Главное меню

Вязка арматуры для углов фундамента


Армирование углов ленточного фундамента: полезные советы

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

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

Зачем нужно армировать ленточный фундамент

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

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

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

Как сделать правильный армирующий каркас

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

Основные требования:

Виды углов

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

Углы бывают:

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

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

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

Материалы для армирования

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

Стандарты допускают использование арматуры:

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

Анкеровка при перевязке

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

Виды анкеровки:

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

Неверное армирование углов

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

Варианты армирования

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

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

Основные методы армирования:

П-образная укладка

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

Соединения типа «лапка» и внахлест

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

С использованием Г-образного хомута

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

Правильное армирование углов мелкозаглубленного ленточного фундамента

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

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

Как правильно армировать углы

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

Схема армирования:

Ошибки при вязке арматуры на углах:

Как правильно вязать арматуру

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

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

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

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

Полезные советы по правильной укладке арматуры

Процесс армирование углов

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

Основные положения правильного армирования

Как правильно просчитать металлический каркас армирования

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

Алгоритм изготовления металлического каркаса

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

Нюансы дополнительного армирования углов

Правила хорошего строительства

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

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

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

Армирование тупых углов

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

Первый способ

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

Второй способ

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

Заключение

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

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

Углы здания испытывают повышенные разнонаправленные нагрузки.

Поэтому в процессе строительства фундамент под ними усиливают армированием.

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

Необходимость процедуры

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

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

Требования по СНИП

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

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

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

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

Вязка арматуры или сварка?

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

Сварка

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

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

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

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

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

Рекомендуемые варианты присоединения прутков:

Вязка

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

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

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

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

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

Схемы

Углы бывают нескольких видов:

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

При укреплении углов важно придерживаться одной из общепринятых схем.

С анкеровкой Г-образными элементами

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

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

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

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

С помощью П-образных хомутов

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

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


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

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

Тупой угол

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

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

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

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

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

Как правильно вязать?

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

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

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

Необходимые инструменты и приспособления

Для вязки арматуры понадобится:

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

Технология выполнения

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

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

Но техника вязания узлов от смены инструмента не меняется:

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

Углы хомутов привязываются «мертвым узлом»:

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

Особенности для мелкозаглубленного ленточного фундамента

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

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

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

Распространенные ошибки

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

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

Строители допускают и другие ошибки:

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

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

Видео по теме статьи

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

Заключение

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

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

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Армирование углов ленточного фундамента

Дата: 15 января 2019

Просмотров: 4899

Коментариев: 0

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

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

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

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

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

Подготовительный этап

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

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

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

Очень важно, чтобы укладка и вязка арматуры была произведена правильно

Инструменты и приспособления

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

Выбор арматуры

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

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Можно применять арматуру, отличительными особенностями которой является:

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

Целесообразность усиления основания

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

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

В угловые части дополнительно нужно установить вертикальные металлические стержни

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

Особенности

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

Армирование угла и примыкания ленточного фундамента

При сборке пространственной конструкции соблюдайте следующую очередность операций:

Сгибание арматуры правильно производить под прямым углом

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

Армирование тупого угла фундамента

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

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Усиление углов

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

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

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

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

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

Производя работы, обратите внимание на следующие моменты:

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

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

Выбор толщины армирующих прутьев во многом зависит от распределения нагрузок

Армирование оснований производят в различных вариантах:

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

Фиксация арматуры

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

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

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

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

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

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

Правильное армирование углов ленточного фундамента

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

Рис.1. Нагрузки на угол фундамента.

Содержание статьи

Правила армирования углов

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

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

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

Схемы армирования углов

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

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

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

Схема внахлёст (лапки)

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

Рис. 2. Схема армирования угла внахлёст.

Хомут Г-образной формы

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

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

Хомут П-образной формы

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

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

Тупой угол

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

Рис. 8. Схема армирование тупого угла.

Армирование примыканий

Соединение внахлёст

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

Рис.5. Схема армирования примыкания внахлёст.

Хомут Г-образной формы

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

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

Хомут П-образной формы

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

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

Рекомендуем: Пример расчета диаметра арматуры для ленточного фундамента.

Типичные ошибки

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

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

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

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

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

Рис. 9. Частая ошибка при армировании углов

Применение гнутой продольной арматуры для армирования угловых соединений и примыканий

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

Рис. 10. Ещё один пример неправильного армирования углов

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

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

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

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

Хорошая реклама

Читайте также

Правильное армирование углов фундамента – залог крепкого основания

Как известно основой любого дома является фундамент и очень важно уделить ему достаточно внимания, иначе это может привести в будущем к деформации или полному разрушению здания. Безусловно, у человека, который занимается строительством, не возникает проблем с возведением фундамента, однако человеку далекому от этого, сделать качественное основание сложно. В большинстве случаев не опытные строители мало уделяют внимание армированию фундамента и это не правильно. Армирование является важным моментом, в особенности армирование углов фундамента в ленточном основании. Выполнять его нужно по всем стандартам и правилам, иначе это может быть чревато негативными последствиями.

Причины, по которым необходимо армировать фундамент

Пожалуй, каждый из нас знает, что бетон по своим характеристикам очень прочный материал, однако используя его для основания дома необходимо четко понимать, что на него будет воздействовать большая нагрузка. В случае отсутствия арматурного каркаса в фундаменте при нагрузках, действующих на разрыв, бетон становиться достаточно хрупким и в нем возникают трещины. Именно по этой причине необходимо выполнять армирование, поскольку металлический каркас будет компенсировать прочность фундамента.

Второй причиной, по которой необходимо делать армирование, является то, что углы фундамента подвергаются еще большим нагрузкам, нежели продольная часть, и, выполнив правильное армирование, можно быть уверенным практически на 100 % в высокой прочности и долговечности всего фундамента в целом. Следует также отметить, что даже небольшой домик, пристройка или какое-либо сооружение, которое стоит на фундаменте без металлического каркаса, может вызвать деформацию основания через некоторое время после строительства за счет нагрузки самого строения и воздействия почвы на фундамент.

Важные правила армирования

При возведении фундамента важно соблюдать не только схему основания, но также учитывать некоторые важные моменты:

Какую арматуру лучше всего использовать для армирования?

Ни одно армирование не проходит без арматуры, но чтобы металлический каркас получился прочным и качественным, необходимо не только соблюдать правила армирования, но и правильно подойти к выбору арматуры, в особенности, если фундамент выполняется своими руками. Так при выборе арматуры нужно обратить внимание на обозначения:

В случае если выбранная арматура не содержит ни одного из этих показателей, то от ее использования лучше отказаться, поскольку она не подходит для фундамента и не будет залогом качественного основания.

