Расход арматуры на 1 м2: Расчет арматуры

Содержание

монолитной плиты, ленточного фундамента, бетонного пола

На чтение 6 мин. Просмотров 3.7k. Опубликовано Обновлено

Бетон является прочным строительным материалом, способным легко выдерживать большие нагрузки. Но в период эксплуатации на бетонные основания дополнительно воздействуют силы растяжения. Для укрепления фундаментов их дополнительно армируют металлическими каркасами, которые противостоят растяжению бетонной конструкции. Поэтому при самостоятельном строительстве загородного дома надо знать расход арматуры на 1 м3 бетона.

От чего зависит норма расхода

Расход напрямую зависит от типа фундамента и веса возводимого строения, а также типа грунта, на котором планируется их построить. В зависимости от типа строительного объекта армирование бетона осуществляется арматурой разного класса.

Масса 1 м арматуры зависит от площади ее сечения.

Чтобы вычислить количество арматуры, нужно знать следующие сведения:

  • тип фундаментного основания;
  • общий вес здания;
  • класс и площадь сечения стальных прутьев;
  • тип грунта;

Основные варианты железобетонного фундамента: столбчатый; плитный; ленточный.Расход арматуры на 1 м3 бетона для: монолитной плиты, ленточного фундамента, бетонного пола

Сечение арматуры также может влиять на расход материала.

Общие рекомендации по армированию:

  • при возведении частного загородного дома фундамент армируется железными прутами сечением до 1 см;
  • для бетонных оснований под кирпичные постройки используются стальные прутья сечением от 1,4 см;
  • арматурные пруты прокладываются в фундаменте с шагом 20 см;
  • арматурная связка бетона выполняется в 2 пояса, т. е. обустраивается одна арматурная сетка, над ней вторая, и они связываются металлическими прутьями между собой;
  • основная сила растяжения приходится на верхнюю часть бетонного основания, поэтому не рекомендуется сильно заглублять арматурный каркас.

Метраж и масса стержней вычисляется после расчета глубины и длины ж/б основания. Минимальный расход арматуры согласно строительным требованиям составляет 8 кг/м³.

Расход арматуры на 1 м3 бетона для: монолитной плиты, ленточного фундамента, бетонного пола

ГЭСН и ГОСТ регламентируют расход арматуры, но лучше отталкиваться от проекта фундамента или другой конструкции, которую нужно армировать.

Сколько надо арматуры на кубометр бетона (строительные нормы)

При экономии стройматериалов снижается срок эксплуатации возведенного сооружения. Особенно не рекомендуется экономить на армировании фундаментного основания. Правильный расчет арматуры ж/б основы — залог прочности и долговечности здания.

Количество стержней из металла зависит от вида бетонной конструкции, вес арматурных стержней — от класса и сечения, а необходимая длина арматуры — от площади и высоты бетонной основы.

Расход арматуры на 1 м3 бетона для: монолитной плиты, ленточного фундамента, бетонного пола

Армирование монолитной плиты: расчет, вязка, расход арматуры

Армирование монолитной плиты перекрытия – обязательный технологический процесс. Арматура в составе бетонной конструкции принимает на себя нагрузку, повышает прочностные характеристики элемента.

foto 1foto 1

Что нужно знать об армировании перекрытия

Здания со сложной архитектурой имеют в плане нестандартную форму, далёкую от квадрата. Заводские пустотные плиты перекрытия в этих условиях заменяют на монолитные конструкции. Монолитные перекрытия хорошо связывают в систему остальные несущие элементы здания, передают нагрузку стенам и фундаменту.

Армированием называется принцип совместного использования двух материалов для укрепления прочности. Общая работа монолитного бетона и металла позволяет устраивать прочные конструкции сложной формы, большого размера.

Преимущества армирования плиты перекрытия

Армирование повышает способность конструктивного элемента воспринимать нагрузки, выдерживая деформации больше расчётных значений. Суммарная нагрузка на квадратный метр перекрытия частного дома, учитывая временную и постоянную, составляет 400-450 кг.

Перекрытие работает на излом. При этом верхняя часть плиты перекрытия сжата, а нижняя, наоборот, растянута. Бетон легко переносит сжимающие деформации, нагрузку на растяжение принимает металлическая арматура.

foto 1foto 1Важно!

Без армирующего каркаса в нижней части плиты происходит разрушение конструкции.

foto 2foto 2

Технология заливки армированных монолитных плит не требует использования строительных машин при монтаже, перевозке. Все работы производятся на месте строительства, подходят для самостоятельного выполнения.

foto 2foto 2

В частном доме с длиной пролёта до 6 м и опиранием плиты на стены по контуру рекомендованным считается размер ячейки сетки 20 х 20 см. Диаметр сечения нижней сетки принимают 12 мм, верхней сетки –10 мм.

Что представляет собой армирование монолитной плиты перекрытия

Армирование конструкции проводится установкой внутри стен/бортиков опалубки перекрытия арматурных прутов и сеток перед заполнением формы бетоном. Арматура укладывается прямо на опалубку согласно проекту.

Общий принцип армирования плиты:

  • металлические пруты вязальной проволокой увязываются в сетки;
  • формируют каркас по стенам. Перекрытие будет опираться на несущую стену, этот размер называют площадью опирания, определяется толщиной, материалом стены;
  • нижняя сетка приподнимается от плоскости опалубки на 25-30 мм фиксаторами;
  • верхняя сетка располагается относительно уровня бетона, отступая 25-30 мм;
  • в месте примыкания плиты к стенам добавляется опорная арматура.

foto 3foto 3

Опорная арматура нужна для предотвращения растрескивания бетона. Опорную площадь плиты перекрытия принимают согласно проекту, но

не менее 80 мм.

Расстояние от края опалубки до сеток отступают для формирования защитного слоя из бетона. Сталь без защитного слоя под воздействием воздуха и влаги подвергается коррозии.

В местах с ослабленным сечением, большим количеством отверстий для прокладки инженерных коммуникаций, каркас усиливают. Для этого закладывают несколько дополнительных прямых прутов длиной 0,4-1,5 м.

Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия

Армирование бетона – несложная работа для самостоятельного выполнения.  Опираясь на данные проекта, подбирают сечение, длину и необходимое количество арматуры, мягкой вязальной проволоки. Соединение сваркой не применяют. Сварной шов не имеет необходимой пластичности, может быть поврёжден вибрацией при уплотнении бетона.

Фиксаторы для подъёма сетки над опалубкой можно сделать самостоятельно из обрезков арматуры.

Какую арматуру закладывают

foto 4foto 4Диаметр стержней зависит от принятой расчётной нагрузки, просчитывается во время стадии проектирования здания.

Диаметр арматуры, применяемой в частной индивидуальной застройке, обычно составляет 8-14 мм.

Рифлёное периодическое сечение стальных прутов повышает прочность изделия, хорошо сцепляется с застывающей бетонной смесью.

foto 4foto 4
Обратите внимание

Класс арматуры, предназначенной для строительства зданий и сооружений – АШ.

Расход арматуры

При покупке арматура измеряется в единицах веса – килограммах, тоннах. Подсчитывая расход арматуры, стороны перекрытия делят на шаг сетки и добавляют один стержень. Умножая количество в два раза, получают общее количество прутов разной длины, расположенных по длине, ширине перекрытия.

Зная эти величины, легко подсчитывается погонаж арматурных стержней. Умножив общую длину на удельный вес погонного метра прута, получают вес всех элементов. Обычно расход арматуры прописывается проектом строения.

Правила вязки

Для вязки арматурного каркаса применяют отожжёную стальную проволоку в небольших бухтах, ее заранее нарезают отрезками длиной 10 -20 см для более удобной работы, также будет необходим крючок для вязки проволоки.

Как правильно вязать – последовательность действий:

  • отрезок проволоки протягивается под пересечением стержней;
  • концы проволоки загибаются вверх;
  • поворотом крючка в получившейся петле создаётся скрутка в несколько оборотов.

foto 6foto 6Длину арматурных прутов выбирают по размеру плиты.

Если избежать стыков невозможно, соединение стержней устраивается перехлёстом 40 – 70 см (в зависимости от толщины прута) в шахматном порядке.

Армирование бетонного элемента повышает прочность, жёсткость, долговечность конструкции для монолитного частного дома.

Знаете что-нибудь новое? Поделитесь, пожалуйста, информацией!

Полезные видео

На видео ниже – армирование плиты перекрытия монолитного коттеджа, шаг вязки, монолитные каркасы и прочее, смотрим:


Посмотрите пример армирования плиты перекрытия:

Расход арматуры на 1 м3 бетона


Бетон — очень прочный материал, который с лёгкостью противостоит нагрузкам, действующим на него сверху – он не подвержен сжатию. Но в процессе эксплуатации на фундамент влияют еще и силы растяжения, которым он противостоять не может. Армирование нужно для того, чтобы укрепить бетонное основание и защитить его от растяжения и разрушения. Важно верно рассчитать количество стройматериала, которое потребуется для укрепления фундаментальной опорной части, а для этого нужно знать расход арматуры на 1 м³ бетона.

Факторы, влияющие на расходование материала

Расход арматуры на куб бетона и на армирование всего фундаментального основания в целом зависит от нескольких немаловажных факторов:

Содержание арматуры в 1 м3 бетона

Содержание арматуры в 1 м3 бетона

  • Плотность раствора (имеет значение состав) – чем меньше показатель плотности, тем мельче в армирующем каркасе должна быть сетчатая структура – уменьшается шаг.
  • Тип строения и его вес – нормы использования стройматериала на конкретный тип конструкции указаны в таких регулирующих документах: ГОСТ, ГЭСН и ФЕР.
  • Размер (длина, ширина и глубина) бетонной опорной части обуславливает количество продольных и поперечных элементов в армирующем каркасе.
  • Тип почвы – для устойчивых грунтов с высокой несущей способностью применяют металлоизделие с диаметром 10, в противном случае – 14–16 миллиметров.
  • Класс элемента, повышающего прочность, и площадь сечения прутьев обуславливают вес будущей конструкции и нагрузку на грунт.

А также влияет тип фундамента – для каждого вида есть примерные (ориентировочные) показатели затрат арматуры на куб бетона:

  • Для ленточного образца – 20 кг на 1 кубометр.
  • Для столбчатого фундамента – 10 кг на 1 кубометр.
  • Для плитного (имеет два продольных пояса – верхний и нижний) – 50 кг на 1 кубометр.
Параметры гладкой арматуры А1

Параметры гладкой арматуры А1

Варианты подсчета нормы

Выполнить расчёт расхода арматуры на куб бетона несложно. Между рядами несущей конструкции при устойчивом грунте (не подверженном плавучести и вспучиванию) расстояние может составлять 20–30 сантиметров. От всех краёв необходимо отступить по 5 сантиметров, чтобы раствор полностью скрывал каркас и защищал от его влияния окружающей среды (от коррозии). Для поперечных полос армирующего каркаса в целях экономии выбирают продукцию наименьшего диаметра и стоимости.

Поведение бетонных конструкций без арматуры под действием нагрузок

Поведение бетонных конструкций без арматуры под действием нагрузок

Пример проведения расчетов №1 (1 м³)

Расчёт расхода арматуры диаметром 12 миллиметров для горизонтальных рядов:

  • В одном бетонном кубе (то есть в блоке длиной, шириной и высотой по 100 см) поместится 4 продольных ряда (шаг 30).
  • В каждом ряду будет по 4 полосы.
  • Итого: 4*4=16 девяностосантиметровых прутьев (100-2*5).
  • Общая протяжённость армирующих элементов равна 16*90=1440 (14,4 м).

Вычисление расхода арматуры для поперечных горизонтальных и вертикальных элементов, выполненных из материала толщиной 8 мм:

Расчет арматуры для свайного фундамента

Расчет арматуры для свайного фундамента

  • В одном поперечном сечении поместится по 4 лежачих и стоячих девяностосантиметровых прута (всего 8).
  • Сечение повторяется каждые 0,3 ед., а значит, в одном кубе оно присутствует 4 раза.
  • Итого: 8*4=32 девяностосантиметровых металлопрута, расположенных по ширине в одном кубе бетона.
  • Итоговая протяжённость материала равна 32*90 = 2880 (28,8 м).

