты на приобретение пистолета и специальной проволоки.
    • Необходимость обучения рабочих, как вязать арматуру для фундамента.
    • Затрудненное применение в углах и местах с ограниченным доступом.

    Несмотря на комплекс достоинств, в ряде случаев работы по фиксации прутков можно выполнить только с помощью ручного крючка.

    Для ускорения процесса используется дрель с насадкой

    Общие рекомендации

    Определившись с применяемым для вязки инструментом, заготовив необходимые материалы и выполняя работы, руководствуйтесь следующими рекомендациями:

    • обеспечьте одинаковое расстояние (4-5 см) от горизонтально расположенных элементов каркаса усиления до почвы, используя деревянные подкладки или неметаллические опоры. Прутки не должны касаться грунта на дне траншеи;
    • неподвижность перпендикулярно расположенных стальных прутьев при фиксации проволокой можно обеспечить, используя несложное приспособление, зажимающее концы стержней досками;
    • вертикально расположенные прутья, предназначенные для фиксации горизонтальных стержней, не забивайте в почву. Применяйте неметаллические подстаканники, что позволит предотвратить контакт прутков с грунтом и надежно защитить его бетоном от коррозионных процессов;
    • проверьте надежность фиксации элементов каркаса с помощью проволоки. Ошибки в фиксации стержней – незначительно влияют на расположение контура усиления при ручной заливке. Однако, применение бетононасоса, подающего состав под давлением, способно повлиять на расположение элементов, раздвигая их или смещая конструкцию;
    • дополнительно проверьте надежность крепления стержней в углах каркаса, которые являются уязвимым участком любого фундамента. Не допускаются расположенные под прямым углом концы прутков, которые должны иметь загибы;
    • критерием правильно выполненных работ по вязке является неподвижность пространственной конструкции под воздействием человеческого веса;

    • обеспечение конструкцией усиления поставленных задач возможно при правильном подборе сортамента прутьев, определении расположения и количества элементов, согласно предварительно выполненным расчетам.

    Помните, вязка стержней пространственной конструкции обеспечивает только фиксацию элементов каркаса. При заливке бетона зафиксируйте неподвижно контур усиления, что гарантирует требуемые эксплуатационные характеристики монолитного фундамента.

    Заключение

    Ознакомившись с материалом статьи и изучив, как вязать арматуру на фундамент, можно самостоятельно выполнить мероприятия по фиксации элементов каркаса, не прибегая к услугам наемных рабочих. Это позволит сэкономить денежные средства и гарантировать надежность выполнения работ, результат которых зависит от выбора оптимального способа вязки и применения качественных материалов.

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

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

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

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

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

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

    Определение

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

    Без модели по сравнению с На основе модели

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

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

    Соответствие политике и политике Вне политики

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

    2.1 Q-Learning

    Q-Learning - это внеполитический алгоритм RL без моделей, 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 форме Q-значения:

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

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

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

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

    Итерация политики

    Итерация политики запускает цикл между оценкой политики и ее улучшением.

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

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

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

    Итерация значения

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

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

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

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

    2.3 Deep Q Network (DQN)

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

    DQN использует нейронную сеть для оценки функции Q-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 значение Q для Q-обучения:

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

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

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

    Еще два метода также важны для обучения DQN:

    1. Experience Replay : Поскольку обучающие образцы в типичном RL настройки сильно коррелированы и менее эффективны для данных, это приведет к более сложной конвергенции для сети. Одним из способов решения проблемы распространения образцов является воспроизведение опыта.По сути, образцы переходов сохраняются, которые затем случайным образом выбираются из «пула переходов» для обновления знаний.
    2. Отдельная целевая сеть : Целевая Q-сеть имеет ту же структуру, что и сеть, оценивающая значение. Каждые C шагов, согласно приведенному выше псевдокоду, 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 /)

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

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

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

    .

    Применение формальных методов к обучению с подкреплением

    Реферат

    Мы сообщаем о нашем исследовании формальных методов управляемого тестирования автономных систем. В частности, мы рассмотрели системы управления с обратной связью, которые включают компоненты обучения с подкреплением на основе нейронных сетей. Как правило, подходы к обучению с подкреплением способствуют формированию хорошей политики контроля только после миллионов экспериментов из-за редкости действий с высокой наградой. Это может быть неприемлемо в условиях онлайн-обучения.Наше решение этой проблемы основано на имитационном обучении, структуре обучения на основе демонстраций, в которой агент изучает политику управления, непосредственно имитируя демонстрации, предоставленные экспертом.