Схемы правильного армирования углов ленточного фундамента

Прежде всего, перед началом армирования, нужно разобраться, как правильно его нужно выполнять и какие схемы и способы обвязки углов существуют.

Для начала разберем, какие ошибки могут возникать при попытке сделать прочными углы фундамента:

На схеме можно увидеть самые популярные неправильные схемы, которые не позволяют нормально произвести усиление фундамента:

Теперь рассмотрим схемы правильного армирования углов ленточного фундамента. Их существует несколько:

  1. Армирование угла с анкеровкой Г-образными элементами.
  2. Армирование тупого угла.
  3. Армирование угла и примыканий с помощью П-образных хомутов..
  4. Армирование угла и примыканий с помощью Г-образных хомутов.

Какой тип выбрать зависит уже непосредственно от возможностей и необходимого усиления.

Инструкция по армированию углов

Первым делом необходимо определиться со схемой армирования. Самым простым и наиболее распространенным видом армирования углов ленточного фундамента является использование Г-образных элементов.

Итак, для того чтобы усилить фундамент при помощи арматуры необходимо придерживаться следующей последовательности:

Когда весь арматурный каркас выполнен, можно приступать к формированию опалубки и заливке фундамента.

Полезные советы при армировании основания

Специалисты рекомендуют при выполнении армировании, как углов, так и всего основания придерживаться следующих правил:

Напоследок нужно отметить, что в случае если вы не являетесь специалистом в области возведения фундамента, рекомендуется заранее сделать схему армирования углов и всего основания фундамента. Если все будет верно подобрано и сделаны схемы, то во время выполнения строительных работ у вас не возникнет проблем, и вы сможете сэкономить не только время на выполнение работ, но и деньги, поскольку неправильно выполненная работа, в особенности армирование углов, может привести к негативным последствиям, таким как деформация или полное разрушение фундамента.

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

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

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

Содержание статьи

Схема армирования

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

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

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

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

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

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

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

Какая арматура нужна

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

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

Классы арматуры и ее диаметры

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

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

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

Определение толщины арматуры

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

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

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

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

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

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

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

Шаг установки

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

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

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

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

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

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

Армирование углов

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

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

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

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

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

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

Армирование подошвы ленточного фундамента

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

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

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

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

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

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

Сколько нужно прутка

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

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

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

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

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

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

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

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

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

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

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

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

Объяснение обучения с подкреплением: обзор, сравнения и приложения в бизнесе

Время чтения: 11 минут

Представьте, что вы выполняете задание в компьютерной игре. Может быть, вы проходите через военный склад, чтобы найти секретное оружие. Вы получаете очки за правильные действия (убийство врага) и теряете их за неправильные (падение в яму или получение удара). Если вы играете на высоком уровне сложности, вы можете не выполнить это задание за одну попытку.Пытаясь за попыткой, вы узнаете, какие последовательные действия необходимы, чтобы выбраться из локации в безопасности, вооружиться и получить бонусы, такие как дополнительные очки здоровья или небольшие артефакты в сумке. Каждый раз, когда вы бросаете себе вызов и соревнуетесь с другими игроками в виртуальном мире, вы действуете как агент обучения с подкреплением.

В этой статье мы поговорим об основных принципах обучения с подкреплением и обсудим, как отрасли могут получить выгоду от его внедрения.

Что такое обучение с подкреплением?

Обучение с подкреплением (RL) - это метод машинного обучения, который фокусируется на обучении алгоритма методом проб и ошибок.Алгоритм ( агент ) оценивает текущую ситуацию ( состояние ), выполняет действие и получает обратную связь ( вознаграждение ) от среды после каждого действия. Положительный отзыв - это награда (в обычном для нас смысле), а отрицательный - наказание за ошибку.

Как работает обучение с подкреплением. Источник: Sutton, R. S. и Barto, A. G. Введение в обучение с подкреплением

Алгоритм

RL учится действовать наилучшим образом, преодолевая множество попыток и неудач.Обучение методом проб и ошибок связано с так называемым долгосрочным вознаграждением. Эта награда - конечная цель, которой овладевает агент, взаимодействуя с окружающей средой посредством многочисленных проб и ошибок. Алгоритм получает краткосрочные вознаграждения, которые в совокупности приводят к накопительному долгосрочному вознаграждению.

Итак, ключевая цель обучения с подкреплением, используемого сегодня, состоит в том, чтобы определить наилучшую последовательность решений, которые позволяют агенту решить проблему, при этом максимизируя долгосрочное вознаграждение. И этот набор последовательных действий усваивается через взаимодействие с окружающей средой и наблюдение за вознаграждениями в каждом состоянии.

Разница между обучением с подкреплением, обучением с учителем и обучением без учителя

Обучение с подкреплением отличается от других стилей обучения, включая обучение с учителем и обучение без учителя, своей целью и, следовательно, подходом к обучению.

Сравнение трех стилей обучения ML. Источник: Аналитика Видхья

Обучение с подкреплением и обучение с учителем. При обучении с учителем агент «знает», какую задачу выполнить и какой набор действий является правильным.Специалисты по данным обучают агента на исторических данных с целевыми переменными (желаемые ответы с прогнозным анализом) AKA , помеченные данными . Агент получает прямую обратную связь. В результате обучения агент может прогнозировать, будут ли целевые переменные в новых данных или нет. Обучение с учителем позволяет решать задачи классификации и регрессии.

Обучение с подкреплением не опирается на размеченные наборы данных: агенту не сообщается, какие действия следует предпринять или оптимальный способ выполнения задачи.RL использует вознаграждения и штрафы вместо ярлыков, связанных с каждым решением в наборах данных, чтобы сигнализировать, хорошее или плохое предпринятое действие. Таким образом, агент получает обратную связь только после выполнения задачи. Вот как обратная связь с задержкой по времени и метод проб и ошибок принцип отличают обучение с подкреплением от обучения с учителем.

Поскольку одна из целей RL - найти набор последовательных действий, которые максимизируют вознаграждение, последовательное принятие решений является еще одним существенным различием между этими стилями обучения алгоритмов.Решение каждого агента может повлиять на его дальнейшие действия.

Обучение с подкреплением и обучение без учителя. При обучении без учителя алгоритм анализирует немаркированные данные, чтобы найти скрытые взаимосвязи между точками данных и структурировать их по сходству или различию. RL стремится определить лучшую модель действий, чтобы получить наибольшее долгосрочное вознаграждение, отличая ее от обучения без учителя с точки зрения ключевой цели.