Вывод: для укрепления бетонного блока размером 1 м³ понадобится 14,4 двенадцатимиллиметровой и 28,8 метра восьмимиллиметровой арматуры.

Для расчёта общего количества стройматериала, необходимого для укрепления конкретного фундамента, нужно знать его тип и точные размеры.

Пример проведения расчетов №2 (ленточный образец)

Вычисление количества металлопродукции для укрепления ленточного фундамента шириной 40, периметром 3000 (9*6), высотой 100 сантиметров:

Расчет арматуры

Расчет арматуры

  • В ширине поместится 2 полосы арматуры (шаг — 30 см, толщина — 10 мм).
  • В основании глубиной 1 метр поместится 4 горизонтальных ряда.
  • Итого: 4*2=8 полос, длиной равных периметру опорных частей, то есть 3000 сантиметров.
  • Итоговая протяжённость равна 8*300=24000 (240 м).
  • В поперечном сечении поместится: 4 горизонтальных ряда тридцатисантиметровых прутьев толщиной 6: по формуле (40–2*5) и 2 вертикальных девяностосантиметровых металлопрута (100–2*5).
  • Итого: 4*30+2*90=120+180=300 (3 м) арматуры в одном рассматриваемом отрезке.
  • Периметр основания — 3000, а поперченное сечение будет повторяться каждые 30 см, то есть 3000/30=100 раз.
  • Итоговая протяжённость равна 100*300 = 30000 (300 м).

Вывод: для укрепления ленточного фундамента шириной 40, а глубиной 100 сантиметров для дома 6*9 понадобится 240 десятимиллиметровой и 300 метров шестимиллиметровой металлопродукции.

Схема монтажа фундамента

Схема монтажа фундамента

Перевод погонных метров в тонны

Чтобы перевести погонный метраж в килограммы или тонны нужно обладать информацией о том, сколько весит 1 метр данной металлопродукции определённого диаметра. Самые распространённые виды имеют следующие показатели:

  • 16 – 1578.
  • 14 – 1208.
  • 12 – 888.
  • 10 – 617.
  • 8 – 395.
  • 6 – 222.
Расчет веса арматуры

Расчет веса арматуры

Показатели массы элемента, повышающего прочность, для 1 м³:

  • 12-14,4*888=12787,2 г (12,787 кг).
  • 8-28,8*395=11376 г (11,376 кг).
  • Итоговый вес – 12,787+11,376=24,163 килограмма (0,024 тонны).

Показатели массы металлоизделия для ленточного фундамента (из примера №2):

  • 10-240*617=148080 г (148,08 кг).
  • 6-300*222=66600 (66,6 м).
  • Общий вес – 148,08+66,6=215,4 килограмма (0,216 т).
Расчёт арматуры для ленточного фундамента

Расчёт арматуры для ленточного фундамента

Рассчитать, сколько понадобится материалов для создания армирующей несущей конструкции любого фундамента не составит труда, если знать обозначенные выше принципы. Это нужно для того, чтобы приобрести достаточное количество стройматериалов и избежать лишних затрат.

Видео по теме: Как рассчитать расход арматуры


технологии, диаметр и расход арматуры

Бетонирование, выполняемое с большой скоростью на значительных площадях, является наиболее экономичным способом выравнивания старого и обустройства нового пола. После застывания гладкая поверхность становится идеальным основанием для любого финишного покрытия. Чтобы увеличить срок службы стяжки, служит армирование бетонного пола. Этот процесс осуществляется с применением различных материалов и конструкций из них.

Оглавление:

  1. Технологический процесс
  2. Расход материала

В каких случаях применяется армирование

По выполняемым функциям и по расположению стяжка делится на такие типы:

  • черновая – опирается на грунт;
  • многослойная — включает тепло- и звукоизоляционные прокладки;
  • выравнивающая — укладывается на черновой слой, служит основой напольного покрытия или трубчатого утепления;
  • строительная – лежит на плите перекрытия.

Целесообразно выполнять армирование наливного бетонного пола при обустройстве черновой и многослойной стяжек (в отсутствие монолитной опоры действие растягивающих и изгибающих нагрузок усиливается), а также для уменьшения расчетного слоя бетона.

Виды армирующих конструкций и материалов

1. Каркас из прутков. Чаще всего его прокладывают в два слоя, изготавливая из стержней диаметром от 6 до 40 мм. Применяют при толщине покрытия более 8 см.

2. Сетка из стальной проволоки. Используется для многослойной стяжки на грунте или для упрочнения покрытия в гараже, прихожей, кухне.

3. Полимерная сетка. Не упрочняет стяжку, а лишь предотвращает растрескивание в процессе застывания бетона. Применяется для наливных полов, сокращая расход цемента. Сетку устанавливают прямо на основание или на теплоизоляционный слой.

4. Армирующая фибра для бетона. Бывает двух видов: металлическая и полипропиленовая. Полимерное волокно придает бетону стойкость к трещинообразованию при усадке, к колебаниям температур, усиливает водоотталкивающие свойства.

Металлическая фибра повышает устойчивость бетона к вибрациям. Заменяя арматурную сетку стальной фиброй, экономят время (элементы вводятся прямо в миксер), уменьшают толщину стяжки. Микротрещины при этом теряют способность к расширению.

5. Комбинированное армирование. В дополнение к каркасу, смонтированному в нижнем участке покрытия, его верхний слой наполняют фиброй – так осуществляется защита бетонной стяжки пола от трещин. Метод применяется для всей поверхности или в местах увеличенных нагрузок (там, где пол примыкает к стенам или колоннам). Дозировать фибру следует согласно инструкциям.

Основные этапы армирования бетонного покрытия

Наиболее трудоемким является возведение пола из бетона с грунтовым основанием. Вначале, по технологии, укладывается гравийно-песчаная смесь, затем фундаментная плита, парабарьерная пленка, термо- и гидроизоляция. Далее монтируют армированный слой бетона.

1. В зависимости от толщины стяжки, в частном строительстве ее укрепляют каркасом из прутков или проволочной сеткой. Диаметр арматуры для армирования берется из интервала от 8 до 20, а проволока – от 4 до 6 мм. Размер ячейки выдерживают от 10 до 20 см.