    Наш подход автоматически генерирует экспертные траектории с использованием варианта метода поиска по дереву Монте-Карло. В отличие от традиционных методов, которые стремительно расширяют дерево поиска по методу Монте-Карло и рисуют выборки на узлах дерева, наш метод ленив и основан на контрпримерах. Это дает нам возможность напрямую и более эффективно получать состояния и действия, которые имеют высокий вес.Для каждого нарушения свойств безопасности, обнаруженного симулятором, мы проходим дерево поиска Монте-Карло, вызванное неудачной траекторией. Эта процедура поиска позволяет нам собирать экспертные траектории, которые удовлетворяют нашим свойствам безопасности, заставляя агента предпринимать определенные действия в ключевых состояниях, чтобы избежать нарушения свойств. Наша методика заключается в агрегировании экспертного набора данных траектории на каждой итерации обучения. Интуиция состоит в том, что в ходе итераций он создает набор входных данных, с которыми политика может столкнуться во время своего выполнения на основе предыдущего опыта, что позволяет нам использовать алгоритмы контролируемого обучения для эффективного обучения с подкреплением.Поскольку наше решение основано на контрпримерах, доступные экспертные траектории все еще могут быть редкими. Чтобы справиться с этой проблемой, мы используем кодирование ограничений модели политики нейронной сети и решатель SMT для вычисления состояний, которые являются соседними состояниями, которые посещает экспертная траектория, но для которых политика выбирает существенно разные действия. В надежной политике такие близлежащие государства должны вести себя аналогичным образом, и поэтому эти «крайние случаи» могут быть интересны с точки зрения свойств безопасности. Затем мы снова используем описанную выше процедуру поиска на основе дерева, чтобы проверить и улучшить модель политики с использованием этих вновь созданных траекторий.

    В наших экспериментах мы обнаружили, что наш алгоритм позволяет обучать политике с меньшим объемом данных на несколько порядков. Мы показываем эффективность нашего подхода на примере игры Pong.

    Активы

    BibTeX

     @techreport {формальные методы обучения с подкреплением, author = {Хэ Чжу и Стивен Мэджилл }, учреждение = {Galois, Inc.}, title = {Системная поддержка аппаратного анти-ROP}, год = {2017}, note = {Доступно по адресу \ url {https: // galois.ru / reports / формальные-методы-обучения-подкрепления /}}} 
    .

    Обучение с подкреплением - методы планирования на основе моделей | Джереми Чжан

    Примеры обучения модели окружающей среды

    В предыдущих статьях мы говорили о методах обучения с подкреплением, которые основаны на безмодельных методах, что также является одним из ключевых преимуществ обучения RL, как и в большинстве других. Кейсы, изучающие модель окружающей среды, могут быть сложными и трудными. Но что, если мы хотим изучить модель окружающей среды или что, если у нас уже есть модель окружающей среды, и как мы можем использовать ее, чтобы помочь процессу обучения? В этой статье мы вместе исследуем методы RL с окружающей средой в качестве модели.Следующее будет структурировано следующим образом:

    1. Начните с базовой идеи о том, как моделировать среду
    2. Реализуйте пример на Python, используя только что изученную теорию
    3. Дальнейшие идеи для расширения теории на более общие случаи

    Агент запускается из состояния, выполняя доступное действие в этом состоянии, среда дает ему обратную связь, и, соответственно, агент переходит в следующее состояние и получает вознаграждение, если таковое имеется. В этих общих настройках среда дает агенту два сигнала: один - это его следующее состояние в настройке, а другой - вознаграждение.Итак, когда мы говорим моделировать среду, мы моделируем отображение функции (состояние, действие) с на (nextState, вознаграждение) . Например, рассмотрим ситуацию в сетке мира, агент бьется головой о стену, и в ответ агент остается на месте и получает награду 0, тогда в простейшем формате функция модели будет (состояние, действие) -> (состояние, 0) , указывая, что агент с этим конкретным состоянием и действием, агент останется на том же месте и получит награду 0.