Подкрепление и глубокое обучение. Большинство реализаций обучения с подкреплением используют модели глубокого обучения. Они предполагают использование глубоких нейронных сетей в качестве основного метода обучения агентов. В отличие от других методов машинного обучения, глубокое обучение лучше всего подходит для распознавания сложных закономерностей в изображениях, звуках и текстах. Кроме того, нейронные сети позволяют специалистам по обработке данных объединить все процессы в единую модель, не разбивая архитектуру агента на несколько модулей.

Примеры использования обучения с подкреплением

Обучение с подкреплением применимо во многих отраслях, включая интернет-рекламу и электронную коммерцию, финансы, робототехнику и производство.Давайте подробнее рассмотрим эти варианты использования.

Персонализация

Рекомендация новостей. Машинное обучение позволило предприятиям масштабно персонализировать взаимодействие с клиентами за счет анализа данных об их предпочтениях, предыстории и моделях поведения в Интернете.

Однако рекомендовать такой тип контента, как онлайн-новости, по-прежнему сложно. Новостные статьи динамичны по своей природе и быстро теряют актуальность. Также меняются предпочтения пользователей по темам.

Авторы исследовательской работы DRN: Концепция глубокого обучения с подкреплением для новостей Рекомендация обсуждает три основные проблемы, связанные с методами рекомендации новостей. Во-первых, эти методы пытаются смоделировать только текущее (краткосрочное) вознаграждение (например, рейтинг кликов, который показывает соотношение посетителей страницы / рекламы / электронной почты, которые нажимают на ссылку). Вторая проблема заключается в том, что текущие методы рекомендаций обычно учитывают метки или рейтинги кликов / не кликов в качестве отзывов пользователей. И в-третьих, эти методы обычно продолжают предлагать читателям похожие новости, чтобы пользователям было скучно.

Исследователи использовали структуру рекомендаций на основе Deep Q-Learning, которая рассматривает текущее вознаграждение и будущее вознаграждение одновременно в дополнение к возврату пользователя в качестве обратной связи, а не данных о кликах.

Персонализация игр . Компании Gaming также присоединились к партии персонализации. В самом деле, почему бы не адаптировать игровой процесс (правила и контент) с учетом уровня навыков, стиля игры или предпочитаемого игрового процесса отдельного игрока? Персонализация игрового процесса осуществляется посредством моделирования игроков с целью увеличения их удовольствия.Модель игрока - это абстрактное описание игрока, основанное на его поведении в игре.

Компоненты игры, которые можно адаптировать, включают пространство, миссию, персонажа, повествование, музыку и звук, игровую механику, масштабирование сложности и подбор игроков (в многопользовательских играх).

RL можно использовать для оптимизации игрового процесса в реальном времени. В Обучение с подкреплением для персонализации игр на периферийных устройствах исследователи демонстрируют возможности этого метода машинного обучения на примере Pong, аркадной игры прошлого века.

Unity предоставляет набор инструментов машинного обучения для исследователей и разработчиков, который позволяет обучать интеллектуальных агентов с помощью обучения с подкреплением и «эволюционных методов с помощью простого API Python».

Стоит отметить, что мы не нашли применения агентов RL в продакшене.

Электронная коммерция и реклама в Интернете

Специалисты экспериментируют с алгоритмами обучения с подкреплением, чтобы решить проблему распределения показов на сайтах электронной коммерции, таких как eBay, Taobao и Amazon.Показы - это количество раз, когда посетитель видит какой-либо элемент веб-страницы, рекламу или ссылку на продукт с описанием. Показы часто используются для расчета, сколько рекламодатель должен заплатить, чтобы показать свое сообщение на веб-сайте. Каждый раз, когда пользователь загружает страницу и всплывает объявление, он засчитывается как один показ.

Эти платформы нацелены на получение максимального общего дохода от транзакций, поэтому они должны использовать алгоритмы, которые будут распределять показы покупателя (показывать запросы покупателей на товары) наиболее подходящим потенциальным продавцам.

Большинство платформ используют такие методы рекомендаций, как совместная фильтрация или фильтрация на основе содержимого. Эти алгоритмы ранжируют продавцов, используя их «исторические оценки», которые основываются на истории транзакций продавцов с покупателями схожих характеристик. Продавцы экспериментируют с ценами, чтобы занять более высокие позиции в рейтинге, и эти алгоритмы не учитывают изменения в схемах ценообразования.

В качестве решения этой проблемы исследователи применили общую структуру конструкции механизма усиления .Фреймворк использует глубокое обучение с подкреплением для разработки эффективных алгоритмов, оценивающих поведение продавцов.

Интернет-магазины также могут проводить мошеннические транзакции, чтобы повысить свой рейтинг на платформах электронной коммерции и привлечь больше покупателей. А это, по мнению исследователей, снижает эффективность использования впечатлений покупателей и угрожает деловой среде. Тем не менее, можно улучшить механизм распределения показов платформы, одновременно увеличивая ее прибыль и минимизируя мошеннические действия с помощью обучения с подкреплением.

В статье о достижениях и тенденциях AI и DS мы обсудили еще один вариант использования RL - оптимизацию стратегии назначения ставок в реальном времени. Это позволяет компаниям динамически распределять бюджет рекламной кампании «по всем доступным показам на основе как ближайших, так и будущих вознаграждений». При назначении ставок в режиме реального времени рекламодатель делает ставку за показ, и его объявление отображается на платформе издателя, если он выигрывает аукцион.

Торговля в финансовой сфере

Финансовые учреждения используют системы на базе искусственного интеллекта для автоматизации торговых задач.Как правило, эти системы используют контролируемое обучение для прогнозирования цен на акции. Что они не могут сделать, так это решить, что делать в конкретной ситуации: покупать, продавать или удерживать. Трейдеры по-прежнему должны устанавливать бизнес-правила, основанные на следовании тренду, паттернах или противотрендам, чтобы управлять выбором системы. Поскольку аналитики могут определять закономерности и условия подтверждения по-разному, необходима последовательность.

Майкл Кернс, профессор компьютерных наук Пенсильванского университета, нанятый компанией Morgan Stanley, торгующей акциями, в июне 2018 года отметил, что модели RL позволяют делать прогнозы, которые учитывают результаты действий на рынке.Кроме того, трейдеры могут также узнать о наиболее подходящем времени для действий и / или оптимальном размере сделки.