2. Каркас из цельных прутков вяжут с помощью проволоки диаметром 2 – 3 мм, слои каркаса крепят на ребрах. Если в ход идут обрезки материала, их соединяют внахлест с заходом полметра.

Проволочная сетка приобретается в готовом виде (ячейки 5 – 20 см) или вяжется вручную. Покупные изделия соединяют проволокой с напуском в 1 – 2 ячейки.

3. Готовая конструкция укладывается на фиксаторах («стульчиках») на уровне около 3,5 см от основания. При заливке стальные элементы должны быть в середине бетонного слоя – при этом нагрузки равномерно распределяются по поверхности покрытия, обеспечивается его механическая стойкость, отсутствует коррозия металла.

Расход арматуры на армирование пола

В таблице 1 приведены данные для сеточного варианта арматуры, а в таблице 2 – для одинарного армирования стальными стержнями от 10 до 16 мм.

Материал, на 1 м2 пола

Размер ячейки, см

10 х 10

15 х 15

20 х 20

Сетка Вр (4 – 6 мм), м2

1,1

1,15

1,2

Фиксатор, шт.

5

5

5

Вязочная проволока 0,8 мм, кг

0,036

0,031

0,019

 

Материал, на 1 м2 пола

Размер ячейки, см

10 х 10

15 х 15

20 х 20

Арматура АIII 10 мм, кг

12,7

8,5

6,4

Арматура АIII 12 мм, кг

18,3

12,2

9,2

Арматура АIII 16 мм, кг

32,6

21,7

16,3

Фиксатор, шт.

5

5

5

Вязочная проволока 0,8 мм, кг

0,065

0,06

0,032

Армирование стяжки улучшает свойства бетона, особенно если выбранный метод соответствует расчетным нагрузкам на пол и его толщине – при этом достигаются оптимальные соотношение прочности, износостойкости и экономичности бетонного покрытия.



Расчёт количества арматуры для разных типов фундамента

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

Расчёт арматуры для ленточного фундамента

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

  • Более низкая стоимость.
  • Требуется меньше времени для монтажа.
  • Обладает такими же сроком эксплуатации, как и монолитный тип фундамента.

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

Как правильно рассчитать диаметр продольной арматуры

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

Видеоролик на Youtube:

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

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

Теперь следует воспользоваться удобной таблицей:

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

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

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

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

  • При длине прутка менее чем 3 м, необходимо применять арматуру диаметром 10 мм.
  • При длине прутка более чем 3 м, необходимо применять арматуру диаметром 12 мм.

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

Расчёт общего количества арматуры для ленточного фундамента

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

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

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

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

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

Расчёт количества продольных и поперечных стержней

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

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

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

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

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

Расчет количества арматуры для плитного фундамента

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

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

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

  • СНиП 52-01-2003.
  • СНиП 3.03.01-87.
  • ГОСТ Р 52086-2003.

Критерии выбора диаметра арматуры для плитного фундамента следующие:

  • При строительстве одноэтажных зданий с небольшой нагрузкой на площадь, следует использовать стержни диаметром 10 мм. На углы зданий необходимо укладывать материал толщиной не менее 12 мм.
  • Для каркаса двухэтажных зданий надо применять арматуру толщиной 12 мм и более. На углы плиты – 16 мм.

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

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

Видеоролик на Youtube:

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

нормы по стандартам, причины отклонений, алгоритм расчета

Для того, чтобы несущая конструкция была устойчивой, чаще всего ее делают из армированного бетона. При этом количество арматуры и ее другие качественные характеристики напрямую зависят от дальнейшего использования получаемого материала.

В частности, при постройке фундаментов – от дальнейшей несущей нагрузки и устойчивости грунта, на котором будет происходить процесс строительства.

Норма по стандартам

Стандартные нормы рассчитаны для различных случаев. При составлении проекта, они указываются в технической документации, и должны точно выдерживаться. При этом архитекторы учитывают все тонкости, включая нагрузку на конструкцию из армированного бетона, состояние грунта, климатические условия и прочие необходимые условия. Поэтому указать точное количество для абстрактного случая невозможно.

Если же нужно рассчитать для частного строительства мелких бытовых построек, можно использовать приблизительные величины и пользоваться поправкой на возможные усложнения.

Учитывается:

  1. Тип фундамента.
  2. Размер возводимого здания и его вес.
  3. Особенности грунта.
  4. Технические характеристики арматуры.

Если для высотных зданий часто используется центнер арматуры, для небольших сооружений расход арматуры на 1 м3 бетона будет в 2-4 раза меньше, и использовать диаметр 1 см с ребристым профилем.

Тогда приблизительно на ленточный фундамент длиной 9 м. и шириной 6 м. должно использоваться сечение 0.4х1 м., арматуры диаметром 12 мм надо всего 18.7кг. на куб бетонной смеси, а диаметра 6 мм. – 5.9 кг. В общем это составляет 24.6 кг. арматуры.

Причины отклонений

В некоторых случаях расход арматуры может быть больше, чем это обычно используется.

Причинами таких изменений могут стать:

1. Сложные для строительства грунты – плавуны, песочные грунты. Кроме того, возможность землетрясений, чрезмерная влажность, резкие перепады температур может стать причиной дополнительной страховки по безопасности конструкции.

2. Дальнейшее использование зданий. Промышленные корпуса с тяжелым оборудованием, постоянным движением значительного количества ресурсов, детонацией поверхностей требуют особого внимания конструкторов, в том числе по рассмотрению расхода арматуры на 1 м3 бетона.

3. Если материалы, которые уходят на дальнейшую постройку, заменяются на более тяжелые.

Соответственно, если легкие здания строят на плотных грунтах, арматуры уйдет меньше, поскольку ее диаметр будет применяться меньшим.

Столбчатые и плоские

1. Для постройки столбчатых фундаментов используются армированные бетонные столбы, диаметр которых начинается от 15 см. Форма – прямоугольная, круглая или квадратная. Такие столбы обеспечивают фундаменту прочность на растяжение и сжатие, а также оберегают от воздействия сильных морозов.