    Алгоритм

    Давайте теперь посмотрим, как модель среды может помочь улучшить процесс Q-обучения. Мы начнем с представления простейшей формы алгоритма под названием Dyna-Q :

    Путь использования моделей Q-обучения для политики резервного копирования прост и понятен. Во-первых, шаги a, b, c, d точно такие же, как и общие шаги Q-обучения (если вы не знакомы с Q-обучением, ознакомьтесь с моими примерами здесь). Единственная разница заключается в шагах e и f , на шагах e записывается модель среды на основе предположения о детерминированной среде (для недетерминированной и более сложной среды может быть использована более общая модель. сформулированы для конкретного случая). Шаг f можно просто резюмировать как применение изучаемой модели и обновление функции Q n , умноженное на , где n - предопределенный параметр. Резервная копия на этапе f полностью такая же, как и на этапе d , и вы можете подумать, что это повторение того, что агент испытал несколько раз, чтобы усилить процесс обучения .

    Обычно, как и в Dyna-Q , один и тот же метод обучения с подкреплением используется как для обучения на основе реального опыта, так и для планирования на основе моделирования.Таким образом, метод обучения с подкреплением - это «последний общий путь» как для обучения, так и для планирования.

    Общая архитектура Dyna

    На приведенном выше графике более непосредственно показана общая структура методов Dyna. Обратите внимание на 2 восходящие стрелки в функциях политики / значений , которые в большинстве случаев являются Q-функциями, о которых мы говорили ранее, одна из стрелок исходит от прямого обновления RL с по реального опыта , что в данном случае равняется исследованию агента вокруг окружающей среды, а другой исходит из обновления планирования с по моделированный опыт , который в данном случае повторяет модель, которую агент изучил из реального опыта . Таким образом, при каждом совершении действия процесс обучения усиливается за счет обновления функции Q как фактического выполнения действий, так и моделирования модели .

    Я считаю, что лучший способ понять алгоритм - это реализовать реальный пример. Я возьму пример из обучения с подкреплением, введение , реализую его на Python и сравню с общим обучением Q без этапов планирования (моделирование модели).

    Настройки игры

    Dyna Maze Board

    Рассмотрим простой лабиринт, показанный на вставке на рисунке.В каждом из 47 состояний есть четыре действия: вверх, , вниз, , справа, и слева, , которые детерминированно переводят агента в соответствующие соседние состояния, за исключением случаев, когда движение блокируется препятствием или краем. лабиринта, и в этом случае агент остается на месте. Награда равна нулю за все переходы, кроме переходов в целевое состояние, при котором она равна +1 . После достижения целевого состояния (G) агент возвращается в начальное состояние (S), , чтобы начать новый эпизод.

    Вся структура этой реализации должна иметь 2 класса, первый класс представляет доску, которая также является средой

    1. Выполнить действие и вывести следующее состояние (или позицию) агента
    2. Дайте вознаграждение соответственно

    И второй класс представляет агента, который может

    1. Исследовать вокруг доски
    2. Следить за моделью среды
    3. Попутно обновлять функции Q.

    Реализация платы

    Первый класс настроек платы аналогичен многим настольным играм, о которых мы говорили ранее, вы можете проверить полную реализацию здесь. Я исключу здесь свое объяснение (вы можете проверить мои предыдущие статьи, чтобы увидеть больше примеров), в результате у нас будет плата, которая будет выглядеть так:

    Реализация платы

    Плата представлена ​​в виде массива numpy, где z указывает блок * указывает текущую позицию агента, а 0 указывает пустые и доступные места.

    Реализация агента

    Инициализация

    Во-первых, в функции init мы инициализируем все параметры, необходимые для алгоритма.

    Помимо этих общих настроек Q-обучения (скорость обучения, state_actions,…), модель (состояние, действие) -> (награда, состояние) также инициализируется как словарь Python, и модель будет обновляться только в с разведкой агента в окружающей среде. self.steps - это количество раз, когда модель используется для обновления функции Q при каждом выполнении действия, а - self.steps_per_episode используется для записи количества шагов в каждом эпизоде ​​(мы будем использовать его в качестве ключевой метрики в следующем сравнении алгоритмов).

    Choose Actions

    В функции chooseAction агент по-прежнему будет выполнять ϵ-жадное действие, где он имеет вероятность self.exp_rate совершить случайное действие и 1 - self.exp_rate вероятность предпринять жадное действие. действие.