IBM построила финансовую торговую систему на своей платформе Data Science Experience, которая использует обучение с подкреплением. «Модель вращается вокруг обучения на исторических данных о ценах на акции с использованием стохастических действий на каждом временном шаге, и мы вычисляем функцию вознаграждения на основе прибыли или убытка для каждой сделки», - сказала Айшвария Сринивасан из IBM. Разработчики используют активную окупаемость инвестиций для оценки производительности модели.Активная доходность - это разница между эталонной и фактической доходностью, выраженная в процентах.

Контролируемые конвейеры на основе обучения и обучения с подкреплением для торговли. Шаблон изображения: IBM Analytics / Машинное обучение изнутри на носителе

Специалисты также оценивают эффективность инвестиций по рыночному индексу, который отражает движение рынка в целом. «Наконец, мы сравниваем модель с простой стратегией Buy - & - Hold и с ARIMA-GARCH .Мы обнаружили, что модель имеет значительно усовершенствованную модерацию в соответствии с рыночными движениями и может даже улавливать модели «голова и плечи» , которые представляют собой нетривиальные тенденции, которые могут сигнализировать о разворотах на рынке », - добавил Сринивасан .

Обучение автономных транспортных средств

Обучение с подкреплением зарекомендовало себя как эффективный метод обучения сетей глубокого обучения, которые используются в автомобильных системах с автономным управлением. Британская компания Wayve утверждает, что первой разработала беспилотный автомобиль, работающий с помощью RL.

Специалисты Wayve обучают беспилотный автомобиль с обучением с подкреплением

Разработчики обычно пишут большой список правил от руки, чтобы указать автономным транспортным средствам, как управлять автомобилем. И это привело к медленным циклам разработки. Специалисты Wayve пошли по другому пути. Они потратили всего 15-20 минут на то, чтобы научить машину с нуля следовать по полосе движения методом проб и ошибок. Человек-водитель, который находился в автомобиле во время эксперимента, вмешался, когда алгоритм допустил ошибку, и машина сошла с пути.Алгоритм был вознагражден за дистанцию, пройденную без вмешательства. Таким образом, автомобиль научился в Интернете становиться лучше в безопасном вождении с каждым эпизодом исследования. Исследователи объясняют техническую сторону обучения в своем блоге.

Робототехника

Многочисленные задачи робототехники можно сформулировать как задачи обучения с подкреплением. Робот учится оптимальным последовательным действиям для выполнения задачи с максимальной совокупной наградой посредством исследования, получая обратную связь от окружающей среды.Разработчики не дают подробных инструкций по решению проблемы.

Авторы исследования RL в области робототехники отмечают, что обучение с подкреплением обеспечивает основу и ряд инструментов для проектирования сложных и сложных для разработки моделей поведения.

Специалисты Google Brain Team и компании X представили подход с масштабируемым обучением с подкреплением для решения проблемы тренировки навыков динамического манипулирования на основе зрения у роботов. Цель заключалась в том, чтобы научить роботов хватать различные объекты, в том числе невидимые во время тренировки.

Они объединили глубокое обучение и технику RL, чтобы позволить роботам постоянно учиться на собственном опыте и улучшать свои базовые сенсомоторные навыки. Специалистам не нужно было придумывать модели поведения самостоятельно: роботы автоматически учились выполнять эту задачу. Специалисты разработали алгоритм глубокого Q-обучения (QT-Opt), который использует данные, собранные во время прошлых тренировочных эпизодов (попыток захвата).

Семь роботов прошли обучение с более чем 1000 визуально и физически разнообразными объектами за 800 часов в течение четырех месяцев.Изображение камеры было проанализировано, чтобы предложить, как робот должен двигать рукой и захватом.

Роботы собирают данные о хватке. Источник: Google AI Blog

Новый подход привел к 96-процентному успеху попыток захвата в 700 тестовых захватах ранее невидимых объектов. Подход, основанный на контролируемом обучении, который специалисты использовали ранее, показал 78% успеха.

Также оказалось, что алгоритм достигает такой точности, требуя меньшего количества обучающих данных (хотя время обучения было больше).

Промышленная автоматизация

RL имеет потенциал для широкого использования в промышленных условиях для настройки машин и оборудования в дополнение к людям-операторам. Bonsai - один из стартапов, который предоставляет платформу глубокого обучения с подкреплением для создания автономных промышленных решений для управления и оптимизации работы систем.

Например, клиенты могут повысить энергоэффективность, сократить время простоя, увеличить срок службы оборудования и управлять транспортными средствами и роботами в режиме реального времени.Вы можете послушать подкаст O’Reilly Data Show, в котором генеральный директор и основатель Bonsai описывает различные возможные варианты использования RL для компаний и предприятий.

Google использует возможности обучения с подкреплением, чтобы стать более экологически чистыми. Исследовательская группа технологической компании DeepMind разработала и внедрила модели RL, которые помогли снизить энергопотребление для охлаждения центров обработки данных до 40 процентов и снизить общие накладные расходы на электроэнергию на 15 процентов.

Проблемы внедрения обучения с подкреплением в бизнесе

Применение RL для решения бизнес-задач может создавать серьезные проблемы.Это потому, что эта техника носит исследовательский характер. Агент собирает данные на ходу, поскольку нет ни помеченных, ни немаркированных данных, которые помогли бы ему достичь цели задачи. Принятые решения влияют на полученные данные. Вот почему агенту может потребоваться попробовать различные действия для получения новых данных.

Непредсказуемость окружающей среды. Алгоритм RL может работать исключительно при обучении в закрытых синтетических средах. В видеоиграх, например, условия, при которых агент повторяет процесс принятия решения, не меняются.В реальном мире дело обстоит иначе. Именно по этим причинам такие отрасли, как финансы, страхование или здравоохранение, дважды подумают, прежде чем вкладывать деньги в испытания систем на основе RL.

Отсроченная обратная связь. В реальных приложениях неясно, сколько времени потребуется для реализации результата конкретного решения. Например, если торговая система с искусственным интеллектом предсказывает, что инвестиции в некоторые активы (недвижимость) будут выгодными, нам придется подождать месяц, год или несколько лет, пока мы не выясним, была ли это хорошая идея.

Бесконечные горизонты времени. В RL цель номер один агента - получить максимально возможное вознаграждение. Поскольку мы не знаем, сколько времени или попыток потребуется, мы должны установить цель с бесконечным горизонтом. Например, если бы мы тестировали беспилотный автомобиль (который использует RL) для переключения полосы движения, мы не могли бы сказать, сколько раз он столкнется с другими транспортными средствами на дороге, пока он не сделает это правильно.