Есть две технологии, по которым заливаются столбы. По первой в вырытую яму (около 30 см больше нужного размера) устанавливается опалубка, в которую закрепляется арматура и там заливается бетоном. По окончанию застывания бетона опалубка удаляется, и столб окончательно засыпается. По другой технологии отверстие проделывает специальный бур, который внизу проделывает уширение.

Ростверк лента из монолитного железобетона, которая соединяет столбы в единую конструкцию. Он делает фундамент более устойчивым, но не обязателен.

Армирование необходимо вертикальное, с использованием соответствующего диаметра и вертикальной насечки. Соединение толстых прутов ложится на более тонкую, диаметров 6 мм и гладкую. Перевязываются пруты с шагом 70-100 см.

Для ростверка используется поперечное сечение, диаметр 10-12 мм. с поперечными гладкими связками, не несущими на себе нагрузки.

2. Плоский фундамент строится из монолитных железобетонных плит. Чаще всего выбор на нем останавливается, когда грунты пучистые, а стены планируются из неэластичных материалов-  кирпича, керамзита и прочего.

Плиты могут быть ребристыми, что делает их более устойчивыми к нагрузкам и изменениям грунта. Изготовление таких плит более сложно, чем аналогичных плоских. Между ребрами засыпается песок или смесь песка и гравия.

Основа плит – металлические решетки, которые располагаются в верхней и нижней ее частях, связаны между собой. Могут использоваться и стандартные пруты с шагом 20-40 см., в зависимости от веса здания. Диаметр и сечения 10-15 см. Специалисты рекомендуют использовать одновременно продольное и поперечные сечения.

Алгоритм расчета и требуемые данные

При расходе арматуры на 1 м3 бетона во внимание берутся следующие параметры: нагрузка на фундамент, диаметр арматуры, длина прутов.

Для определения нагрузки на основание дома вычисляется площадь стен, кровли, цокольного, междуэтажного и чердачного перекрытия, а далее по таблице вычисляется приблизительный их вес.

Сума найденных результатов – точная нагрузка на фундамент.

Средний вес кровли по материалам, в кг /м. кв.


Средний удельный вес стены толщиной 15 см по материалам, в кг/м. кв.


Средний вес перекрытий по материалам, в кг /м. кв.


Чем больше нагрузка, тем меньше шаг, с которым используются железные пруты, а, значит, и ее конечное количество.

По стандарту диаметр железных стержней зависит от общего сечения всего фундамента, определяется в отношении как 1 к 0.001, то есть не меньше 1%. Для точных расчетов используется следующая таблица:


Для дальнейшего вычисления расхода арматуры на 1 м3 бетона необходимо воспользоваться ГОСТами 5781-82 и 10884-94. Однако есть значения, которые встречаются чаще всего. При диаметре сечения арматуры 8-14 мм ее ребристой поверхности чаще всего нужно 150-200 кг прутов.

В случае постройки колонн — это значение достигает 200-250 кг.

Для того, чтобы узнать, сколько железа необходимо на все здание, вычисляется сумма периметра здания и дины всех простенков.

Умножив данные на количество арматуры в 1 метре кубическом, получается ее общее количество, необходимое для строительства фундамента данного здания.

Сколько арматуры на 1 м3 бетона для фундамента: расход, норма

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м3 бетона, не возникает: нормы ее расхода регулируются соответствующими ГОСТами (5781-82, 10884-94) и изначально закладываются в проект. В частном строительстве, где мало кто обращает внимание на требования нормативных документов, придерживаться норм расхода арматурных изделий все-таки следует, так как это позволит создать надежные бетонные конструкции, которые прослужат вам долгие годы. Для определения таких норм можно воспользоваться несложной методикой, позволяющей вычислить их с помощью несложных расчетов.

Арматурный каркас напрямую определяет эксплуатационные характеристики фундамента

Использование железобетонных конструкций в частном строительстве

Цемент, как всем хорошо известно, является материалом, без которого нельзя обойтись в строительстве. То же самое можно сказать и о железобетонных конструкциях (ЖБК), создаваемых посредством армирования цементного раствора металлическими прутками для повышения его прочности.

Как в капитальном, так и в частном строительстве могут использоваться и монолитные, и сборные ЖБК. Наиболее распространенными типами последних являются фундаментные блоки и готовые плиты перекрытия. В качестве примеров монолитных конструкций, выполненных из железобетона, можно привести заливной фундамент ленточного типа и цементные стяжки, которые предварительно армируются.

Строительство ленточного фундамента

В тех случаях, когда строительство выполняется в местах, куда затруднена подача подъемного крана, плиты перекрытия также могут выполняться монолитным способом. Поскольку такие ЖБК являются очень ответственными, то при их заливке следует строго соблюдать расход арматуры на куб бетона, оговоренный в вышеуказанных нормативных документах.

Монтаж конструкций из арматуры в условиях частного строительства лучше всего выполнять при помощи вязальной проволоки из стали, так как использование для этих целей сварки может не только ухудшить качество и надежность создаваемого каркаса, но и увеличить стоимость выполняемых работ.

Дорогостоящий пистолет для вязки арматуры успешно заменяется самодельным крючком, согнутым из проволоки и закрепленным в патроне шуруповерта

Как определить расход арматуры

Нормы расхода арматурных элементов, рассчитываемые на м3 конструкций из железобетона, зависят от целого ряда факторов: назначения таких конструкций, используемых для создания бетона цемента и добавок, которые в нем присутствуют. Такие нормы, как уже говорилось выше, регулируются требованиями ГОСТов, но в частном строительстве можно ориентироваться не на этот нормативный документ, а на Государственные элементарные сметные нормы (ГЭСН) или на Федеральные единичные расценки (ФЕР).

Так, согласно ГЭСН 81-02-06-81, для армирования монолитного фундамента общего назначения, объем которого составляет 5 м3, нужно использовать 1 тонну металла. При этом металл, под которым и подразумевается арматурный каркас, должен быть равномерно распределен по всему объему бетона. В сборнике ФЕР, в отличие от ГЭСН, средний расход арматуры в расчете на 1 м3 бетона приводится для конструкций различных типов. Так, по ФЕР, для армирования 1м3 объемного фундамента (до 1 м в толщину и до 2 м в высоту), в котором имеются пазы, стаканы и подколонники, нужно 187 кг металла, а для бетонных конструкций плоского типа (например, бетонного пола) – 81 кг арматуры на 1 м3.