    Изучение моделей и обновление политик

    Теперь давайте перейдем к ключевому моменту обновления политик с использованием моделей, изучаемых в процессе исследования агента.

    Эта реализация следует точно так же, как алгоритм, который мы перечислили выше. В каждом эпизоде ​​(игровой процесс) после первого раунда обновления функции Q модель также будет обновляться с помощью self.model [self.state] [action] = (reward, nxtState) , а затем функция Q будет повторно обновляется на self.steps раз. Обратите внимание, что внутри цикла состояние и действие выбираются случайным образом из предыдущих наблюдений.

    Экспериментирование с различными шагами

    Когда количество шагов установлено на 0, метод Dyna-Q по сути является Q-обучением.Давайте сравним процесс обучения с шагами 0, 5 и 50.

    Dyna-Q с разными шагами

    По оси абсцисс отложено количество эпизодов, а по оси ординат - количество шагов, необходимых для достижения цели. Задача - как можно быстрее добраться до цели. Из кривой обучения мы видим, что кривая обучения агента планирования (с имитационной моделью) стабилизируется быстрее, чем агента, не занимающегося планированием. Ссылаясь на слова из книги Саттона:

    Без планирования (n = 0) каждый эпизод добавляет только один дополнительный шаг к политике, поэтому пока изучен только один шаг (последний).При планировании снова изучается только один шаг во время первого эпизода, но здесь, во время второго эпизода, была разработана обширная политика, которая к концу эпизода вернется почти к исходному состоянию

    Дополнительное моделирование и резервное копирование дальнейшее усиление опыта агента, что привело к более быстрому и более стабильному процессу обучения. (проверьте полную реализацию)

    Пример, который мы здесь исследовали, безусловно, имеет ограниченное применение, поскольку состояние дискретно, а действие детерминировано.Но идея моделирования среды для ускорения процесса обучения имеет неограниченное применение.

    Для дискретных состояний с недетерминированным действием

    Можно изучить вероятностную модель, а не прямое отображение 1 к 1, которое мы представили выше. Вероятностная модель должна постоянно обновляться в процессе обучения, и на этапе резервного копирования (вознаграждение, следующее состояние) можно выбрать недетерминированно с распределением вероятностей.

    Для непрерывных состояний

    Обновление функции Q будет немного отличаться (я представлю его в следующих статьях), и ключом будет изучение более сложной и общей параметрической модели среды.Этот процесс может включать общие контролируемые алгоритмы обучения с текущим состоянием, действием в качестве входных данных и следующим состоянием и вознаграждением в качестве выхода.

    В следующем посте мы рассмотрим дальнейшие идеи по улучшению методов Dyna и поговорим о ситуациях, когда модель неверна!

    И, наконец, посмотрите полный код здесь. Приглашаем вас внести свой вклад, и если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, оставьте комментарий ниже!

    Ссылка :

    .

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

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

    Обучение с подкреплением (RL) - это метод машинного обучения, который позволяет агенту учиться в интерактивной среде методом проб и ошибок, используя обратную связь от его собственных действий и опыта.

    Хотя как контролируемое обучение, так и обучение с подкреплением используют сопоставление между вводом и выводом, в отличие от контролируемого обучения, где обратная связь, предоставляемая агенту, представляет собой правильный набор действий для выполнения задачи, обучение с подкреплением использует вознаграждений и наказаний в качестве сигналов 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 пищу 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, одновременно максимизируя свою 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 хватает каких-либо предварительных знаний о динамике окружающей среды. В таких случаях пригодятся безмодельные методы RL.

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

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

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

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

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

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

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

    Другие приложения RL включают механизмы резюмирования абстрактного текста, диалоговые агенты (текст, речь), которые могут учиться на 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 одно техническое руководство 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 на основе необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением, используя всего 130 строк кода Python.
    2. DeepMind Lab - это платформа с открытым исходным кодом, похожая на трехмерную игру, созданную для агентных исследований искусственного интеллекта в богатой моделируемой среде.
    3. Project Malmo - еще одна платформа для экспериментов с ИИ для поддержки фундаментальных исследований в области ИИ.
    4. OpenAI gym - это набор инструментов для создания и сравнения алгоритмов обучения с подкреплением.
    .

    Смотрите также