Определение точной функции вознаграждения. Специалисты по обработке данных могут столкнуться с трудностями при математическом выражении определения хорошего или плохого действия, вычисляя вознаграждение за действие.Совет состоит в том, чтобы думать о функциях вознаграждения с точки зрения текущих состояний, позволяя агенту знать, поможет ли действие, которое он собирается предпринять, приблизиться к конечной цели. Например, если необходимо научить беспилотный автомобиль повернуть направо, не задевая забор, размеры функций вознаграждения будут зависеть от расстояния между автомобилем и забором и начала рулевого управления.

Проблемы с данными и риски разведки. RL требует даже больше данных, чем контролируемое обучение. «Очень сложно получить достаточно данных для алгоритмов обучения с подкреплением. Еще предстоит проделать большую работу, чтобы применить это на практике », - сказал компьютерный ученый и предприниматель Эндрю Нг во время своего выступления на конференции по искусственному интеллекту в Сан-Франциско в 2017 году. Только представьте, какой хаос может вызвать система беспилотного автомобиля, если она был протестирован исключительно на улице: он может ударить соседние машины, пешеходов или врезаться в ограждение. Таким образом, тестирование устройств или систем, использующих RL, в реальной среде может быть трудным, финансово нерациональным и опасным.Одно из решений - протестировать его на синтетических данных (трехмерные среды) с учетом всех возможных переменных, которые могут повлиять на решение агента в каждой ситуации или на каждом временном шаге (пешеходы, тип и качество дороги, погодные условия и т. Д.).

Заключение

Несмотря на трудности обучения, обучение с подкреплением находит способ эффективно использоваться в реальных бизнес-сценариях. Как правило, RL полезен, когда требуется поиск оптимальных решений в постоянно меняющейся среде.

Обучение с подкреплением используется для автоматизации операций, контроля и обслуживания машин и оборудования, оптимизации энергопотребления. Финансовая отрасль также признала возможности обучения с подкреплением для работы систем обучения на основе ИИ. Хотя обучение роботов методом проб и ошибок занимает много времени, оно позволяет роботам лучше оценивать реальные ситуации, использовать свои навыки для выполнения задач или надлежащего реагирования на неожиданные последствия. Кроме того, RL предоставляет возможности для игроков электронной коммерции с точки зрения оптимизации доходов, предотвращения мошенничества и повышения качества обслуживания клиентов за счет персонализации.

Фото Франческо Унгаро из Pexels

.

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

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

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

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

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

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

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

Проблема RL может быть лучше всего объяснена с помощью игр.Давайте возьмем игру PacMan , где цель агента (PacMan) состоит в том, чтобы съесть 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 исследования новых состояний, одновременно максимизируя свое общее вознаграждение.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, Backgammon и т. Д.
  2. В робототехнике и промышленной автоматизации RL используется, чтобы позволить роботу создать для себя эффективную адаптивную систему управления, которая учится на собственном опыте и поведении.Работа DeepMind над Deep Reinforcement Learning for Robotic Manipulation with Asynchronous Policy updates является хорошим примером того же. Посмотрите это интересное демонстрационное видео.

Другие приложения RL включают механизмы резюмирования абстрактного текста, диалоговые агенты (текст, речь), которые могут учиться на взаимодействии с пользователем и улучшаться со временем, изучая оптимальные стратегии лечения в здравоохранении, и основанные на RL агенты для онлайн-торговли акциями.

Для понимания основных концепций RL можно обратиться к следующим ресурсам.

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

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

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

Выбор армирования швов - СТР

Фото любезно предоставлено Neumann / Smith Architecture

Дэном Цехмайстером, PE, FASTM и Джеффом Снайдером, MBA
Во время все более сложных систем ограждающих конструкций каменная промышленность стремится заново открыть для себя упрощенные принципы, которые сделали ее частый выбор материала на протяжении всей истории. Одним из них является принцип «меньше - значит больше», который справедлив, когда дело доходит до выбора проволочной арматуры для стеновых систем из каменной кладки.

Стандартный калибр 9 (MW11), лестничная проволока, изготовленная из сваренных встык поперечных стержней, расположенных на расстоянии 406 мм (16 дюймов) по центру (oc), лучше облегчает конструктивно необходимую установку арматуры, растекание и уплотнение раствора, а также усадку контроль для бетонных стен. Чтобы понять, почему, важно знать историю и рациональную основу армирования горизонтальных швов.

Согласно данным Национальной ассоциации бетонных кладок (NCMA) TEK 12-2B (2005), Армирование швов для бетонной кладки , армирование швов CMU было «изначально задумано в первую очередь для контроля растрескивания стен, связанного с горизонтальной термической усадкой или расширением под действием влаги, а также альтернатива кладки коллекторов при связывании кладочных лент вместе.Далее в примечании TEK говорится, что «также увеличивает сопротивление стены горизонтальному изгибу, но это не широко признается модельными строительными нормами для структурных целей».

Самым значительным изменением конструкции одинарных и многослойных кирпичных стен с тех пор, как армирование проволокой стало нормой в 1960-х годах, стал переход на вертикальную и горизонтальную стальную арматуру (арматуру) в CMU в 1990-х годах. Это охватило все неармированные рынки Северной Америки, а не только сейсмические зоны.

Согласно Таблице 2 в NCMA TEK 10-3 (2003), Контрольные стыки для бетонных стен - альтернативный инженерный метод («Максимальный интервал горизонтальной арматуры для соответствия критериям> 0.0007 An ”), для стен без заделки или частично залитых раствором, расстояние между проводами по вертикали составляет 406 мм (16 дюймов) oc для блока CMU 203 и 305 мм (8 и 12 дюймов). Кроме того, в таблице 2 указано, что расстояние 406 мм (16 дюймов) применяется к проводу 9-го калибра (MW11) с двумя проводами (по одному проводу на каждую лицевую оболочку блока). Стена CMU без часто расположенных вертикальных арматурных стержней и соответствующих связующих балок с арматурными стержнями, заключенными в раствор, встречается редко.

Проволока в форме лестницы обеспечивает необходимое центрирование арматуры. Изображения любезно предоставлены Джоном Маниатисом Проволока в форме фермы мешает центрированию арматуры в соответствии с требованиями кода.

Ферма против лестницы
Горизонтальное усиление стыков претерпело значительные изменения за десятилетия. Изначально форма фермы была нормой для стен из неармированной каменной кладки. Как следует из NCMA TEK 12-2B, форма фермы обеспечивала некоторую устойчивость к перекрытию стен в горизонтальном направлении из-за трех проводов - двух продольных и одной диагональной. Однако, поскольку большинство каменных стен в настоящее время, как правило, рассчитаны на перекрытие в вертикальном направлении, стальная арматура и раствор размещаются вертикально.