Расчетная масса 1 м стальной арматуры

Удобство использования ГЭСН заключается в том, что с помощью этих нормативов можно также определить точное количество раствора бетона, используя для этого коэффициенты, учитывающие трудно устранимые отходы арматуры, которая в таком растворе будет содержаться.

Однако, конечно, определить более точное количество арматуры, которое вам потребуется для бетона фундамента или перекрытия, позволяют вышеуказанные ГОСТы.

Минимальные нормативные диаметры арматуры

Параметры арматуры в зависимости от ее диаметра

Количество арматуры для укрепления фундамента

Для того чтобы определить количество арматуры, которое необходимо для укрепления бетона, требуется учесть следующие данные:

  • тип фундамента, который может быть столбчатым, плитным или ленточным;
  • площадь фундамента (в м2) и его высота;
  • диаметр арматурных прутков, а также их тип;
  • тип грунта, на котором возводится строение;
  • общий вес строительной конструкции.

Принцип армирования ленточного фундамента

Для армирования фундаментов плитного и ленточного типов преимущественно применяются изделия с ребристым профилем класса A-III и размерами поперечного сечения не меньше 10 мм. В качестве элементов для соединения каркасных решеток допускается использование арматуры гладкого типа и меньшего сечения. Бетон монолитного фундамента для тяжелых строений армируется прутками большего сечения – 14–16 мм.

Арматурный каркас состоит из нижнего и верхнего поясов, в каждом из которых прутки укладываются таким образом, чтобы размер формируемых ячеек составлял приблизительно 20 см. Пояса соединяются между собой вертикальными прутьями, которые фиксируются при помощи вязальной проволоки. Высота и площадь фундамента позволит вам определить, сколько метров арматуры вам потребуется для укрепления бетона. Зная расход арматуры на 1 м3 вашей ЖБК, вы сможете подобрать размер поперечного сечения прутков, который будет зависеть от толщины фундамента.

Схема раскладки арматуры ленточного фундамента

После того как вы определите, сколько арматуры вам будет нужно, вы должны распределить конструкцию из нее таким образом, чтобы на 1 м3 бетона приходилось требуемое количество массы металла. Создавая арматурный каркас, следует обращать внимание на то, чтобы все его элементы были покрыты слоем бетона толщиной не меньше 50 мм.

Определить, сколько нужно арматуры для укрепления ленточного фундамента, несколько проще, чем для более массивных конструкций из бетона. В этом случае также следует придерживаться норм, оговоренных в ФЕР – 81 кг металла на 1 м3 раствора бетона. Ориентироваться следует на размеры вашего ленточного фундамента. Например, если его ширина не превышает 40 см, то на формирование одного армирующего пояса можно пустить два прута с поперечным сечением 10–12 мм. Соответственно, если ширина больше, то и количество арматурных прутков в ряду следует увеличить.

Расчетные площади пеперечного сечения в зависимости от количества стержней

Для фундаментов, глубина которых не превышает 60 см, арматурный каркас создают из двух уровней. Если глубина больше, то количество уровней каркаса рассчитывают так, чтобы они располагались на расстоянии 40 см друг от друга. Для соединения армирующих поясов между собой, как уже говорилось выше, используются вертикальные перемычки, которые монтируют по всей длине каркаса, располагая их с шагом 40–50 см.

Способы армирования углов

Составив несложный чертеж вашего будущего армирующего каркаса и проставив на нем все размеры, вы сможете легко рассчитать, сколько всего метров прутков определенного диаметра вам будет нужно. Вычислив общую длину прутков, вам нужно будет разделить ее на стандартную длину арматуры (5 или 6), и вы узнаете, сколько таких прутков надо приобрести.

Если вы собираетесь заливать ленточный фундамент для легкого строения, а почва на вашем участке крепкая, то для укрепления бетона можно использовать арматуру сечением и до 10 мм, создавая из нее каркас по описанной выше методике.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Калькулятор преобразования ускорения

Использование калькулятора

Преобразуйте единицы ускорения, введя значение для преобразования, а также от и до единиц.

Как переводить единицы ускорения

Преобразования выполняются с использованием коэффициента преобразования. Зная коэффициент преобразования, преобразование единиц может превратиться в простую задачу умножения:

S * C = E

Где S — наше начальное значение, C — наш коэффициент пересчета, и E — это наш конечный результат преобразования.

Чтобы просто преобразовать из любых единиц в метр в секунду в квадрате, м / с 2 , например, из футов в минуту в секунду, 50 футов / (мин · с), просто умножьте на значение преобразования в правом столбце в таблице ниже.

50 фут / (мин · с) * 0,00508 [(м / с 2 ) / (фут / (мин · с))] = 0,254 м / с 2

Для преобразования из м / с 2 в единицы в левом столбце разделите на значение в правом столбце или, умножив на обратную величину, 1 / x.

0,254 м / с 2 / 0,00508 [(м / с 2 ) / (фут / (мин · с))] = 50 фут / (мин · с)

Для преобразования любых единиц в левом столбце, скажем, из A в B, вы можете умножить на коэффициент A, чтобы преобразовать A в м / с 2 , а затем разделить на коэффициент B для преобразования из м / с 2 . Или вы можете найти единственный фактор, который вам нужен, разделив фактор A на фактор B.

Например, чтобы преобразовать фут в минуту в секунду, фут / (мин · с), в милю в час в секунду, миль / (час · с), вы должны умножить на 0,00508, а затем разделить на 0,44704. Или умножьте на 0,00508 / 0,44704 = 0,01136364. Итак, чтобы напрямую преобразовать футы / (мин · с) в мили / (час · с), вы умножаете их на 0,01136364.

Чтобы понять, как также преобразовать единицы, следуйте этому примеру. Допустим, вы хотите преобразовать из фут / (мин · с) в м / с 2 ; вы хотите преобразовать фут в метр и минуту в секунду.Поскольку вы можете умножить что угодно на 1 и при этом сохранить исходное значение, но в других единицах, настройте его так, чтобы футы и мин уравнялись, оставив вам м / с / с, м / (с · с) или м / с. 2 .