Размещение арматуры
Когда инженеры-строители проектируют армированную кладку, они обычно требуют, чтобы вертикальный стержень был размещен в центре ячеек блока. В статьях 3.4 B.11.a и b, Требования и спецификация строительных норм и правил для строительных норм , Комитета по стандартизации каменной кладки 2013 года,
требует, чтобы допуск на размещение вертикальной арматуры составлял ± 12,7 мм (½ дюйма) в поперечнике. ширину блока и ± 50,8 мм (2 дюйма) по длине блока, измеренной от центра ячейки блока.

Форма имеет значение
Проволока лестничной формы имеет перпендикулярные поперечные стержни, приваренные встык под углом 406 мм (16 дюймов) к продольной проволоке. Он размещается поперечными стержнями по центру непосредственно над стенками блока (рис. 1). Размещение лестничного троса таким образом устраняет препятствия, вызванные диагональными поперечными стержнями, общими с формой фермы, особенно если блочные ячейки спроектированы так, чтобы содержать вертикальные стержни (Рисунок 2).

Поток раствора
Еще одно преимущество лестничной проволоки проявляется при укладке и уплотнении раствора.Отсутствие диагональных (анкерных) поперечин улучшает растекание и уплотнение раствора. В соответствии со статьями 3.43 B.4.d код MSJC обычно требует размещения блока CMU (, т. Е. полых блоков) таким образом, чтобы вертикальные ячейки, подлежащие заливке, были выровнены. Это обеспечивает беспрепятственный путь для потока раствора. Согласно NCMA TEK 12-2B: «Поскольку диагональные поперечные проволоки могут мешать укладке вертикальной арматурной стали и цементного раствора, армирование швов ферменного типа не должно использоваться в армированных или залитых раствором стенах.”

Контроль усадки
Проволока в форме лестницы, размещенная с поперечными стержнями, центрированными непосредственно над стенками блоков, имеет еще одно отличительное преимущество. Он размещает сварные встык Т-образные пересечения каждой продольной проволоки с поперечными стержнями непосредственно над Т-образными пересечениями, где торцевые поверхности блоков встречаются с каждой стенкой. При укладке по схеме непрерывного склеивания двухъячеечные блоки укладываются только под засыпку из облицовочного раствора. Перекрытия блоков засыпаны строительным раствором только рядом с вертикально армированными ячейками.

Подложка из облицовочного раствора будет выдавливаться на перемычках при сжатии во время укладки блока, полностью закрывая Т-образные пересечения проволоки, связывая проволоку с бетонной кладкой (Рисунок 3). Следовательно, конечный результат должен заключаться в улучшенном контроле трещин от усадки.

Проволока в форме лестницы улучшает контроль усадки. Прочная проволока диаметром 4,8 мм (3/16 дюйма) не оставляет места для покрытия раствором.

Стандартный калибр 9 против усиленного 3/16
Помимо формы ( i.е. фермы или лестницы), толщина проволоки важна в процессе укладки. Чаще всего указанная толщина шва составляет 9,5 мм (3/8 дюйма). Наибольший диаметр проволоки, разрешенный Разделом 6.1.2.3 MSJC Code , будет составлять половину толщины шва раствора - 4,8 мм (3/16 дюйма). Существуют веские причины, по которым использование провода 9-го калибра (, т.е. 3,8 мм [0,148 дюйма) более целесообразно, чем использование провода большего диаметра для тяжелых условий эксплуатации (, т.е. 4,8 мм [3/16 дюйма]) .

Допуски на укладку
Допуск MSJC Code на укладку толщины стыка слоя раствора составляет ± 3.2 мм (1/8 дюйма), как указано в Статье 3.3 F. 1. b. Следовательно, указанный шов из раствора толщиной 9,5 мм (3/8 дюйма) может иметь толщину от 12,7 до 6,4 мм (от ½ до ¼ дюйма). При толщине шва из строительного раствора от до 3/8 дюйма, с использованием сверхпрочных 3/16 дюйма. проволока с покрытием, нанесенным методом горячего цинкования (согласно MSJC Code , раздел 6.1.4.2), оставит недостаточно места для покрытия из раствора, чтобы изолировать проволоку (рисунок 4). Буквально, блок можно было поставить прямо на провод ( т.е. блок на проводе на блоке).

В статье в выпуске журнала Masonry Construction за январь 1995 г. «Выбор правильного армирования швов для работы» автор Марио Дж. Катани утверждает:

Одной из веских причин использовать арматуру 9-го калибра является удобство и конструктивность. В то время как код позволяет армированию швов иметь диаметр, составляющий половину ширины шва раствора, допуски, разрешенные для узлов, соединений и самой проволоки, могут препятствовать размещению арматуры большого диаметра.Используйте его только тогда, когда другого выбора нет.

Формовка углов
Существуют некоторые споры относительно преимуществ заказа заводских сборных внутренних и внешних углов по сравнению с их формованием на месте. Поскольку код MSJC Code не различает достоинств ни одного из методов (и, действительно, почти не распознает их), необходима некоторая интерпретация.

Стандарт для притертой проволочной арматуры в любом месте всегда один и тот же - требуется 152 мм (6 дюймов).) как минимум при притирке прямых участков длиной 3,1 м (10 футов) друг к другу или там, где прямой участок пересекает угол (согласно статье 3.4 B.10.b). Это требование также может применяться к углам полевой формы. Внутреннюю продольную проволоку можно разрезать и согнуть, образуя угол в 90 градусов с минимальным перекрытием 152 мм (6 дюймов) параллельно недавно сформированной внутренней продольной проволоке (Рисунок 5).

Углы заводской сборки могут показаться естественным выбором, но это может потребовать дополнительных затрат времени и средств для любого размера или конфигурации, кроме стандартных (8 или 12 дюймов.) двухпроводная арматура. Это особенно актуально для регулируемых крючков и проушин, изготовленных по индивидуальному заказу.

Углы полевой формы имеют много преимуществ. Они соответствуют всем требованиям MSJC Code и легко поддаются формовке, чтобы соответствовать любым угловым условиям. Каждая ножка может быть сформирована по размеру, а также притерта в каждом направлении от угла, что сводит к минимуму расточительные остатки с отрезков длиной 3,1 м, которые в противном случае были бы отправлены на свалку. Формованные на месте углы сокращают время выполнения заказа, стоят меньше на линейный фут, чем детали, изготовленные на заводе, и занимают всего минуту, чтобы вырезать и сформировать, чтобы соответствовать на рабочем месте.

Здесь показана простая трехэтапная последовательность для формирования углов. Сетчатые стяжки, утвержденные Кодексом , безопасны, экономичны и легко доступны. Изображение предоставлено Мэттом Фаулером

Пересекающиеся стены
Код MSJC допускает сборные Т-образные горизонтальные участки арматуры из проволоки там, где внутренняя ненесущая кирпичная стена пересекает другую для боковой поддержки.Однако это может быть не лучший выбор. Такие Т-образные профили обычно закладываются на 406 мм (16 дюймов) по центру во время строительства в продольной стене, оставляя выступающую ножку Т-образного профиля, выступающую примерно на 609 мм (24 дюйма) до тех пор, пока пересекающаяся стена не станет построен.

Многие каменщики согласятся, что оголенные участки провода могут быть опасными на месте, особенно на высоте глаз. К счастью, MSJC Code также допускает использование оцинкованной аппаратной ткани с сеткой 6,3 мм (1/4 дюйма) для внутренних ненесущих интересных стен (рис. 6).Кроме того, код MSJC позволяет использовать анкеры Z-образной планки для стен, которые пересекаются там, где требуется передача сдвига. Выступающие Z-образные ремни имеют те же проблемы безопасности, что и открытые Т-образные секции. Их нужно использовать только там, где инженер-строитель указывает на передачу сдвига. Когда это применимо, сетчатые стяжки обычно являются лучшим выбором. Они легко доступны, просты и экономичны в установке, и их можно безопасно сгибать, пока пересекающаяся стена не достигнет их высоты.

Варианты отделки
Двумя наиболее распространенными видами отделки для армирования проволоки являются прокатное цинкование и горячее цинкование.Первая категория разрешена кодексом MSJC для большинства внутренних помещений, не контактирующих с влагой или высокой влажностью. Эти стандартные гальванизированные покрытия производятся путем электро-гальванизации - процесса, при котором слой цинка связывается со сталью, когда электрический ток пропускается через солевой / цинковый раствор с цинковым анодом и стальным проводником. Этот процесс выполняется, когда проволока находится в необработанном состоянии, перед ее изготовлением (, т.е. , разрезанным и сваренным для придания формы) арматуры.

В этом руководстве описывается выбор арматуры стыков. Изображение предоставлено Masonry Institute of Michigan Горячее цинкование требуется для всех наружных работ, а также любых внутренних стен, подверженных воздействию влаги или высокой влажности. Это процесс нанесения на сталь толстого слоя путем погружения ее в ванну с расплавленным цинком. Этот процесс выполняется после изготовления проволоки для формирования арматуры.

Множество преимуществ
К сожалению, не все, кто проектирует или задает арматуру проволоки, успевают за переходом на армированные CMU.Есть много мест в стране, где все еще используются устаревшая форма фермы и / или сверхпрочная проволока. На рис. 7 показаны преимущества и недостатки профилей лестниц и ферм, а также стандартной арматуры 9 калибра по сравнению с усиленной проволокой.

Кроме того, проволока в форме лестницы с поперечными и поперечными стержнями 9-го калибра имеет другие преимущества, включая более низкие затраты на производство, упаковку и транспортировку. Более легкий вес связки снижает риск травм спины при обращении с ними на рабочем месте.Конфигурация лестницы также упрощает установку проводов, арматуры и раствора, что, в свою очередь, увеличивает производительность каменщика.

Спецификация
Ниже и на Рисунке 8 приведен пример рекомендуемой формулировки для усиления горизонтальных швов в одинарных и многослойных кирпичных стенах:

ЧАСТЬ 2 ПРОДУКТЫ
2.1 Армирование кладки
A. Армирование швов, общее: ASTM A 961
1. Внутренние стены: оцинкованные, ASTM A 641 (0,10 унций на квадратный фут), углеродистая сталь.
2. Наружные стены: горячеоцинкованная углеродистая сталь ASTM A 153, класс B-2 (1,50 унции на квадратный фут).
3. Внутренние стены, подверженные воздействию высокой влажности: горячее цинкование, углеродистая сталь ASTM A 153, класс B-2 (1,50 унции на квадратный фут)).
4. Размер проволоки и боковые стержни: диаметр W1,7 или 0,148 дюйма (калибр 9).
5. Размер проволоки и поперечные стержни: диаметр W1,7 или 0,148 дюйма (калибр 9).
6. Размер проволоки для шпоновых стяжек: W2,8 или 0,1875 дюйма в диаметре (3/16 дюйма).
7. Расстояние между поперечными стержнями: 16 дюймов по центру
8.Обеспечьте длину 10 футов.

Проволока в форме лестницы, минимальный требуемый код нахлеста и варианты регулируемой проушины для стыковой сварки показаны здесь. Изображение любезно предоставлено Джоном Маниатисом

Заключение
Чтобы контролировать возможное растрескивание в результате усадки в бетонной кирпичной стене, необходимо правильное размещение контрольных швов (CJ), а также размещение горизонтального армирования швов. Армирование горизонтальных швов в стене CMU не предотвращает растрескивание, а контролирует его. Без этого в бетонной кладке стены могут быть видны усадочные трещины, размер которых может проникнуть сама Мать-природа.

При армировании стыков в виде лестницы 9-го калибра в бетонной стене из кирпича продольная проволока будет растягиваться по мере усадки бетонной кладки. Следовательно, случайные микроскопические трещины не должны быть заметны и будут менее уязвимы для элементов. Использование проволоки в форме фермы не соответствует нормам и может негативно повлиять на целостность железобетонной кирпичной стены.

Когда дело доходит до армирования кирпичной кладки, старая поговорка «меньше значит больше» не может быть более верной.Проволока в форме лестницы, изготовленная из отрезков длиной 3,1 м (10 футов) с непрерывными боковыми стержнями 9-го калибра и приваренными встык поперечными стержнями 9-го калибра, расположенными на расстоянии 406 мм (16 дюймов), является идеальным выбором. для высокоэффективных и экономичных стенных систем CMU.

Дэн Зехмайстер, ЧП, FASTM, был исполнительным директором и директором по структурным услугам в Мичиганском институте масонства (MIM) с 1986 года. Он является активным членом ASTM и в 2012 году получил его International Award of Merit. Зехмайстер также является членом правления Американского института архитекторов (AIA) Совета по ограждению зданий Большого Детройта.С ним можно связаться по адресу [email protected]

Джефф Снайдер, магистр делового администрирования, является президентом Masonpro Inc., поставщика специальных принадлежностей для подрядчиков каменщиков. Он имеет обширный опыт работы на местах, в том числе руководил проектами для каменщиков в Техасе и Нью-Мексико. Снайдер является доверенным лицом MIM и входит в его комитет по проектированию общих стен. С ним можно связаться по адресу [email protected]

.

Нормы арматуры

Стандарты, относящиеся к армированию и предварительному напряжению бетона:

EN 10138 - Предварительно напряженная сталь

Стали предварительного напряжения в четырех частях:

Эти детали в настоящее время находятся в разработке.

EN 10080: Сталь для армирования бетона, сварная, ребристая арматурная сталь

.

BS EN 10080: 2005

Свариваемая сталь для армирования бетона стала предметом европейского стандарта BS EN 10080. Этот стандарт много лет ходил вперед и назад в поисках прагматичного соглашения между европейцами о том, как стандартизировать арматуру. Другими словами, потребовалось много времени, чтобы перейти от обязательного стандарта (тот, который Европейская комиссия попросила CEN подготовить) к гармонизированному стандарту.В 2008 году его пришлось отменить как гармонизированный стандарт, поскольку не были соблюдены законодательные требования некоторых стран в отношении дополнительных свойств арматуры. Однако он был внедрен в Великобритании в конце 2005 года, и его последующая отмена не повлияла на BS 4449 и т. Д.

BS EN 10080: 2005 не дает фактических спецификаций или цифр; это оставлено на усмотрение национальных стандартов.

Требует, чтобы технические классы определялись значениями:

Он содержит информативное приложение ZA, в котором описывается, как стандарт может быть использован для целей маркировки CE. Обратите внимание, что знак CE - это , а не как знак качества. Он просто идентифицирует продукт как соответствующий основному требованию, установленному Европейской Комиссией в ее «полномочиях» перед CEN. Маркировка CE не является требованием стандарта BS 4449: 2005, и усиление не может иметь маркировку CE, поскольку гармонизированный стандарт был отменен.

BS EN ISO 17660: Сварка арматурной стали

Этот стандарт состоит из двух частей:

BS 4449: 2005 Сталь для армирования бетона Свариваемая арматурная сталь, стержень, рулон и размотанный продукт

Это была полная редакция стандарта, определяющая три класса арматуры, соответствующие ныне отмененному стандарту BS EN 10080: B500A, B500B и B500C. Характеристический предел текучести установлен на уровне 500 МПа, а свойства при растяжении и пластичность трех марок описаны в таблице 1.

Характерные свойства при растяжении

Марка

Предел текучести

R e

МПа

Соотношение предел прочности / предел текучести

R м / R e

Полное удлинение при максимальном усилии, A gt

%

B500A

500

1.05 a

2,5 б

B500B

500

1.08

5,0

B500C

500

1.15, <1,35

7,5

a R м / R c характеристика составляет 1,02 для размеров менее 8 мм

b A gt характеристика составляет 1,0% для размеров менее 8 мм

Указанные значения R c характерны для p = 0,95

Указанные значения R m / R c и A gt характерны для p = 0.90

Рассчитайте значения R м и R c , используя номинальную площадь поперечного сечения

Абсолютно допустимое значение предела текучести 650 МПа.

Три марки соответствуют трем рекомендуемым классам пластичности в BS 1992-1-1: 2004 (Еврокод 2). Следует отметить, что арматурная сталь диаметром менее 8 мм по BS 4449 не соответствует BS EN 1992-1-1 в отношении пластичности.Это не единственный случай, когда в стандарте BS 4449: 2005 пришлось учитывать требования стандарта BS EN 1992-1-1. Например, Еврокод 2 ограничивается ребристой арматурой с прочностью от 400 до 600 МПа. Следовательно, простой круглый пруток марки 250 был исключен из BS 4449 (его использование в конструкциях в любом случае сильно сократилось: он, как правило, дороже и больше нет преимущества в радиусе изгиба звеньев и т. Д.).

BS 4449: 2005 использует термин «стержень» для ребристой арматурной стали.Термины «пруток» и «проволока» следует ограничивать описанием арматурной стали в рулонах или проволоки в железобетонных изделиях.

BS 4482: 2005 Проволока стальная для армирования бетонных изделий. ТУ

.

Этот стандарт включает гладкую, рифленую и рифленую проволоку, свернутую или свернутую в бухту. Был включен класс 250. Характеристическая прочность стали с высоким пределом текучести была установлена ​​на уровне 500 МПа, а пластичность согласована с B500A в BS 4449: 2005, но усталостные характеристики не указаны.

Большинство проводов к BS 4482 вряд ли будут соответствовать BS EN 1992-1-1. Чтобы избежать путаницы, любая конструкция согласно BS EN 1992-1-1: 2004 должна иметь усиление, указанное в BS 4449: 2005. Точно так же любая ткань, используемая для структурных целей, должна производиться в соответствии с BS 4483 с использованием материала, указанного в BS 4449: 2005.

BS 4483: 2005 Стальная ткань для армирования бетона - ТУ

Помимо оберточных тканей D49 и D98, ткань будет производиться из материала BS 4449: 2005 и оцениваться как него.Требование прочности сварных соединений в BS EN 1992-1-1 потребовало изъятия A98 и B196 и увеличило диаметр поперечных стержней в некоторых других обозначенных типах тканей.

BS 5896: 2012 Высокопрочная стальная проволока и прядь для предварительного напряжения бетона.

Этот стандарт устанавливает требования к непокрытой высокопрочной стальной проволоке и прядям для предварительного напряжения бетона. Его можно использовать во время подготовки стандартов EN10138.

BS 8666: 2005 Технические условия для планирования, определения размеров, гибки и резки стальной арматуры для бетона

Версия этого кодекса 2005 г. была выпущена для того, чтобы соответствовать ожидаемой реализации стандарта EN 10800, и эта редакция включает:

BS 7123: Технические условия для дуговой сварки стали для армирования бетона

Этот стандарт был отозван, и следует сделать ссылку на BS EN ISO 17660.

.

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

Эта статья основана на работе Johannes Heidecke , Jacob Steinhardt , Owain Evans, Jordan Alexander man, 000 Putasanal Piot , Matthieu Geist , Olivier Pietquin и другие влиятельные лица в области обучения с обратным подкреплением.Я использовал их слова, чтобы помочь людям понять IRL.

Обучение с обратным подкреплением - это недавно разработанная среда машинного обучения, которая может решить обратную задачу RL.

По сути, IRL - это обучение у людей.

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

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

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

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

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

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

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

Источник

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

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

Источник

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

.

Смотрите также