С:
1 м = 3,28084 фута, 1 м / 3,28084 фута = 1
1 мин. = 60 с, 1 мин. / 60 с = 1

Мы можем записать преобразование как:
1 фут / (мин · с) = 1 фут / (мин · с) * (1 м / 3.28084 футов) * (1 мин / 60 с) = 0,00508 м / с 2

И теперь у нас есть коэффициент для преобразования футов / (мин · с) в м / с. 2 , поскольку 1 * 0,00508 = 0,00508.

Зная, что 1 фут / (мин · с) = 0,00508 м / с 2 , теперь мы можем найти коэффициент преобразования для обратного преобразования. Разделив обе части уравнения на 0,00508, мы получим примерно 196,8504 фут / (мин · с) = 1 м / с 2 . Таким образом, коэффициент преобразования, на который нужно умножить, чтобы преобразовать из м / с 2 в фут / (мин · с), составляет около 196.8504.

Единицы, символы и значения преобразования
используется в этом калькуляторе ускорения

сантиметра в секунду в квадрате

см / с 2

метр в секунду в квадрате

0,01

фут в час в секунду

фут / (ч · с)

метр в секунду в квадрате

8.46667E-05

фут в минуту в секунду

фут / (мин · с)

метр в секунду в квадрате

0,00508

фут на секунду в квадрате

фут / с 2

метр в секунду в квадрате

0.3048

галилео

галлон

метр в секунду в квадрате

0,01

Плотность (стандарт)

г n

метр в секунду в квадрате

9.80665

дюйма в час в секунду

дюйм / (ч · с)

метр в секунду в квадрате

7.05556E-06

дюймов в минуту в секунду

дюйм / (мин · с)

метр в секунду в квадрате

4,23333E-04

дюйма в секунду в квадрате

дюйм / с 2

метр в секунду в квадрате

0.0254

узлов в секунду

кн / с

метр в секунду в квадрате

0,5144444

миль в час в секунду

миль / (ч · с)

метр в секунду в квадрате

0.44704

миль в минуту в секунду

миль / (мин · с)

метр в секунду в квадрате

26.8244

мили в секунду в квадрате

миль / с 2

метр в секунду в квадрате

1609.344

Ссылки / Дополнительная литература

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) — Руководство NIST по использованию Международной системы единиц — Приложение B, подразделы B.8 Коэффициенты для единиц, перечисленных в алфавитном порядке и B.9 Факторы для единиц, перечисленных по виду количества или области науки.

Лиде, Дэвид Р., Даниэль (главный редактор). Справочник CRC по химии и физике, 89-е издание New York, NY: CRC Press, p. 1-28, 2008.

авторов Википедии. «Преобразование единиц» Википедия, Бесплатная энциклопедия. Википедия, Бесплатная энциклопедия, последний раз посещалась 26 июня 2011 г.

Dr Math — «Формула ускорения и квадраты единиц», по состоянию на 21 июня 2011 г. MathForum.org

.

Приложения для обучения с подкреплением

Возможно, вы читали об обучении с подкреплением, просматривая истории об AlphaGo — алгоритме, который научился играть в игру GO и побеждать опытного игрока-человека — и, возможно, нашли эту технологию увлекательной.

Однако, поскольку предмет по своей сути сложен и не кажется многообещающим с точки зрения бизнеса, вы, возможно, не сочли полезным глубоко его исследовать.

Что ж, отсутствие практических преимуществ RL — это заблуждение; на самом деле есть несколько способов, которыми компании могут его использовать прямо сейчас.

В этом посте мы перечислим возможные приложения для глубокого обучения с подкреплением и объясним без технического жаргона, как в целом работает RL.

Обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением

Итак, в обычном обучении с учителем , согласно нашей недавней публикации, у нас есть пары ввода / вывода (x / y) (например, маркированные данные), которые мы используем обучать машины с. Зная результаты для каждого входа, мы позволяем алгоритму определять функцию, которая отображает Xs-> Ys, и мы продолжаем исправлять модель каждый раз, когда она делает ошибку прогноза / классификации (выполняя обратное распространение и подергивая функцию.Мы продолжаем такое обучение до тех пор, пока алгоритм не даст удовлетворительных результатов.

В обычном обучении без учителя у нас есть данные без меток, и мы вводим набор данных в наш алгоритм, надеясь, что он обнаружит в нем некую скрытую структуру.

Обучение с подкреплением решает задачи другого типа. В RL есть агент, который взаимодействует с определенной средой, таким образом изменяя свое состояние, и получает вознаграждение (или штрафы) за свой ввод.Его цель — найти шаблоны действий, попробовав их все и сравнив результаты, которые принесут наибольшее количество очков вознаграждения.

Одна из ключевых особенностей RL заключается в том, что действия агента могут не влиять на непосредственное состояние среды, но влияют на последующие. Так что иногда машина не узнает, эффективно ли то или иное действие, гораздо позже в эпизоде.

Кроме того, существует так называемая дилемма компромисса эксплуатация / разведка .

Стремясь максимизировать численное вознаграждение, агент должен склоняться к действиям, которые, как он знает, приводят к положительным результатам, и избегать тех, которые не дают. Это называется эксплуатацией знаний агента.

Однако, чтобы выяснить, какие действия являются правильными в первую очередь, он должен их опробовать и рискнуть получить штраф. Это известно как разведка .

Уравновешивание эксплуатации и исследования — одна из ключевых проблем в обучении с подкреплением и проблема, которая вообще не возникает в чистых формах обучения с учителем и без учителя.

Помимо агента и среды, эти четыре элемента также присутствуют в каждой системе RL :

Policy. Как действует агент при определенном состоянии окружающей среды; они могут быть определены простой функцией или включать в себя некоторые обширные вычисления. Думайте о них как о правилах или ассоциациях машинных стимулов и реакций.

Сигналы вознаграждения определяют, следует ли изменять политику или нет. Как мы уже упоминали, единственная цель агента — максимизировать числовое вознаграждение, чтобы на основе этого сигнала он мог делать выводы о том, какие действия являются хорошими или плохими.

Ценностные функции также играют решающую роль в формировании поведения агента, но, в отличие от сигналов вознаграждения, которые оценивают действия в непосредственном смысле, они определяют, является ли событие хорошим в долгосрочной перспективе с учетом следующих состояний.

Наконец, модели имитируют среду, в которой находится агент, и, таким образом, позволяют делать выводы о его будущем поведении. Методы обучения с подкреплением, использующие модели для планирования, называются модельными, а методы, полностью основанные на пробах и ошибках, называются безмодельными.

Хорошо, как на самом деле работает RL?

How does Reinforcement Learning work? - visualisation

How does Reinforcement Learning work? - visualisation

Давайте в качестве примера возьмем игру в Понг (старые игры Atari часто используются для объяснения внутренней работы обучения с подкреплением) и представим, что мы пытаемся научить агента, как в нее играть.

В настройке контролируемого обучения первое, что мы делаем, это записываем игровые сеансы человека-игрока и создаем помеченный набор данных, в который мы записываем каждый кадр, отображаемый на экране (ввод), а также каждое действие геймер (выход).

Затем мы скармливаем эти входные кадры нашему алгоритму и заставляем его предсказывать правильные действия (нажатие вверх или вниз) для каждой ситуации (правильность определяется нашими выходными данными). Мы использовали бы обратное распространение, чтобы настроить функцию, пока машина делает прогнозы правильно.

Несмотря на высокий уровень точности, которого мы могли достичь с его помощью, у этого подхода есть несколько серьезных недостатков. Во-первых, у нас должен быть помеченный набор данных для любого вида контролируемого обучения, а получение данных (и аннотирование меток) может оказаться довольно дорогостоящим и трудоемким процессом.Кроме того, применяя такой вид обучения, мы не даем машине шанса когда-либо обыграть игрока-человека; по сути, мы просто учим его подражать им.

Однако в обучении с подкреплением таких ограничений нет.

Мы начинаем так же, то есть пропускаем входные кадры через наш алгоритм и позволяем ему выполнять случайные действия. У нас нет целевых меток для каждой ситуации, поэтому мы не указываем агенту, когда он должен нажимать вверх, а когда вниз.Мы даем ему возможность самостоятельно исследовать окружающую среду.

Мы предоставляем только обратную связь с табло. Каждый раз, когда модели удается набрать очко, она получает награду +1, а каждый раз, когда она теряет очко, получает штраф -1. Исходя из этого, он будет итеративно обновлять свои политики, чтобы действия, приносящие вознаграждение, были более вероятными, а действия, приводящие к штрафу, отфильтровывались.

Здесь нужно немного терпения: сначала агент, необразованный, будет постоянно проигрывать игру.Однако по мере того, как он продолжает изучать игру, в какой-то момент он случайно наткнется на выигрышную последовательность действий и соответственно обновит свою политику.

Проблемы обучения с подкреплением

Не все так хорошо в стране RL. Даже сценарий, который вы только что прочитали, когда агент становится хорошо разбирающимся в игре Atari, может быть довольно проблематичным.

Предположим, алгоритм какое-то время играл в понг против человека и довольно умело подбрасывал мяч туда-сюда.Но затем он скользит к концу эпизода и теряет очко. Вознаграждение за всю последовательность будет отрицательным (-1), поэтому модель будет предполагать, что каждое действие было неправильным, что не так.

Это называется проблемой присвоения кредита и возникает из-за того, что наш агент не получает отзывы сразу после каждого действия. В Pong он может увидеть результат только после того, как эпизод закончился, на табло. Таким образом, он должен каким-то образом установить, какие действия привели к конечному результату.

Из-за этого скудного количества приложений для установки вознаграждения с алгоритмами обучения с подкреплением обычно очень неэффективны. Им требуется много данных для обучения, прежде чем они станут эффективными.

Кроме того, в некоторых случаях, когда последовательность действий, необходимых для получения награды, слишком длинная и сложная, система дефицитного вознаграждения полностью выйдет из строя. Агент, который не может получить вознаграждение, совершая случайные шаги, никогда не научится правильному поведению.

Чтобы бороться с этим, специалисты по RL вручную проектируют функции вознаграждения, чтобы они могли направлять политику агента в отношении получения вознаграждения.Как правило, эти функции выдают серию мини-наград на пути к большой выплате, тем самым предоставляя агенту необходимые предложения. Процесс создания этой функции известен как формирование награды .

Примеры использования обучения с подкреплением

Робототехника. RL может использоваться для задач управления большой размерностью, а также в различных промышленных приложениях. Google, например, по сообщениям, сократил потребление энергии примерно на 50% после внедрения технологий Deep Mind.В космосе есть инновационные стартапы (бонсай и т. Д.), Которые распространяют глубокое обучение с подкреплением для эффективной настройки машин и оборудования.

Анализ текста. Исследователи из Salesforce, известной компании, занимающейся облачными вычислениями, использовали RL вместе с продвинутой моделью генерации контекстного текста для разработки системы, способной создавать легко читаемые резюме длинных текстов. По их словам, их алгоритм можно тренировать на разных типах материалов (новостные статьи, блоги и т. Д.).).

Оформление сделки. Крупные компании в финансовой индустрии уже некоторое время используют алгоритмы машинного обучения для улучшения торговли и капитала, и некоторые из них, такие как JPMorgan, уже бросили свои шляпы в кольцо RL. В 2017 году компания объявила, что начнет использовать робота для выполнения торговых операций с крупными ордерами. Их модель, обученная на миллиардах исторических транзакций, позволила бы выполнять торговые процедуры быстро, по оптимальным ценам и снимать огромные ставки без создания рыночных колебаний.

Здравоохранение. Недавние статьи предлагают множество вариантов применения RL в отрасли здравоохранения. Среди них — дозирование лекарств, оптимизация политики лечения для тех, кто страдает хроническими заболеваниями, клинические испытания и т.д. и реалистично оценить его сильные и слабые стороны и преимущества, которые он может принести вашему бизнесу.Мы предлагаем сначала найти несколько простых вариантов использования, чтобы проверить, как работает RL.

Если вы хотите узнать больше о том, что такое обучение с подкреплением и как оно может помочь вашей компании, свяжитесь с нашим экспертом, чтобы получить бесплатную консультацию.

.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *