Схема армирования: Как правильно армировать ленточный фундамент

Армирование ленточного фундамента чертежи — с особым упором на сложные участки каркаса

Любое здание, независимо от его предназначения, немыслимо без надежной основы. Возведение фундамента – одна из наиболее важных и естественных задач всего цикла строительства в целом, и этот этап, кстати, часто является одним из самых трудоемких и затратных – нередко до трети сметы уходит именно на него. Но вместе с тем здесь должны быть абсолютно исключены какие-либо упрощения, неразумная экономия на качестве и количестве необходимых материалов, пренебрежение действующими правилами и технологическими рекомендациями.

Изо всего разнообразия фундаментных конструкций максимальной популярностью пользуется ленточная, как наиболее универсальная, подходящая для большинства возводимых в сфере частного строительства домов и хозяйственных сооружений. Такое основание отличается высокой надёжностью, но, естественно, при качественном его исполнении. А ключевым условием прочности и долговечности является грамотно спланированное и правильно проведённое армирование ленточного фундамента чертежи и основные принципы устройства которого и станут вопросами рассмотрения в настоящей публикации.

В статье, помимо схем, будет приведено несколько калькуляторов, которые помогут начинающему строителю в выполнении этой достаточно непростой задачи создания ленточного фундамента.

Важные особенности ленточного фундамента

Общие понятия. Преимущества ленточного фундамента

Итак, вкратце, несколько общих понятий об устройстве ленточного фундамента. Сам по себе он представляет сплошную бетонированную полосу, без разрывов на дверные или воротные проёмы, становящуюся основой под возведение всех внешних стен и капитальных внутренних перегородок. Сама лента заглубляется на определенное расчётное расстояние в грунт и одновременно выступает сверху своей цокольной частью. Ширина ленты и глубина ее заложения, как правило, выдерживается единой на всём протяжении фундамента. Такая форма способствует наиболее равномерному распределению всех выпадающих на основание здания нагрузок.

Ленточные фундаменты тоже могут подразделяться на несколько разновидностей. Так, их не только заливают из бетона, но и делают сборными, применяя для этого, например, специальные фундаментные железобетонные блоки, или используя бутовое наполнение. Однако, так как наша статья посвящена армированию, в дальнейшем будет рассматриваться только монолитный вариант фундаментной ленты.

Ленточный фундамент можно отнести к универсальному типу оснований. Такой схеме обычно отдается предпочтение в следующих случаях:

• При возведении домов из тяжелых материалов – камня, кирпича, железобетона, строительных блоков и им подобных. Одним словом, когда требуется равномерно распределить весьма значительную нагрузку на грунт.
• Когда в планах застройщика получить в свое распоряжение полноценный подвал или даже цокольный этаж – только ленточная схема может это позволить.
• При строительстве многоуровневых зданий, с применением тяжелых межэтажных перекрытий.
• Когда участок под застройку характеризуется неоднородностью верхних слоев грунта. Исключение составляют лишь совершенно не устойчивые грунты, когда создание ленточного фундамента становится невозможным или нерентабельным, и есть смысл обратиться к другой схеме. Невозможен ленточный фундамент и в регионах с вечной мерзлотой.

Монолитный ленточный фундамент обладает немалым количеством других преимуществ, к которым можно отнести долговечность, оцениваемую многими десятками лет, относительную простоту и понятность возведения, широкие возможности в плане прокладки инженерных коммуникаций и организации утепленных полов первого этажа. По свои прочностным качествам он не уступает монолитным плитам, и даже превосходит их, требуя при этом меньших затрат материальных средств.

Однако, не следует думать, что ленточный фундамент является абсолютно не уязвимой конструкцией. Все перечисленные достоинства будут справедливы лишь в том случае, если параметры возводимого основания для дома будут соответствовать условиям района строительства, расчётной нагрузке, иметь заложенный резерв прочности.

Ширина ленты фундамента и глубина ее заложения

Это – два ключевых параметра, от которых будет зависеть и сама схема армирования будущей фундаментной ленты.

Цены на арматуру

арматура

Но степени заглубления в грунт ленточные фундаменты можно разделить на две основных категории:

• Малозаглубленный ленточный фундамент подойдет для строительства каркасных сооружений, небольших загородных домов и хозяйственных построек, при условии достаточно стабильного, плотного грунта на участке. Подошва ленты располагается выше границы промерзания грунта, то есть обычно не опускается ниже 500 мм без учета цокольной части.
• Для зданий, возводимых из тяжелых материалов, а также на участках, где состояние грунта не отличается стабильностью, требуется лента глубокого заложения. Ее подошва уже опускается ниже уровня промерзания грунта, как минимум на 300÷400 мм, а при наличии в планах строительства еще и цокольного этажа (подвала) – еще ниже.

Понятно, что высота фундаментной ленты в целом, в том числе и глубина ее залегания – отнюдь не произвольные величины, а параметры, которые получаются в результате тщательно проведенных расчетов. При проектировании учитывается целый массив исходных данных: тип грунтов на участке, степень их стабильности как в поверхностных слоях, так и изменение структуры по мере углубления; климатические особенности региона; наличие, расположение и другие особенности грунтовых водоносных горизонтов; сейсмические характеристики местности. Плюс к этому накладывается специфика планируемого к возведению здания – общая нагрузка, как статическая, создаваемая только массой конструкции (естественно, с учетом всех ее составляющих элементов), так и динамическая, вызываемая и эксплуатационными нагрузками, и всевозможными внешними воздействиями, в том числе ветровыми, снеговыми и другими.

Исходя из вышесказанного уместно будет сделать одно важное замечание. Принципиальная позиция автора этих строк заключается в том, что расчет базовых параметров фундаментной ленты – не терпит дилетантского подхода.

Несмотря на то что в интернете можно отыскать немало онлайн-приложений для проведения подобных расчетов, вопрос проектирования фундамента все же правильнее будет доверить специалистам. При этом нисколько не оспаривается корректность предлагаемых программ расчета – многие из них в полной мере соответствуют действующим СНиП и способны действительно выдать точные результаты. Проблема лежит в несколько иной плоскости.

Суть в том, что любая, даже самая совершенная программа расчета, требует внесения точных исходных данных. А вот в этом вопросе без специальной подготовки обойтись невозможно. Согласитесь, что правильно оценить геологические особенности участка под строительство, учесть все нагрузки, выпадающие на фундаментную ленту, причем – с разложением их по осям, предусмотреть все возможные динамические изменения – непрофессионалу просто не по силам.

Правда, если планируется возведение небольшого дачного домика или же хозяйственной постройки, то приглашение специалиста-проектировщика может показаться избыточной мерой. Что ж, на свой страх и риск хозяин может возвести малозаглубленный ленточный фундамент, воспользовавшись, например, примерными параметрами, которые приведены в таблице ниже. Для легких построек сильно заглубленная лента не требуется (большое заглубление может сыграть даже отрицательную роль, из-за приложения касательных сил при морозном вспучивании грунта). Как правило, в таких случаях ограничиваются максимальной глубиной расположения подошвы в 500 мм.

Еще раз подчеркнём –это лишь усредненные значения, которые нельзя рассматривать как истину в последней инстанции. В любом случае, если самодеятельный строитель пользуется подобными источниками, определенный риск он принимает на свою ответственность.

Теперь – о ширине фундаментной ленты.

Здесь также есть свои особенности. Во-первых, для обеспечения жёсткости конструкции фундамента принято придерживаться правила, что общая высота ленты должна как минимум вдвое превосходить ее ширину – но это правило соблюсти несложно. А второе – ширина ленты в области подошвы должна быть такой, чтобы распределенная нагрузка была меньше рассчитанных параметров сопротивления грунта, естественно, еще и с определенным конструктивным запасом. Одним словом, фундаментная лента с полной нагрузкой должна стоять стабильно, не проседая в грунт. В целях экономии материалов нередко для повышения площади опоры подошву ленточного фундамента делают с уширением.

Наверное, нет смысла приводить здесь формулы и табличные значения сопротивления грунтов для проведения самостоятельных вычислений. Причина – та же: не столько сложность в выполнении расчетов, сколько проблемы с корректным определением исходных параметров. То есть опять же лучше по таким вопросам обратиться к профессионалам.

Ну а если строится легкое сооружение или дачный домик, то можно руководствоваться тем, что ширина ленты должна быть как минимум на 100 мм больше толщины возводимых стен. Как правило, при самостоятельном планировании фундамента берут круглые значения, кратные 100 мм, обычно начиная от 300 мм и выше.

Армирование фундаментной ленты

Если проектированием ленточного фундамента занимается специалист, то готовый чертеж будет, безусловно, включать не только линейные параметры самого бетонного пояса, но и характеристики армирования – диаметр арматурных прутов, их количество и пространственное расположение. Но в том случае, когда принимается решение о самостоятельном возведении основания под здание, при планировании конструкции необходимо учитывать определенные правила, установленные действующими СНиП.

Цены на цемент

цемент

Какая арматура подойдёт для этих целей?

Для правильного планирования необходимо хотя бы немного разбираться в сортаменте арматуры.

Существует несколько критериев классификации арматуры. К ним можно отнести:

• Технология производства. Так, арматура бывает проволочной (холоднокатаной) и стержневой (горячекатаной).
• По типу поверхности арматурные пруты различаются на гладкие и имеющие периодический профиль (рифление). Профильная поверхность арматуры обеспечивает максимальный контакт с заливаемым бетоном.

• Арматура может быть предназначена для обычных или предварительно напрягаемых железобетонных конструкций.

Для создания армирующей конструкции ленточного фундамента, как правило, применяют арматуру, выпускаемую в соответствии с ГОСТ 5781. Этот стандарт включает горячекатаные изделия, предназначенные для армирования обычных и предварительно наряженных конструкций.

В свою очередь, эта арматура распределяется по классам, от A-I до A-VI. Различие главным образом заключается в сортах используемой для производства стали и, стало быть, в физико-механических свойствах изделий. Если в арматуре начальных классов применяется низкоуглеродистая сталь, то в изделиях высоких классов параметры металла приближаются к легированным сталям.

Все характеристики классов арматуры знать при самостоятельном строительстве необязательно. А самые важные показатели, которые будут влиять на создание арматурного каркаса – приведены  в таблице. В первом столбце показаны классы арматуры по двум стандартам обозначения. Так, в скобках вынесено обозначение  классов, цифровое обозначение которых показывает предел текучести применяемой для производства арматуры стали – при приобретении материала в прайс-листе могут оказаться и такие показатели.

Обратите внимание на последний столбец, в котором указаны допустимые углы изгиба и диаметры кривизны.   Это важно с той точки зрения, что при создании армирующей конструкции приходите изготавливать гнутые элементы – хомуты, вставки, лапки и т.п. При изготовлении кондукторов, оправок или иных приспособлений для гнутья необходимо ориентироваться на эти значения, так как уменьшение радиуса изгиба или превышение угла может привести к потере арматурой своих прочностных качеств.

Пруты класса A-I выпускаются в гладком исполнении. Все остальные классы (за некоторыми исключениями, которые, впрочем, больше зависят от индивидуальных требований заказчика) – с периодическим профилем.

Для ленточного фундамента в частном строительстве оптимальным выбором будет арматура класса A-III, в крайнем случае — A-II, диаметром 10 мм и выше.

Для конструкционных элементов армопояса (хомутов, перемычек) удобно использовать гладкий прут класса A-I, диаметром 6 или 8 мм. Применение арматуры более высоких классов – невыгодно, по причине большой её стоимости при явной невостребованности в столь высоких физико-технических показателях.

«Классическая» схема армирования фундаментной ленты. Количество продольных прутов

Для начала – рассмотрим типовую схему армирования прямых участков ленты фундамента.

В основе лежит прямоугольник, с обязательными уровнями армирования сверху и снизу, выполненными из продольной арматуры (поз. 1), которые соединены между собой горизонтальными поперечными (поз. 2) и вертикальными арматурами, создающими тем самым своеобразную «коробчатую» конструкцию. Такое расположение поясов позволяет максимально компенсировать две основные разнонаправленные силы: от общей нагрузки, создаваемой зданием, и от морозного вспучивания грунта. При этом центральная часть ленты нагружается меньше всего, и если фундамент имеет общую высоту до 800 мм, то двух поясов чаще всего бывает достаточно.

При более высоких лентах применяют расположение продольных поясов в три и более ярусов. Но, как уже говорилось, подобные фундаменты рассчитывать самостоятельно – довольно рискованное занятие.

На иллюстрации показано увязывание продольных прутов в объемную конструкцию с использованием отрезков арматуры. Такой подход – вполне допустим, однако, не отличается удобством. Работа пойдет намного быстрее и качественнее, если заранее на кондукторе готовить хомуты по размерам армопояса, а потом уже увязывать все детали в общую конструкцию.

Обратите внимание на иллюстрацию, на которой стрелками показаны два размера: Н – высота пояса армирования и К – его ширина. Следует правильно представлять, что это вовсе не высота и ширина ленты. Металлические детали фундамента в обязательном порядке должны быть защищены от кислородной коррозии слоем бетона. Согласно СНиП минимальный слой составляет 10 мм, но для ленточного фундамента оптимальным будет 50 мм до края бетонной конструкции. Это необходимо учесть при планировании, а уже в ходе монтажа соблюсти необходимые просветы между арматурой и опалубкой помогут нехитрые приспособления. Так, задать нужное расстояние от донной части опалубки можно, подложив обломки кирпичей или установив под нижние прутья специальные пластиковые стойки.

А требуемый просвет от боковых стенок опалубки можно соблюсти, если использовать специальный фиксаторы-«звездочки» которые просто надеваются на арматурные прутья.

Теперь – плотнее к вопросу, сколько все же потребуется прутов продольной арматуры, и какого диаметра они должно быть.

Некоторые рекомендации по применению арматуры того или иного диаметра приведены в таблице:

Участок применения арматуры	Минимальный диаметр арматуры
Продольные рабочие арматуры на прямолинейных участках длиной не более 3 метров	10 мм
То же, но при длине участка, превышающей 3 метра	12 мм
Поперечная арматура и хомуты сжатых элементов конструкции.	Не меньше 0,25 от диаметра рабочей арматуры, и при этом – не менее 6 мм
Поперечная арматура и хомуты в районе изгибаемых вязаных каркасов	6 мм
Хомуты для ленточного вязаного каркаса высотой не более 800 мм	6 мм
То же, но при высоте вязаного каркаса более 800 мм	8 мм

Ну а количество продольных прутов, необходимое для обеспечения расчетной прочности фундаментной ленты, напрямую зависит от ее размеров и от диаметра используемой арматуры. В соответствии с действующими требованиями СНиП, общая площадь сечения прутов продольного армирования должна составлять не менее 0,1% от площади поперечного сечения ленты. Исходя из этого, несложно произвести необходимый расчет. Чтобы читателю это было сделать еще легче – ниже размещен соответствующий калькулятор.

Калькулятор расчета минимально необходимого количества прутов продольного армирования фундаментной ленты

Перейти к расчётам

После проведения расчетом может оказаться, что для армирования достаточно даже двух или трех прутьев. Однако, при ширине фундаментной ленты более 150 мм и высоте более 300 мм рекомендуется все же размещать два пояса продольного армирования по два прута в каждом – так, как показано на схеме. При этом калькулятор поможет определиться с минимальным значением диаметра – возможно, увеличивая количество прутьев до 4-х штук, можно в целях экономии применить более тонкую арматуру. Правда, не забываем при этом рекомендации размещенной выше таблицы.

Если получилось четное значение, превышающее 4 прута, то арматуру рекомендуется распределить на три пояса, расположив средний по центру между верхним и нижним. Если же получено нечетное количество, пять и более штук, то непарным прутом есть смысл усилить нижний ярус армирования – именно там к фундаментной ленте прикладываются самые высокие изгибающие нагрузки.

Еще одно правило: требованиями СНиП установлено, что расстояние между соседними элементами продольного армирования не должно превышать 400 мм.

Связывание прутов продольного армирования в объемную конструкцию производится с помощью заготавливаемых хомутов. Для их изготовления обычно сооружается специальное приспособление – его несложно собрать на верстаке или на отдельной подставке.

Шаг установки хомутов тоже подчиняется определенным правилам. Так, он не должен быть более ¾ высоты фундаментной ленты, и вместе с тем – не превышать 500 мм. На участках усиления – на углах и примыканиях стен, хомуты устанавливаются еще чаще – об этом будет рассказано ниже.

Если на прямом участке есть необходимость соединения двух прутов арматуры, расположенных по одной линии, то между ними делается нахлест величиной не менее 50d (d – диаметр арматурного прута). В приложении к наиболее часто используемым диаметрам, 10 и 12 мм, такой нахлест составит от 500 до 600 мм. Кроме того, на этом участке желательно установить и дополнительный хомут.

Соединение арматуры и хомутов в единую конструкцию производится путем увязывания с использованием стальной оцинкованной проволоки.

Даже если в личном распоряжении есть сварочный аппарат, а сам хозяин считает себя достаточно опытным сварщиком, все равно армирующая конструкция должна выполняться путём проволочных скруток. Плохо проваренное соединение, а еще хуже – перегрев арматуры приведут к резкому снижению прочностных характеристик создаваемой конструкции. Недаром к свариванию армирующих конструкций в промышленном строительстве допускаются только специалисты высшей квалификации. А кроме того, необходимо еще и использование специализированной арматуры, в обозначении класса которой присутствует индекс «С» — сварочная.

На вопросах практической вязки арматурного каркаса в данной публикации останавливаться не будем – эта тема заслуживает отдельного рассмотрения.

Армирование сложных участков каркасной конструкции

Если с монтажом каркаса на прямых участках армирующего пояса ленточного фундамента все достаточно понятно, то на сложных участках очень часто многие допускают ошибки. Свидетельство тому – многочисленные фотографии, опубликованные в интернете, на которых хорошо видно, что два сходящихся в углу или примыкающих друг к другу каркаса просто связаны проволочными скрутками в точках пересечения арматуры.

Неправильно смонтированные узлы соединения или примыкания арматурных поясов ведут к тому, что нарушается равномерность распределения по осям выпадающей на фундамент нагрузки, что в дальнейшем вполне может закончиться появлением трещин или даже разрушением ленты на этих участках. Существуют определённые схемы армирования подобных узлов – они будут рассмотрены ниже в таблице.

Основные схемы армирования углов и участков примыкания

(На схемах бордовым цветом показана граница ленты фундамента, темно-серым – пруты продольной арматуры, голубым – хомуты каркасной конструкции. Дополнительно различными цветами будут выделяться отдельные специфические элементы узла усиления, что оговаривается в текстовой части. Все иллюстрации даны в миниатюре, которые можно увеличивать кликом мышкой).

Схема армирования углов и примыканий	Краткое описание схемы
УСИЛЕНИЕ НА УЧАСТКАХ ТУПОУГОЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТНОЙ ЛЕНТЫ
	При необходимости выполнить тупоугольное изменение направления ленты фундамента, при условии, что угол превышает 160 градусов, особого усиления можно не предусматривать. Продольные арматуры изгибаются под нужным углом. Шаг установки хомутов (S) практически не изменяется. Единственная особенность – два хомута ставятся рядом в точке изгиба арматуры, расположенной на внутреннем контуре пояса.
	Схожая, казалось бы, ситуация, но угол изменения направления хоть и тупой, но составляет менее 160 градусов. Схема усиления уже иная. Арматурный прут, идущий по внешнему обводу каркаса, просто изгибается в соответствии с нужным направлением. Сходящиеся же но внутреннему контуру к углу прутья делаются длиннее, так, чтобы они пересеклись между собой, достигли противоположной стороны пояса армирования, и закончились на нем изогнутыми под нужным углом лапами (выделены красным цветом). Длина этой изогнутой части-лапы составляет не менее 50d (d – диаметр продольного арматурного прута). Лапы увязываются с внешним прутом армирования, причем шаг установки хомутов на этом участке уменьшается вдвое. В вершине угла на внешнем обводе дополнительно устанавливается вертикальный отрезок арматуры (показан оранжевой стрелкой).
УСИЛЕНИЕ НА ПРЯМЫХ УГЛАХ АРМИРУЮЩЕГО КАРКАСА
	Схема с одним большим захлестом и двумя «лапками». Сходящиеся по внутреннему контуру каркаса продольные арматуры пересекаются между собой, доходят до противоположных стенок опалубки, где изгибаются с образованием «лапок» (показаны красным цветом), расположенных в расходящихся направлениях. Минимальная длина «лапок» — от 35 до 50d. Одна арматура на внешнем контуре обрезается в углу, а вторая, перпендикулярная ей – изгибается с образованием большого нахлеста (показан фиолетовым цветом), который должен иметь такую длину, чтобы по крайней мере полностью перекрывать «лапку». Вся конструкция увязывается с помощью хомутов, шаг которых не должен превышать половину расчетного – 1/2S. Вершина угла изгиба дополнительно усиливается вертикальной арматурой.
	Схема, схожая с предыдущей. Продольные арматуры так же заводятся и изгибаются «лапками», а вместо нахлеста по внешнему контуру армирования установлена L-образная вставка (показана зелёным цветом). Длина каждой из сторон этой вставки – минимум 50d. Увязка узла – с применением хомутов, установленных с уменьшенным вдвое шагом. Остальное – понятно по схеме.
	Схема, удобная в том случае, когда каркасы на каждую сторону вяжутся отдельно, а затем укладываются в опалубку. В данном случае пересечение и увязка каркасов в общую конструкцию производится с помощью U-образных вставок (показаны темно-синим цветом). Длина «рогов» каждой из таких накладок – не менее 50d. Традиционно на участке усиления шаг установки хомутов уменьшается в два раза от расчетного. Обратите внимание на дополнительное усиление области пересечения U-образных вставок вертикальной арматурой.
УСИЛЕНИЕ НА УЧАСТКАХ БОКОВОГО ПРИМЫКАНИЯ ФУНДАМЕНТНОЙ ЛЕНТЫ
	Продольные арматуры основной фундаментной ленты на участке примыкания не прерываются. Продольные арматуры примыкающей ленты пересекаются c внутренним контуром армирования, достигают внешней стороны опалубки и изгибаются «лапками» (красный цвет), которые располагаются в сходящихся направлениях. Увязка хомутами с уменьшенным вдвое шагом, и плюс к этому дополнительно увязывается участок пересечения сходящихся «лапок» с внешней продольной арматурой основной ленты. Длина «лапок» – минимум 50d.
	Схема, удобная при отдельной сборке примыкающих друг к другу арматурных каркасов. Каркас основной ленты не прерывается, а каркас примыкающей – заканчивается по линии пересечения.   Связывание в единую конструкцию осуществляется с помощью L-вставок (зеленый цвет), которые соединяют продольные арматуры примыкающей ленты с внешним контуров основной. Длина стороны такой вставки – минимум 50d. Все хомутовые соединения устанавливаются и увязываются с уменьшенным вдвое шагом.
	Схема усиления участка примыкания с использованием U-образной вставки. Как и в других случаях, каркас основной ленты фундамента не прерывается. Продольные арматуры примыкающего каркаса доведены до внешнего контура и изогнуты «лапками» (красный цвет), которые располагаются в расходящихся направлениях. Длина стороны такой лапки – от 30 до 50d. Основное усиление выполняется U-образной вставкой (темно-синий цвет) с длиной каждого из «рогов» минимум 50d.   Увязка – с традиционно уменьшенным в два раза шагом установки хомутов. Дополнительная увязка с установкой вертикальных арматур – на участке прилегания нижней части U-образной вставки к внешнему контуру армирования основной ленты.

Следует правильно понимать еще один нюанс. На предложенных в таблице схемах показана увязка верхнего яруса арматурного пояса. Но точно такое же усиление должно предусматриваться и в нижнем поясе, тем более, что на нижнюю часть фундаментной ленты обычно выпадают максимальные нагрузки.

Полезные приложения для расчета количества необходимых материалов

Ниже читателю будут предложены три калькулятора, которые помогут в вопросах расчёта количества материала, необходимого для реализации выбранной схемы армирования ленточного фундамента.

Калькулятор расчета количества основной арматуры

Для расчета необходимого количества основной продольной арматуры каркаса ленточного фундамента необходимо знать несколько исходных величин:

• В первую очередь – это общая длина создаваемой фундаментной ленты. Безусловно, сюда должны войти не только внешний периметр, но и все внутренние перемычки, если они предусмотрены проектом.
• Второй параметр – число прутьев продольного армирования. Как определиться с этим количеством – было рассказано выше в данной публикации, с приложением соответствующего калькулятора.
• Третий параметр – это число участков усиления, также рассмотренных выше. Сюда входят все углы и узлы примыкания фундаментных лент. Естественно, на этих участках расход арматуры повышается.

Программа учета, кроме того, учтет необходимость выполнения нахлестов арматурных прутов на прямых участках ленты. Длина нахлеста принимается равной 50d, то есть для наиболее часто используемых диаметров арматуры она составит от 500 до 600 мм.

Калькулятор выдаст результат в штучном количестве арматурного прута стандартной длины (11,7 метров). Иногда сложности транспортировки «длинномеров» вынуждают покупателей приобретать пруты, разрезанные надвое (5,85 метров). С одной стороны – транспортировка упрощается, но с другой – при этом неминуемо возрастает количество нахлестов арматуры при монтаже каркаса, то есть и общий необходимый метраж. В программе расчета предусмотрено и второе итоговое значение, выраженное в количестве «располовиненных» прутов. Это позволит произвести срвнение и сделать последующий выбор в пользу первого или второго варианта.

Цены на хомутатель

хомутатель

Калькулятор расчёта арматуры для изготовления хомутов каркаса

Итак, оптимальным материалом для изготовления хомутов становятся гладкие арматурные пруты класса A-I, диаметром 6 (при высоте ленты до 800 мм) или 8 (при большей высоте) миллиметров.

Шаг установки хомутов, придающих объёмную форму каркасной конструкции – не более 0,75 от высоты ленты (суммарно – и подземный, и цокольный участки), и при этом – не более 500 мм. Кроме того, шаг уменьшается вдвое на участках усиления. Все это учтено в программе предлагаемого калькулятора.

Стандартная форма выпуска арматуры A-I диаметром 6 и 8 мм – пруты длиной 6 метров. Учитывая то, что хомут должен быть цельным, часть прута очень часто уходит в обрезки, которые, впрочем, могут понадобиться на иных участках строительства.

Калькулятор после ввода значений выдаст минимально необходимое штучное количество 6-метровых прутов, которое потребуется для изготовления целых хомутов для всего каркаса ленточного фундамента.

Калькулятор пересчёта количества стандартных арматурных прутьев в весовой эквивалент

Наконец, еще один вспомогательный калькулятор. Дело в том, что некоторые торговые организации, занимающиеся реализацией металлопроката, публикуют свои расценки, выраженные в рублях за килограммы или тонны продукции. Чтобы такое обстоятельство не поставило потребителя в тупик, можно провести быстрый и точный пересчёт необходимого количества арматурных прутов, которое было получено в предыдущих калькуляторах, в его весовой эквивалент. Для этого в программу расчета заложена удельная масса одного погонного метра стандартной арматуры разных диаметров.

• Калькулятор вначале предложит определиться с направлением проведения вычислений – для гладких прутов класса A-I, или для арматуры периодического профиля класса A-III.
• Поле этого необходимо будет указать, соответственно, диаметр гладких или рифленых прутов.
• Далее, с помощью «бегунка» слайдера указывается ранее рассчитанное необходимое количество прутов.
• После нажатия на кнопку расчета будет выдан результат в тоннах и килограммах.

Перейти к расчётам

*   *   *   *   *

Итак, в настоящей публикации были подробно рассмотрены схемы армирования ленточного фундамента, с особым упором на правильную обвязку сложных участков, требующих обязательного усиления. Вопросам практической работы по увязке арматурного каркаса будет посвящена отдельная статья.

Не исключено, что у некоторых читателей остался невыясненным вопрос – а возможно ли для создания армирующего каркаса фундаментной ленты применять современный стеклопластиковый тип арматуры? На это можно ответить так: безусловно, за подобными материалами видится большое будущее. Подобная композитная арматура не подвержена коррозии, она не утяжеляет конструкцию, с ней проще решаются вопросы транспортировки, да и по общей стоимости она может выйти дешевле. Однако, целый ряд специфических особенностей все же ограничивает ее применение, в том числе – и в области возведения фундаментов. Кроме того, ее использование пока что еще не нормировано, то есть определенных строгих правил, базирующихся на точных инженерных расчетах, не существует. А стало быть, самостоятельное применение композитной арматуры для каркаса ленточного фундамента – это весьма рискованное мероприятие, которое неизвестно чем может закончиться.

И в завершение публикации, традиционно – видеосюжет, в котором наглядно показан процесс армирования ленточного фундамента.

Видео: армирование и установка опалубки для заливки малозаглубленной фундаментной ленты

Армирование фундамента: как правильно уложить арматуру

Ленточный фундамент является одним из самых распространенных видов основания для дома. В процессе его возведения большое значение уделяют армированию опалубки. Арматура позволяет увеличить прочность основания и его устойчивость к растягиванию. Данная статья поможет разобраться и понять, какая нужна арматура для ленточного фундамента и на какие детали обращают внимание, чтобы он прослужил долгие годы.

Требования к бетону

После выбора типа фундамента многих волнует вопрос, каким должен быть бетон, его состав и оптимальные пропорции, чтобы произвести качественную заливку основания. Строитель также должен обратить внимание на:

• количество этажей будущего дома;
• вес здания;
• тип грунта;
• уровень подземных вод и промерзания почвы.

Большое значение уделяют качеству бетонного раствора. Любая марка бетона состоит из четырех компонентов:

1. Цемент. Основная составляющая бетона, которую лучше приобретать в проверенных строительных магазинах. У цемента есть срок хранения, поэтому покупать его про запас не рекомендуется. Для заливки ленточного фундамента часто выбирают цемент или портланцемент марки М400.
2. Песок. Специалисты рекомендуют использовать песок, в составе которого есть как крупные, так и мелкие частички. Лучше всего выбирать речной песок с небольшой примесью карьерного. Фракция песка под фундамент составляет 2 – 2,5 мм.
3. Щебень. При строительстве небольших зданий используют гранитный щебень средней фракции от 20 до 40 мм.
4. Вода. Нужно использовать чистую питьевую воду. Вода с высоким содержанием солей и сульфатов снизит качество бетонного раствора.

Если есть необходимость увеличить свойства бетона, часто добавляют пластификаторы. Такие химические добавки способны повлиять на затвердевание, прочность и текучесть массы. Соотношение пластификаторов в бетонном растворе составляет 0,2-0,3%.

Требования к арматуре

Чтобы понять важность установки арматуры необходимо разобраться, что такое армирование.
Оно предназначено для увеличения прочности и надежности фундамента. В процессе эксплуатации основание подвергается нагрузкам:

• от самого здания;
• при движении грунтов;
• от морозного пучения.

От этих нагрузок верхняя часть основания испытывает нагрузку на сжатие, а нижняя на растяжение. Как раз в эти части строители всегда улаживают арматуру, которая берет на себя часть этих нагрузок.  При выборе арматуры для фундамента обращают внимание на:

• диаметр прутьев;
• устойчивость к коррозии;
• необходимость сваривания;
• устойчивость к отрицательным температурам.

Специализированные магазины предлагают арматурные прутья диаметром от 5 до 32 мм с ребристой и обычной гладкой поверхностью.
Ребристые создают лучшее сцепление с бетоном, поэтому их используют как главные элементы. Гладкая арматура выполняет функции дополнительного элемента и устанавливается на зоны не подверженные растяжению.

Для армирования фундамента нужна ребристая арматура диаметром в 8-16 мм и гладкая в 6 мм.

В строительстве фундамента чаще всего используют ребристую арматуру класса А3 (А400). При покупке можно увидеть разную маркировку элементов. Буква «К» в маркировке означает, что прутья покрыты специальным антикоррозийным составом, а буква «С», что стержни можно сваривать.

Требования к армированию

Чтобы провести качественное и надежное армирование фундамента необходимо придерживаться некоторых правил:

1. Совершайте покупку прутьев в специализированных магазинах, которые могут предоставить сертификаты качества на продукцию.
2. Сцепленные между собой прутья не должны деформироваться во время заливки бетонной смесью.
3. Для соединения арматурных элементов лучше использовать ручной способ вязки вместо сваривания стержней.
4. Кроме того, в строительных документах и нормах для железобетонных конструкций описаны допустимые расстояния между арматурными стержнями:

• не больше 40 см для продольных прутьев;
• не больше 30 см для поперечных стержней;
• не меньше 25 см для элементов расположенных вертикально.

По мнению специалистов, диаметр арматуры для ленточного фундамента должен составлять:

• для легких домов на устойчивой почве подходит диаметр от 8 мм;
• для сыпучих и пучинистых грунтов и тяжелых построек от 12 мм.

Расчет количества и диаметра арматуры

Во время расчета необходимого диаметра арматуры используют показатель ширины и глубины ленточного фундамента. Если ширина фундамента достигает 50 см, а его глубина – 100 см, тогда площадь сечения ленты фундамента составит:

• 50 см Х 100 см = 5000 см2.

Согласно нормативным документам, площадь сечения арматуры должна быть не меньше чем 0,01% основания, а значит:

• 5000 см2 Х 0,01% = 5 см2.

Полученный результат находим в специальной таблице для расчета диаметра арматурных стержней. Получается, что для основания дома с такой шириной и глубиной можно использовать:

• 6 стержней диаметром 10 мм;
• 8 стержней диаметром 9 мм;
• 3 стержня диаметром 14 мм.
• Стоит учитывать, что если длина фундамента больше 3 метров, тогда 12 мм – это минимальный допустимый диаметр для использования.

Подсчет количества арматуры проводят самостоятельно в зависимости от схемы армирования.

Некоторые усиливают основание четырьмя прутьями, другие используют шесть. Отличается также армирование углов. Кто-то совершает их Г-образными хомутами, возможно также П-образные схемы и различные вариации.

Чтобы узнать количество продольных элементов, при подсчете высчитывают периметр дома, к нему добавляют показатели стен, которые размещены над лентами фундамента. Полученное число умножают на запланированное количество продольных стержней  находящихся на одной ширине ленты.

Правила армирования ленточного фундамента

Арматурные прутья различаются не только по классу и внешнему виду, они также различаются по своему назначению:

Рабочая продольная (горизонтальная)

Стержни, которые расположены вдоль основания и воспринимают на себя основную нагрузку от факторов сжатия и растяжения. Чтобы увеличить прочность фундамента их устанавливают в нижнюю и верхнюю часть ленты. Диаметр элементов нижнего армирования должен быть больше диаметра верхних прутьев.

Поперечная монтажная

Она устанавливается для связывания между собой отдельных верхних или нижних рабочих стержней. Обеспечивает целостность рабочих элементов и распределяет между ними нагрузку.

Вертикальная

Устанавливается вертикально и соединяет между собой верхнюю и нижнюю продольную арматуру. Правильное армирование ленточного фундамента использует все эти виды прутьев. Только вместе они обеспечат целостность арматурной конструкции и равномерно распределяют нагрузку.

Как правильно армировать фундамент?

Расстояние между прутьями и поверхностью фундамента должно составлять 5 см. Основную нагрузку на себя берут горизонтальные прутья,  поперечные только соединяют каркас в единое целое. Нижний слой прутьев улаживается на специальные подставки.

Большое значение уделяют армированию углов. В этих местах стержни не просто соединяют, а используют для этого отдельные изогнутые Г- или П-образные хомуты. На углах прутья устанавливают чаще и плотнее чем в самом основании.
Армирование свайно-ленточного фундамента ничем не отличается от армирования обычного ленточного основания.

Главные ошибки армирования фундамента:

• армирование углов не хомутами, а обычным перекрещением прутьев;
• расположение стержней в середине фундамента;

• когда в углах фундамента находится только два согнутых стержня;
• неравномерное расположение арматуры по всему основанию.

Как вязать арматурную сетку самостоятельно

Перед началом работ лучше ознакомится с правилами вязания арматуры. Для этого процесса приобретают вязальную проволоку и крючок. Такая проволока хорошо гнется, а средний ее диаметр достигает 1,2-1,3 мм. Крючок можно приобрести в строительном магазине или сделать самостоятельно. Для вязки используются прутья длиной в 5-6 метров. Технология вязания для всех фундаментов одинаковая, а если диаметр прутьев больше 25 мм, тогда стержни соединяют с помощью сварки.

Вязание арматуры можно совершать в удобном для работы месте, потом поместить её в опалубку, а после устанавливать хомуты по углам основания. Чтобы вязание происходило удобней, не используйте слишком длинные отрезки проволоки. Откусите 20 см металлической нити и сложите её вдвое. Нахлест арматурных прутьев при связывании достигает 2 см.

Вязание арматуры при помощи специального приспособления

Кроме обычных крюков строительный рынок предлагает множество дополнительных приспособлений и инструментов, чтобы не только ускорить процесс вязания арматуры, но сделать это надежно и прочно:

Пистолет для вязки арматуры

Значительно сокращает трату времени на связывание прутьев. Потребуются дополнительные траты на инструмент, зато он обеспечит более надежную затяжку проволоки. В пистолете проволока находится в специальном барабане, который легко заменить. Однако он имеет вес в 2-3 кг и не всем строителям удобно с ним работать.

Полуавтоматический и автоматический крюк для вязки арматуры

Специализированные инструменты, которые значительно сокращают время сборки арматурного каркаса для фундамента. Вязку стержней можно производить с помощью обычных пассатижей. Некоторые строители в домашних условиях используют шуруповерт, в который вставляют согнутый гвоздь.

Вязка арматуры – важный этап при заливке ленточного фундамента и на качественных инструментах лучше не экономить.

Как вязать армированную сетку в траншее

Вязать арматурный каркас в траншее сложнее, чем на свободной территории. Лучше заранее продумать схему соединения элементов, чтобы в дальнейшем не тратить время на переделку работы. Приобретите в специализированном магазине фиксаторы для арматуры. Они расположат сетку выше опалубки и обеспечат равномерное нанесение бетонного раствора на всю арматуру.

Работать в траншее одному человеку не удастся, при такой работе нужен помощник. В начале, в траншею вбиваются вертикальные прутья, к ним крепится горизонтальная рабочая арматура. В конце приступают к упрочнению углов основания.

Сваривание арматуры для армирования

Сварка арматурных элементов быстрее в сравнении с вязанием прутьев, однако, она значительно снижает прочность металлического каркаса. После сварки прутья становятся более хрупкими, что влияет на качество ленточного основания. Если возводится тяжелое здание в несколько этажей, а местность имеет проблемный грунт, лучше отказаться от такого способа соединения арматурных стержней.

Для сваривания арматуры необходимо приобрести специальные стержни класса А500 и дополнительной маркировкой «С». Сварка арматуры может происходить разными способами:

• контактным;
• ванным;
• стыковым;
• контактно-точечный.
• Если арматура сваривается контактным путем очень важно контролировать силу тока, от которой зависит качество шва.

Практические советы

Армирование кирпичных стен укладывается на раствор между кладками кирпича. Процесс работ начинают с самого низа. Особое внимание уделяют дверным и оконным проемам, так как в них часто возникают трещины. Отдельные элементы арматуры можно соединять вязальной проволокой.

«Как армировать газобетонные блоки?»

Армирование газобетона производят арматурной сеткой. Для расположения арматуры проделайте в блоках пазы штраборезом. Канавы очищают от мусора и укладывают арматуру связанную специальным крючком. После укладки арматуры пазы заливают цементным раствором.
Правильное угловое армирование должно защитить фундамент от трещин и обеспечить сопротивляемость основания силам растяжения и сжатия. Жесткость соединения обеспечивается как способом вязки, так и свариванием. Качественную прочность угловому основанию создают П- и Г- образные хомуты.

🔨 подробное, пошаговое описание процесса

В процессе эксплуатации бетонный фундамент подвергается не только давлению веса строения, но и разнонаправленным нагрузкам, вызванным множеством причин. Например:

• неравномерное изменение объема грунта, вызываемое замерзающей водой;
• перемещение слоев грунта относительно друг друга;
• неравномерная нагрузка из-за особенностей строения и пр.

Решение простое — это значительно усилить фундамент внедрением металлического каркаса.

Что даёт внедрение металлического каркаса

• Устойчивость обычного бетона на сжатие в 50 раз больше, чем на растяжение или изгиб. Внедрение в фундамент силового каркаса усиливает сопротивление растяжению и изгибу;
• Использование каркаса делает из бетона железобетон — материал, который с одинаковым успехом держит нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб.

Тонкости при армировании фундаментного основания

Силовой металлический каркас собирается из гладкой и ребристой арматуры Ø7÷32 мм. Как и в любой работе, при армировании фундамента есть ряд секретов и тонкостей, которые не только усилят его прочность, но и помогут сэкономить:

• Обычно для создания горизонтального каркаса используют арматуру А3 Ø10÷16 мм. Данная маркировка говорит о ребристой поверхности прутка, которая обеспечит лучшее сцепление с бетоном.
• При высоте бетонной ленты более 150 мм горизонтальные элементы рекомендуется укрепить вертикальными. Чтобы снизить расходы, эти соединения можно выполнить обычной арматурой А1 Ø6÷8 мм с гладкой поверхностью.
• Расположение горизонтальных слоев силового армирования в верхнем и нижнем слое фундамента эффективно компенсирует нагрузки на всех направлениях. В отдельных случаях требуется добавление дополнительного горизонтального армирующего слоя внутри бетонной отливки.
• Укрепление горизонтальных слоев может проводиться горизонтальными перемычками, частоту и диаметр которых рассчитывают исходя из расчетных нагрузок вдоль поперечной оси. Это предотвращает появление в отливке дополнительных трещин и фиксирует продольную арматуру горизонтальных силовых секций.
• Эффективность крепления горизонтальными и вертикальными соединяющими перемычками можно значительно увеличить, сгибая их в рамку вокруг направляющих прутов.

О расстоянии между элементами каркаса

Вычисление необходимого расстояния между элементами каркаса проводится согласно СНиП 52-01-2003:

1. Минимальный шаг между прутами арматуры зависит от ее сечения и диаметра наполнителя в бетоне (например, щебня или бутового камня), расположения и направления силовых элементов, способа уплотнения бетона. Он должен быть не менее сечения прутка, но и не более 25 мм.

2. Перед определением расстояние между арматурой в продольном направлении, определяем, назначение и геометрические размеры будущей бетонной отливки, но оно не должно быть меньше двойного сечения самой арматуры, но и не более 400 мм.

Армирующий каркас

3. Для поперечных элементов, фиксирующих горизонтальные слои, расстояние друг от друга должно быть больше половины высоты элемента, но и не более 300 мм.

4. Схемы армирования ленточного или монолитного плиточного фундамента должны предусматривать, чтобы арматура не касалась опалубки и не доходила до верхней и нижней поверхности отливки не менее 50 мм.

Крепление армирующего пояса

Фиксацию прутов армирующего пояса выполняют:

• вязальной проволокой — отрезками около 300 мм, сложенными вдвое, обвязывают место соединения и стягивают при помощи крюка или специального механического устройства;
• точечной электросваркой — способ подходит только для арматуры с наличием в маркировке буквы «С»;
• пластиковыми строительными хомутами.

Схема армирования различных узлов

На представленных ниже рисунках показаны схемы вязки углов и примыканий, где:
• d — диаметр армирующего прута;
• L — длина прута.

Важно! В углах и примыканиях пруты должны не просто пересекаться, а их надо загибать, заводя друг на друга с нахлестом. Тогда каркас станет единой пространственной конструкцией, обеспечивающей необходимую жесткость фундамента, защищая его от разрушения при разнонаправленных нагрузках.

Заказать забивку свай под строительство фундаментов

Мы занимаемся забивкой свай для строительства фундамента и готовы провести работы по погружению Ж/Б свай

Армирование ленточного фундамента — правила, схемы, инструкции!

Армирование ленточного фундамента значительно увеличивает его характеристики по прочности, позволяет создавать устойчивые конструкции при одновременном уменьшении веса.

Армирование ленточного фундамента

Расчеты арматуры и схемы армирования выполняются согласно положениям действующего СНиПа 52-01-2003. Документ имеет подробные требования   к расчетам, дает сноски на нормативные документы и своды правил.

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Файл для скачивания

СНиП 52-01-2003

Ленточный фундамент должен отвечать выдвигаемым требованиям по долговечности, надежности, устойчивости к различным климатическим факторам и механическим нагрузкам.

Содержание материала

Требования к бетону

Главными характеристиками прочности бетонных конструкций является показатель сопротивления осевому сжатию (Rb,n), растяжению (Rbt,n) и поперечному излому. В зависимости от нормативных стандартных показателей бетона подбирается его конкретная марка и класс. С учетом ответственности конструкции могут использоваться поправочные коэффициенты надежности, которые колеблются от 1,0 до 1,5.

Эпюра изгибающих моментов

Требования к арматуре

Во время армирования ленточных фундаментов устанавливается вид и контролируемые значения качества арматуры. Стандартами допускается к применению горячекатаная строительная арматура периодического профиля, термически обработанная арматура или механически упрочненная арматура.

Строительная арматура

Класс арматуры выбирается с учетом гарантированного значения предела текучести при максимальных нагрузках. Кроме характеристик на растяжение, нормируется пластичность, стойкость к коррозии, свариваемость, устойчивость к отрицательным температурам, релаксационная стойкость и допустимое удлинение до начала разрушительных процессов.

Таблица классов арматуры и марок стали

Расчет ленточного фундамента производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 27751, рассчитываются показатели предельных нагруженных состояний по группам.

К первой группе отнесены  состояния, приводящие к полной непригодности фундамента, ко второй группе отнесены состояния, приводящие к частичной потере устойчивости, затрудняющие нормальную и безопасную эксплуатацию зданий. По предельно допустимым состояниям второй группы производятся:

• расчеты по появлению первичных трещин на поверхности ленточного фундамента;
• расчеты по временному периоду увеличения образовавшихся трещин в бетонных конструкциях;
• расчеты по линейным деформациям ленточных фундаментов.

К основным показателям по устойчивости к деформации и прочности строительной арматуры относится максимальная прочность при растяжении или сжатии, определяемая в лабораторных условиях на специальных испытательных стендах. Технология и методы испытаний прописаны в государственных стандартах. В некоторых случаях производитель может пользоваться нормативно-технической документацией, разработанной предприятием. При этом нормативно-техническая документация должна в обязательном порядке утверждаться контролирующими органами.

Для бетонных конструкций эти значения могут ограничиваться максимальными показателями изменения линейности бетона. В качестве обобщенных показателей принимаются фактические диаграммы состояния арматуры при кратковременном одностороннем воздействии расчетных нормативных нагрузок. Характер диаграмм состояния строительной арматуры устанавливается с учетом ее конкретного вида и марки. Во время инженерного расчета армированного фундамента диаграмма состояний определяется после замены нормативных показателей фактическими.

Требования к армированию

Арматурный каркас – фото

1. Требования к размерам железобетонной конструкции. Геометрические размеры фундамента не должны препятствовать правильному пространственному размещению арматуры.
2. Защитный слой должен обеспечивать совместное сопротивление нагрузкам арматуры и бетона, предохранять от воздействия внешней среды и обеспечивать устойчивость конструкции.
3. Минимальное расстояние между отдельными стержнями арматуры должно гарантировать совместную работу ее с бетоном, позволять правильно стыковать и обеспечивать правильную технологическую заливку бетона.

Схема ленточного армированного фундамента

Для армирования можно использовать только качественную арматуру, вязание сеток выполняется с учетом расчетных проектных показателей. Отклонения от значений не могут выходить за поля допусков, регламентируемых СНиП 3.03.01. Специальные строительные мероприятия должны обеспечивать надежную фиксацию арматурной сетки согласно существующим правилам.

Арматурный каркас для ленточного фундамента

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. Строительные нормы и правила. Файл для скачивания

СНиП 3.03.01

Во время загиба арматуры нужно пользоваться специальными приспособлениями, минимальный радиус изгиба зависит от диаметра и конкретных физических характеристик строительной арматуры.

Цены на арматурную сетку

арматурная сетка

Видео – Ручной станок для гибки арматуры, видеоинструкция

Видео – Как гнуть арматуру. Работа на самодельном станке

Арматура вставляется в опалубку, изготовление опалубки следует выполнять с учетом требований ГОСТа 25781 и ГОСТа 23478.

ФОРМЫ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Технические условия. Файл для скачивания

ГОСТ 25781

Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 23478

Расчет количества и диаметра арматуры

Для ленточного фундамента бань применяется строительная арматура с периодическим профилем Ø 6÷12 мм.

Арматура периодического профиля Ø 10 мм

Действующие государственные нормативные акты регламентируют минимальное количество прутков в бетоне для придания ему максимальных характеристик прочности. Минимальное общее сечение продольных прутков арматуры не может составлять ≤ 0,1% площади сечения ленты фундамента. К примеру, если ленточный фундамент имеет сечение 12000×500 мм (площадь сечения равняется 600000 мм2), то общая площадь всех продольных прутков должна составлять не менее 600000×0,01%=600 мм2. На практике застройщики редко выдерживают этот показатель, учитывается еще и вес бани, характер грунтов и конкретная марка бетона. Эта расчетная величина может считаться ориентировочной, отклонения от рекомендованных значений не должно превышать ≈20% в меньшую сторону.

Количество арматуры вычисляют математически

Для расчета количества арматуры нужно знать площадь сечения ленты фундамента и площадь сечения арматурного прутка. Для облегчения выполнения подсчетов предлагаем вашему вниманию готовую таблицу.

Теперь расчеты существенно облегчаются. К примеру, для армирования ленточного фундамента вы используете восемь рядов арматуры диаметром 10 мм. Согласно таблице общая площадь стержней равняется 628 мм. Такой каркас может работать с бетонной лентой глубиной 120 см и шириной 50 см. Несколько лишних квадратных миллиметров можно не принимать во внимание, они будут дополнительной страховкой на случай нарушения технологии вязки или изготовления некачественного бетона.

Кроме этих показателей нужно определиться с диаметрами стержней для фундаментов. Эти показатели зависят от многих составляющих, для упрощенных расчетов можно пользоваться предлагаемой таблицей.

Допустимые диаметры арматуры

При помощи этой таблицы можно без проблем подобрать рекомендуемый диаметр арматуры для ленточного фундамента.

Правила армирования ленточного фундамента

Существует несколько схем вязки арматуры, каждый застройщик может пользоваться наиболее удобной для себя. Выбор схемы нужно осуществлять с учетом размеров фундамента и его несущих характеристик.

Схемы вязки арматуры

Арматуру можно вязать отдельно, а потом готовые элементы конструкции опускать в траншею фундамента и соединять между собой, а можно сразу вязать в траншее. Оба способа почти равноценные, но есть небольшая разница. На земле все главные прямолинейные элементы можно делать самостоятельно, при работе в траншее обязателен помощник. Для вязки нужно изготовить специальный крючок, соединение выполняется мягкой проволокой диаметром ≈0,5 мм.

Вязка крючком арматуры

Вязка арматуры крючком

В некоторых статьях можно встретить советы во время вязки пользоваться ручной электрической дрелью – не обращайте на них внимания. Так могут писать те, кто понятия не имеет о работе.

Дрель с крючком

Во-первых, от дрели рука устанет намного больше и быстрее, чем от легкого крючка. Во-вторых, под ногами всегда будут путаться кабели, цепляться за торцы арматуры и т. д. В-третьих, не на всех строительных участках есть электрическая энергия. И, в-четвертых, у вас узлы из проволоки постоянно будут или недотянутыми или разорванными.

Для вязки арматуры применяется тонкая мягкая и проволока, а она имеет низкую прочность. Проволоку хорошо натягивайте, прочное связывание должно происходить за два–три оборота крючка. В противном случае намного понижается производительность труда и увеличивается утомляемость. Еще есть варианты сваривания арматуры, о них мы поговорим в следующем разделе статьи.

Цены на вязальную проволоку

вязальная проволока

Как вязать арматурную сетку самостоятельно

Мы уже выше говорили, что таким способом можно вязать арматуру на земле. Изготавливаются только прямолинейные участки сетки, углы привязываются уже после их опускания в траншею.

Шаг 1. Подготовьте куски арматуры. Стандартная длина прутков шесть метров, по возможности трогать их не нужно. Если вы опасаетесь, что с такой диной будет сложно работать – разрежьте их пополам.

Резка арматуры

Мы советуем начинать вязать арматуру для самого короткого участка ленточного фундамента, это даст возможность приобрести небольшой опыт и уже более уверенно справляться с длинными прутками. Резать их не рекомендуется, это увеличивает расход металла и понижает прочность фундамента. Размеры заготовок рассмотрим на примере ленточного фундамента высотой 120 см и шириной 40 см.

Арматура должна со всех сторон заливаться бетоном толщиной не менее 5 сантиметров. Это исходные условия. С учетом таких показателей чистые размеры арматурного каркаса должны составлять по высоте не более 110 см (минус 5 см с каждой стороны) и по ширине 30 см (минус 5 см с каждой стороны). Для вязки нужно прибавить по два сантиметра с каждой стороны на нахлест. Значит, заготовки для горизонтальных перемычек должны иметь длину 34 см, заготовки для вертикальных перемычек должны иметь длину 144 см. Но таким высоким каркас делать не стоит, достаточно иметь высоту 80 см.

Как правильно вязать арматуру

Шаг 2. Выберите ровную площадку, положите два длинных прутка, подровняйте их торцы.

Шаг 3. На расстоянии ≈ 20 см от торцов привяжите по обеим крайним сторонам горизонтальные распорки. Для вязки нужна проволока длиной примерно 20 сантиметров. Сложите ее вдвое, просуньте под местом связывания и затяните проволоку обыкновенным прокручиванием вязального крючка. Не переусердствуйте с усилием, проволока может не выдержать. Величина усилий скручивания определяется опытным путем.

Шаг 3. На расстоянии приблизительно 50 сантиметров привязывайте по очереди все оставшиеся горизонтальные распорки. Все готово – отложите конструкцию на свободное место и таким же образом сделайте еще один элемент каркаса. У вас получилась верхняя и нижняя часть, теперь нужно скрепить их вместе.

Шаг 4. Далее следует приспособить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к любому предмету. Главное, чтобы связанные элементы занимали устойчивое боковое положение, расстояние между ними должно равняться высоте вязаной арматуры.

Вязка армокаркаса

Шаг 5. По торцам привязать по две вертикальные распорки, размеры вы уже знаете. Когда каркас стал уже более-менее напоминать готовое изделие – привязывайте все остальные куски. Не спешите, проверяйте все размеры. Хотя у вас заготовки и одинаковой длины, проверка размеров не повредит.

Шаг 6. По такому же алгоритму нужно на земле связать все прямые участки каркаса.

Шаг 7. Положите на дно траншеи фундамента подкладки высотой не менее пяти сантиметров, на них будут лежать нижние прутки сетки. Поставьте боковые подпорки, выставьте сетку в правильном положении.

Армирование (каркас установлен в опалубку)

Шаг 8. Снимите размеры непровязанных углов и стыков, заготовьте куски арматуры для соединения каркаса в единую конструкцию. Имейте в виду, что нахлест торцов арматуры должен быть не менее пятидесяти диаметров прутка.

Шаг 9. Привяжите нижний поворот, затем вертикальные стойки и к ним верхний. Проверьте расстояние армирования ко всем поверхностям опалубки.

Вязание арматуры в углах

Армирование готово, можно начинать заливку фундамента бетоном.

Вязание арматуры при помощи специального приспособления

Для изготовления приспособления вам понадобится несколько досок толщиной примерно 20 мм, качество пиломатериалов может быть произвольным. Изготовить шаблон нетрудно, а работу он упростит значительно.

Шаг 1. Отрежьте четыре доски по длине арматуры, соедините их по две на расстоянии шага вертикальных стоек. Должно получиться два одинаковых шаблона. Внимательно следите, чтобы разметка расстояния между рейками была одинаковой, в противном случае не будет вертикального положения соединительных элементов.

Шаг 2. Сделайте две вертикальные подпорки, высота подпорок должна отвечать высоте арматурной сетки. Подпорки должны иметь боковые угловые упоры, не позволяющие им опрокидываться. Все работы по вязке нужно проводить на ровной площадке. Проверьте устойчивость собранного приспособление, исключите вероятность его опрокидывания вовремя производства работ.

Шаг 3. Поставьте ноги упоров на две сбитые доски, две верхние доски установите на верхнюю полку упоров. Зафиксируйте их положение любым способом.

Схема вязки арматуры при помощи хомутов

У вас получился макет арматурной сетки, теперь работы можно выполнять быстро и без посторонней помощи. Установите на размеченные места подготовленные вертикальные распорки арматуры, предварительно при помощи гвоздей временно зафиксируйте их положение. На каждую горизонтальную металлическую перемычку поставьте пруток арматуры. Такую операцию следует повторить по всем сторонам каркаса. Проверьте их положение еще раз. Все правильно – берите проволоку и крючок и начинайте вязать. Приспособление целесообразно делать, если у вас есть много одинаковых участков сетки из арматуры.

Видео – Как вязать арматуру при помощи приспособления

Как вязать армированную сетку в траншее

Работать в траншее намного сложнее из-за стесненных условий. Нужно хорошо продумать схему вязания отдельных элементов, чтобы не пришлось потом ползать между прутками арматуры. Кроме того, самостоятельно связать сетку не получится, нужно работать с помощником.

Шаг 1. Положите на дно траншеи камни или кирпичи высотой не менее пяти сантиметров, они приподнимут металл от земли и позволят бетону со всех сторон закрыть арматуру. Расстояние между камнями должно равняться ширине сетки.

На фото – фиксатор для армокаркаса

Шаг 2. На камни нужно класть продольные прутки. Горизонтальные и вертикальные прутья должны уже быть порезаны по размерам, как их мерить мы уже рассказывали.

Шаг 3. Начинайте формировать скелет каркаса с одной стороны фундамента. Если вы предварительно привяжете к лежащим пруткам горизонтальные распорки, то работать будет легче. Помощник должен придерживать концы прутков до тех пор, пока они не зафиксируются в нужном положении.

Работ по армированию

Шаг 4. По очереди продолжайте вязать арматуру, расстояние между распорками должно составлять приблизительно пятьдесят сантиметров.

Шаг 5. По такому же алгоритму свяжите арматуру на всех прямолинейных участках фундаментной ленты.

Шаг 6. Проверьте размеры и пространственное положение каркаса, при необходимости нужно поправить положение и исключить прикосновения металлических частей к опалубке.

Армировка фундамента

Шаг 7. Теперь пора заняться углами фундамента. На картинке дан довольно сложный вариант вязания в углах, вы можете для себя придумать проще. Главное, чтобы соблюдалась длина нахлестов. И еще одно замечание. В углах фундамент работает не только на изгиб, но и на вертикальный разрыв. Эти усилия держат вертикальные прутки строительной арматуры, не забывайте их устанавливать. Для гарантии для этих целей можно использовать арматуру с большим диаметром.

Усиление углов арматурного каркаса

Схемы армирования

Сваривание арматуры для армирования

Нужно знать, что любая сварка ухудшает физические характеристики прочности арматуры, использовать этот метод следует только в крайних случаях.

Сваривание арматуры для армирования

Если все же приходится использовать сварку, то делайте все возможное, чтобы в одном месте накладывать минимальное количество швов, сдвиньте на несколько сантиметров шаг фиксации горизонтальных и вертикальных упоров. Во время сваривания точно выдерживайте оптимальные показатели силы тока и диаметр электродов. Металл в местах наложение шва не должен перегреваться.

Сварка арматуры – фото

И самое важное – для сваривания пригодна только специальная арматура, марки такой арматуры обозначаются буквой «С». Кстати, эта арматура существенно дороже обыкновенной.

Схема армирования ленточного фундамента

Практические советы

Есть несколько способов, с помощью которых можно ускорить и облегчить процесс вязки и при этом улучшить качество конструкции и уменьшить расход материалов.

Для распорок согните арматуру в виде буквы «П». Для этого можно за пару часов сделать элементарный станок, а пригодится он не только для гибки прутков. Для начала нужно согнуть один образец, проверить его размеры и только потом, используя образец в качестве шаблона, заготовить все соединения. Такие распорки намного легче вязать, они сразу держат нужный размер конструкции. Еще один плюс – сокращается расход дорогостоящего материала. На первый взгляд, экономия кажется несущественной, максимум десять сантиметров на одном соединении. Но если умножить десять сантиметров на количество штук и на цену арматуры, то получится очень «приятная» сумма.

Самодельный станок для гибки арматуры

Гнутая арматурная сетка

Для распорок можно использовать арматуру меньшего диаметра и необязательно дорогую строительную периодического профиля. Подойдут даже металлические прутки или катанка соответствующего диаметра.

Если у вас нет никакого опыта выполнения подобных работ, то лучше самостоятельно ее не делать. Наличие помощника намного облегчает процесс и делает его более безопасным.

По цене армированный фундамент значительно дороже обыкновенного, применяйте этот метод усиления архитектурных конструкций в крайних случаях. Есть много более дешевых способов для увеличения несущих характеристик ленточного фундамента. Правда, они не всегда могут использоваться, все зависит от особенностей проекта бани, характеристик грунтов и ландшафта.

Армирование ленточного фундамента. Использована несъемная опалубка

Армирование следует производить во всех частях фундамента, даже в средних перемычках для межкомнатных перегородок

Несколько слов можно сказать о предварительно нагруженном армировании. Это сложный метод, позволяющий значительно улучшить все показатели ленточного фундамента без увеличения количества арматуры. Сущность метода состоит в предварительном нагружении прутков усилиями противоположными тем, которые будут действовать на конструкцию во время эксплуатации фундамента. К примеру, если пруток будет работать на растяжение, то его предварительно сжимают и т. д.

Видео – Армирование монолитных ленточных фундаментов неглубокого заложения

Видео – Армирование фундамента своими руками

расчет и схема вязки арматуры, как правильно вязать

Любое здание не может обойтись без надежного и крепкого основания. Строительство фундамента является наиболее важным и трудоемким этапом. Но в этом случае должны быть соблюдены все правила и требования по укреплению фундамента. Для этой цели возводят ленточный фундамент, который способен сделать основу сооружения крепкой и надежной. Стоит рассмотреть подробнее особенности ленточного фундамента, а также технологию выполнения армирования конструкции.

Особенности

Ленточный фундамент представляет собой монолитную бетонную полоску без разрывов на дверные проемы, становящуюся основой под строительство всех стенок и перегородок конструкции. Основой ленточной конструкции является бетонированный раствор, который изготавливается из цемента марки М250, воды, песочной смеси. Для его упрочнения применяют арматурный каркас, выполненный из металлических прутьев разных диаметров. Лента углубляется на определенное расстояние в почву, одновременно выступая над поверхностью. Но ленточный фундамент подвергается серьезным нагрузкам (движение грунтовых вод, массивная конструкция).

В любой ситуации нужно быть готовым к тому, что различные негативные влияния на сооружения могут сказываться на состоянии основы. Поэтому, если армирование выполнено неправильно, при первой малейшей угрозе фундамент может разрушиться, что приведет к разрушению всей постройки.

Армирование имеет следующие преимущества:

• препятствует проседанию грунта под зданием;
• утвердительно сказывается на шумоизоляционных качествах фундамента;
• повышает устойчивость фундамента к резким перепадам температурных режимов.

Требования

Расчеты арматурных материалов и схемы армирования выполняются в соответствии с правилами функционирующего СНиПА 52-01-2003. Сертификат имеет конкретные правила и требования, которые необходимо выполнять при армировании ленточного фундамента. Главнейшими показателями прочности бетонных сооружений являются коэффициенты сопротивляемости на сжатие, растяжение и поперечный излом. В зависимости от установленных стандартизированных показателей бетона подбирается определенная марка и группа. Выполняя армирование ленточного фундамента, определяется тип и контролируемые показатели качества арматурного материала. По ГОСТу допускается использование горячекатаной строительной арматуры повторяющегося профиля. Группа арматуры выбирается в зависимости от предела текучести при предельных нагрузках, она должна обладать пластичностью, стойкостью к ржавчине и низким температурным показателям.

Виды

Для армирования ленточного фундамента употребляется два вида прутьев. Для осевых, которые несут ключевую нагрузку, необходим класс АII или III. При этом профиль должен быть ребристый, ведь он обладает лучшей адгезией с бетонным раствором, а также в соответствии с нормой передает нагрузку. Для суперконструкционных перемычек используют более дешевую арматуру: гладкую класса АI, толщина которой может быть 6–8 миллиметров. За последнее время большой востребованностью стала пользоваться стеклопластиковая арматура, ведь она обладает лучшими прочностными показателями и длительными эксплуатационными сроками.

Большинство проектировщиков не рекомендуют ее употреблять для фундаментов жилых помещений. По правилам это должны быть железобетонные конструкции. Особенности таких стройматериалов давно известны. Разработаны специализированные арматурные профили, которые способствуют тому, что бетон и металл объединяются в целостную конструкцию. Каким образом будет вести себя бетон со стеклопластиком, как надежно будет данная арматура соединяться с бетонной смесью, а также успешно ли эта пара будет справляться с различными нагрузками – все это малоизвестно и практически не испробовано. Если есть желание поэкспериментировать, можно применить стекловолоконную либо железобетонную арматуру.

Расчет

Расход арматуры нужно выполнять на этапе планирования чертежей фундамента, чтобы в дальнейшем с точностью знать, какое количество стройматериала потребуется. Стоит ознакомиться с тем, как рассчитать количество арматуры для мелкозаглубленного основания высотой 70 см и шириной 40 см. Для начала необходимо установить внешний вид металлокаркаса. Он будет изготовлен из верхнего и нижнего армопояса, в каждом по 3 арматурных прутьев. Промежуток между прутками будет равняться 10 см, а также нужно добавить еще 10 см для защитного бетонированного слоя. Присоединение будет выполняться провариваемыми отрезками из арматуры идентичных параметров с шагом 30 см. Диаметр арматурного изделия равен 12 мм, группа А3.

Расчет необходимого количества арматуры выполняется следующим образом:

• чтобы определить расходование прутков на осевой пояс, нужно сделать расчет периметра фундамента. Следует взять символическое помещение с периметром 50 м. Так как в двух армопоясах находится по 3 прутка (в сумме 6 штук), то потребление составит: 50х6=300 метров;
• теперь следует рассчитать, какое количество соединений потребуется для стыкования поясов. Для этого необходимо разделить общий периметр на шаг между перемычками: 50: 0,3=167 штук;
• соблюдая определенную толщину ограждающего бетонного слоя (около 5 см), величина перпендикулярной перемычки будет составлять 60 см, а осевой – 30 см. Численность отдельного типа перемычек на одно соединение составляет 2 штуки;
• нужно высчитать расходование прутков на осевые перемычки: 167х0,6х2=200,4 м;
• расход изделий для перпендикулярных перемычек: 167х0,3х2=100,2 м.

В итоге расчет арматурных материалов показал, что общее количество для расходования составит 600,6 м. Но это число неокончательно, необходимо приобретать изделия с запасом (10–15%), поскольку придется выполнять усиление фундамента в угловых областях.

Схема

Постоянное движение грунтов оказывает серьезнейшее давление на ленточный фундамент. Чтобы он крепко противостоял таким нагрузкам, а также на этапе планировки ликвидировал источники образования трещин, специалисты рекомендуют позаботиться о правильно выбранной схеме армирования. Схема армирования фундамента – это конкретное расположение осевых и перпендикулярных прутков, которые собраны в единую конструкцию.

В СНиПе №52-01-2003 четко рассматривается каким образом выполняют укладку арматурных материалов в фундамент, с каким шагом в различных направлениях.

Стоит рассмотреть следующие правила из данного документа:

• шаг укладывания прутьев зависит от диаметра арматурного изделия, габаритов гранул щебенки, метода укладки бетонного раствора и его уплотнение;
• шаг рабочего упрочнения – это дистанция, которая равна двум высотам сечения упрочняющей ленты, но не больше 40 см;
• поперечное упрочнение – это расстояние между прутьями составляет половину ширины самого сечения (не больше 30 см).

Определяясь со схемой армирования, необходимо учитывать тот факт, что в опалубку монтируется собранный в одно целое каркас, а внутри будут обвязываться только угловые участки. Число осевых армированных слоев должно быть не менее 3 по всему контуру фундамента, ведь заранее невозможно определить области с наиболее сильными нагрузками. Наиболее востребованными являются схемы, у которых соединение арматуры выполняется таким образом, чтобы образовывались ячейки геометрических фигур. В данном случае гарантируется крепкое и надежное фундаментальное основание.

Технология работ

Армирование ленточного фундамента проводится с учетом следующих правил:

• для функционирующей арматуры применяют прутья группы А400, но не ниже;
• специалисты не советуют употреблять в качестве соединения сварку, поскольку она притупляет сечение;
• на углах арматура в обязательном порядке связывается, но не сваривается;

• для хомутов не разрешено использовать безрезьбовую арматуру;
• необходимо строго выполнять защитный бетонированный слой (4–5 см), ведь он является защитой металлических изделий от коррозии;
• при выполнении каркасов прутья в осевом направлении соединяются с нахлестом, который должен составлять не меньше 20 диаметров прутьев и не меньше 25 см;
• при частом размещении металлических изделий необходимо соблюдать крупность заполнителя в бетонном растворе, он не должен застревать промеж прутков.

Подготовительные работы

Прежде чем приступать к работе, необходимо очистить рабочий участок от различного мусора и мешающих предметов. По предварительно подготовленной разметке выкапывается траншея, которую можно сделать вручную либо с помощью специализированной техники. Чтобы стены были в идеально ровном состоянии, рекомендуется монтировать опалубку. В основном каркас помещают в траншею вместе с опалубкой. После чего выполняют заливку бетоном, а также в обязательном порядке проводится гидроизоляция конструкции посредством рубероидных листов.

Способы вязки арматуры

Схема упрочнения ленточного фундамента допускает соединение прутьев методом связки. Связанный металлокаркас обладает повышенной крепостью сравнительно со сварочным вариантом. Это объясняется тем, что увеличивается риск прожига металлических изделий. Но это не относится к заводским изделиям. Допускается для ускорения работ выполнять армирование на прямолинейных участках методом сваривания. Но армировку углов производят только с применением вязальной проволоки.

Перед тем как вязать арматуру нужно приготовить необходимые инструменты и стройматериалы.

Существует такие два способа связывания металлических изделий:

• специализированный крючок;
• вязальная машинка.

Первый способ подходит для небольших объемов. Кладка арматуры в данном случае займет слишком много времени и сил. В качестве соединяющего материала применяют отожженную проволоку, диаметр которой составляет 0,8–1,4 мм. Употребление иных стройматериалов запрещено. Арматуру можно связать отдельно, а после опустить в траншею. Либо выполнять связывание арматуры внутри котлована. Оба способа рациональные, но имеются некоторые различия. Если изготавливать на поверхности земли, то можно справиться самостоятельно, а в траншее понадобится помощник.

Как правильно вязать арматуру в углах ленточного фундамента?

Для угловых стен используется несколько методов связывания.

• Лапкой. Для осуществления работ на конце каждого прута делают лапку под углом 90 градусов. В данном случае стержень напоминает кочергу. Величина лапки должна составлять не меньше 35 диаметров. Загнутый участок стержня подсоединяют к соответствующему вертикальному участку. В результате чего получается, что наружные прутья каркаса одной стены присоединены с наружными другой стены, а внутренние присоединяются к внешним.

• С использованием Г-образных хомутов. Принцип выполнения схож с предшествующей вариацией. Но здесь не нужно изготавливать лапку, а берут спецэлемент Г-образной формы, величина которого составляет не меньше 50 диаметров. Одну часть привязывают к металлокаркасу одной стеновой поверхности, а вторую – к вертикальному металлокаркасу. При этом внутренние и наружные хомуты соединяются. Шаг хомутов должен формироваться ¾ от высоты стены подвального помещения.

• С использование П-образных хомутов. На угол понадобится 2 хомута, величина которых составляет 50 диаметров. Каждый из хомутов приваривают к 2 параллельным прутьям и 1 перпендикулярному стержню.

Как правильно нужно армировать углы ленточного фундамента, смотрите в следующем видео.

Как выполнить армировку на тупых углах?

Для этого наружный пруток гнут до определенной градусной величины и крепят к нему дополнительно стержень для качественного усиления прочности. Внутренние спецэлементы соединяются с наружным.

Как вязать упрочнительную конструкцию своими руками?

Стоит рассмотреть подробнее, как выполняется вязание арматуры на поверхности земли. Сначала изготавливаются только прямые участки сетки, после чего конструкция устанавливается в траншею, где выполняется армировка углов. Подготавливаются отрезки арматуры. Стандартизированная величина прутьев составлять 6 метров, по возможности лучше их не трогать. Если нет уверенности в собственных силах, что можно справиться с такими прутьями, их можно разрезать пополам.

Специалисты рекомендуют начинать вязать арматурные прутья для самого короткого участка ленточного фундамента, что дает возможность приобрести определенный опыт и навык, в дальнейшем будет легче справиться с длинными конструкциями. Резать их нежелательно, ведь это приведет к увеличению расхода металла и снижает крепость фундамента. Параметры заготовок следует рассмотреть на примере фундамента, высота которого составляет 120 см, а ширина – 40 см. Арматурные изделия должны быть залиты со всех сторон бетонной смесью (толщина около 5 см), что является первоначальным условием. Учитывая эти данные, чистые параметры упрочнительного металлокаркаса должны составлять по высоте не больше 110 см, по ширине 30 см. Для вязки необходимо добавить по 2 сантиметра с каждой грани, это нужно для нахлеста. Поэтому заготовки для горизонтальных перемычек должны иметь величину 34 сантиметра, заготовки для осевых перемычек – 144 сантиметра.

После расчетов вязание упрочнительной конструкции происходит следующим образом:

• следует выбрать ровный участок земли, положить два длинных прутьев, концы которых нужно подровнять;
• на дистанции 20 см от концов привязываются по крайним граням горизонтальные распорки. Для связывания потребуется проволока величиной 20 см. Ее складывают вдвое, протягивают под участком связывания и затягивают посредством вязального крючка. Но затягивать необходимо с осторожностью, чтобы проволока не обломалась;
• на дистанции около 50 см выполняется поочередное привязывание оставшихся горизонтальных распорок. Когда все будет готово, конструкцию убирают на свободное место и осуществляют связывание еще одного каркаса идентичным способом. В итоге получатся верхняя и нижняя части, которые нужно между собой соединить;
• следом необходимо установить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к различным предметам. Главное – это соблюдать, чтобы связанные конструкции имели надежное профильное расположение, дистанция между ними должна приравниваться к высоте связанной арматуры;

• по концам привязываются по две осевые распорки, параметры которых уже известны. Когда каркасное изделие будет напоминать готовое приспособление, можно приступать к привязыванию остальных кусков арматуры. Все процедуры выполняются с проверкой размеров конструкции, хоть заготовки и выполнены одинаковых габаритов, лишняя проверка не повредит;
• по аналогичному методу осуществляется связывание всех остальных прямых участков каркаса;
• на дно траншеи укладывается прокладка, высота которой составляет не меньше 5 см, на ней будет уложена нижняя часть сетки. Устанавливаются боковые подпорки, монтируется сетка в правильном положении;
• снимаются параметры непровязанных стыковочных мест и углов, подготавливаются отрезки арматурного изделия для подсоединения металлокаркаса в общую систему. Стоит обратить внимание, что нахлест концов арматуры должен составлять не меньше 50 диаметров прутка;
• привязывается нижний поворот, после перпендикулярные стойки и к ним выполняется привязывание верхнего поворота. Осуществляется проверка дистанции армировки ко всем граням опалубки. Упрочнение конструкции на этом заканчивается, теперь можно переходить к заливанию фундамента бетонной смесью.

Вязание арматуры посредством специализированного приспособления

Чтобы изготовить такой механизм, потребуется несколько досок толщиной 20 миллиметров.

Сам процесс выглядит следующим образом:

• отрезаются 4 доски по величине арматурного изделия, их соединяют по 2 штуки на дистанции, равной шагу вертикальных стоек. В итоге должны получиться две доски идентичного шаблона. Необходимо следить за тем, чтобы разметка дистанции между рейками была одинаковой, иначе не получится осевого расположения соединительных спецэлементов;
• изготавливаются 2 вертикальные подпорки, высота которых должна приравниваться к высоте арматурной сетки. Подборки должны иметь профильные угловые опоры, которые не позволят им перевернуться. Проверяется готовая конструкция на прочность;
• ножки опоры устанавливаются на 2 сколоченные доски, а две наружные доски укладываются на верхнюю полку опоров. Выполняется фиксирование любым удобным методом.

В итоге должна образоваться модель арматурной сетки, теперь работу можно осуществлять без сторонней помощи. На запланированные участки устанавливаются вертикальные раскосы арматурного изделия, заранее посредством обычных гвоздей на определенное время выполняется фиксирование их положения. На каждую горизонтальную перемычку из металла устанавливается прут арматуры. Данную процедуру выполняют по всем сторонам каркаса. Если все выполнено правильно, можно приступать к вязанию посредством проволоки и крючка. Конструкцию необходимо делать, если в наличие есть одинаковые участки сетки из арматурного изделия.

Вязание армированной сетки в траншеи

Выполнять работы в траншеи довольно сложно из-за тесноты.

Необходимо хорошенько обдумать схему вязания каждого спецэлемента.

• На дно траншеи укладываются камни или кирпичи высотой не больше 5 см, они поднимут металлические изделия от поверхности земли и позволят бетону закрыть арматурные изделия со всех граней. Дистанция промеж кирпичей должна быть равной ширине сетки.
• Поверх камней кладутся продольные прутья. Горизонтальные и вертикальные стержни должны быть порезаны по необходимым параметрам.

• Приступают к формированию основы каркаса с одной стороны фундамента. Работу выполнить будет легче, если заранее привязать к лежащим стержням горизонтальные распорки. Помощник должен поддерживать торцы прутьев до тех пор, пока они не монтируются в нужном положении.
• Выполняется поочередное вязание арматуры, дистанция между распорными элементами должна быть не меньше 50 см. Аналогичным образом связывается арматура на всех прямых участках фундаментальной ленты.
• Проверяются параметры и пространственное местоположение каркаса, при необходимости необходимо исправить положение, а также исключить прикосновение металлических изделий к опалубке.

Советы

Следует ознакомиться с многократными ошибками, которые допускают неопытные мастера при выполнении армирования без соблюдения определенных правил.

• Первоначально необходимо разработать план, по которому в дальнейшем будут выполняться вычисления по определению нагрузки на фундамент.
• Во время изготовления опалубки не должно образовываться никаких щелей, в противном случае через эти отверстия будет вытекать бетонная смесь и снизится прочность конструкции.
• На почву обязательно нужно выполнить гидроизоляцию, при ее отсутствии снизится качество плиты.
• Запрещается, чтобы арматурные прутья контактировали с почвой, такой контакт приведет к появлению ржавчины.

• Если решено выполнять армирование каркаса методом сварки, то лучше употребить прутья с индексом С. Это специализированные материалы, которые предназначены для сварки, поэтому под влиянием температурных режимов не теряю свои технические характеристики.
• Не рекомендуется применять гладкие прутья для армирования. Бетонному раствору не за что будет закрепиться, а сами стержни будут в нем скользить. При движении грунтов такая конструкция растрескается.
• Устраивать углы посредством прямого пересечения не рекомендуется, арматурные изделия гнутся очень тяжело. Иногда при армировании углов приходят к хитростям: раскаляют металлическое изделие до податливого состояния либо при помощи болгарки подпиливают конструкции. Оба варианта запрещены, ведь при данных процедурах материал теряет свою прочность, что в дальнейшем приведет к негативным последствиям.

Качественно выполненное упрочнение фундамента является залогом длительного эксплуатационного срока здания (20–40 лет), поэтому данной процедуре должно быть уделено особое внимание. Но опытные мастера советуют проводить ремонтно-профилактические работы каждые 10 лет.

монолитных из бетона и кирпичных, чертежи. Через сколько рядов армировать стены из газоблоков?

Бетон – стройматериал, востребованность которого очень высока. Он используется в создании фундамента, строительстве разного рода несущих и ограждающих конструкций, а также стен. Из него же делают плитку, что впоследствии станет отделкой. Именно прочность раствора при застывании обеспечивает такой большой спрос на бетон. Армирование бетонных стен – процесс обязательный и требующий учета всех деталей технологии. Но армировать приходится и стеновые панели жилых (и не только) зданий, и стены из газоблоков, кирпича и т. д. Следует разобраться, нужны ли для армирования чертежи и проекты, и как это может происходить в принципе.

Особенности

Бетон сам по себе является прочным материалом, но усиливать его все равно нужно. Говоря просто, крепким бетонный блок является только на сжатие, а любое растяжение может обусловить его деформацию.

Что может случиться с бетонной стеной:

• естественная усадка;
• изменение вследствие пучения грунта;
• работы по надстройке.

Технологически грамотное армирование с последующей бетонной заливкой решает ряд стратегических задач. К примеру, увеличивается прочность даже самой сложной конструкции (например, эркера либо полукруглых ступеней с их непростыми лекальными формами). Бетонные элементы постройки не так восприимчивы к термоскачкам после армирования стен.

Срок использования строения вырастает, а усиление прочности повышает возможные механические нагрузки на несущие конструкции.

А теперь к вопросу о сути самого армирования. Так называют внутреннее усиление блока, берутся для этого разные материалы: волокна либо прутки, фибра, композиты. Чтобы грамотно произвести армирование, помимо материалов потребуются раствор для заливки, инструменты для соединения каркасных элементов, опалубка, инструменты для трамбования состава.

Можно перечислить случаи, когда армировать стены точно необходимо.

1. Трещины внешней стены. Объемы крупных трещин после армирования уменьшаются, а если трещины некрупные, то от них вовсе может не остаться и следа. Как профилактика появления трещин армирование также оптимальная мера.
2. Неровности на стене. Большие перепады высоты плоскости нуждаются в маскировке, чтобы это сделать, нужно наложить толстый штукатурный слой. А ведь застывшая штукатурка тяжела сама по себе, и пласт без армирования может осыпаться или даже вздуться.
3. Слишком гладкая стена. И такое случается – армирование поможет увеличить плотность прилегания раствора к стене.

Строительные работы осуществляются по четким стандартам (СНиП и не только). Так, существует целый ряд требований по конструктивному армированию стен, которые определяют их металлоемкость и другие показатели.

Арматура может быть расчетной и конструктивной, и все эти термины должны хотя бы базово пониматься людьми, которые ведут ремонт без привлечения профессионалов. Но с последними, конечно, все пройдет более успешно.

Основные способы

Вне зависимости от того, какой усиливающий материал будет применен, технологии процесса усиления могут быть вариативны.

• Монолитное армирование. Бывает стальным либо композитным. В частном строительстве эта технология максимально востребована. Прутья сваривают или связывают в несколько уровней, опускают в опалубку и заливают бетонным составом. Прутковый каркас будет абсолютно неподвижен, прочен.

• Сеточное. Строительная сетка ускоряет работы по армированию. Ее делают из проволоки, которая может быть стальной либо композитной. Для усиления бетонных стяжек этот вариант довольно продуктивен. Продают сетку в двухметровых картах, ширина полотна бывает разной (как и размер ячейки).

• Волоконное. Другое название этого способа – дисперсное армирование. В данном случае используется именно фиброволокно. В раствор фибра включается на этапе затворения. Обычно таким вариантом пользуются, если нужно упрочить тонкий слой заливки, а также если укреплять приходится конструкцию со значительной механической нагрузкой.

Как замешивать фибру в раствор, в каком количестве ее добавлять – прописано на упаковке с составом.

Используемые материалы

И в этом тоже есть выбор. Рассмотрим основные варианты.

Фиброволокно

Это материал мелкой дисперсии, который всегда добавляется на этапе замешивания. Волокно встречается разного диаметра и длины, то есть имеется возможность подобрать материал с нужными показателями. Фибру делают на основе стали, стекла, базальта, а также полипропиленовых соединений.

Композитные полимерные сетки

У такой арматуры спектр исходников очень широк. И каждый год на рынке появляется какая-то новинка с привлекательными характеристиками. Сегодня в разряд самых ходовых можно включить базальтопластиковые и стеклопластиковые прутки, имеющие спиральную накрутку. Еще варианты – полиэтилентерефталат, а также углеводородная арматура.

Пока большой востребованностью эти материалы похвастаться не могут, но за счет низкого веса это обстоятельство может измениться.

Другие

По-прежнему популярны стандартные стальные прутки с нормированной длиной 11,75 м. Стальные стержни в массе бетона «чувствуют» себя уверенно, да и оба материала отлично сливаются друг с другом благодаря рифленой поверхности прутка. Стальная арматура внутри монолита помогает перераспределить нагрузку и не дает бетону растрескаться (как известно, металл имеет отличные показатели сопротивления на разрыв). Ну а бетон, что логично, защищает металл от коррозийной атаки.

Технология

Армирование призвано усилить конструкцию стены, оставив ее прочной. И начать нужно не с пошаговых действий, а с правил, не зная которых армировать нельзя в принципе.

• Арматуру предполагается связывать вне стен опалубки. Устанавливать каркас можно крупными частями.
• Там, где стержни будут пересекаться, прутья предстоит связывать. Но без особой жесткости. Все же малая подвижность узла должна сохраниться, иначе при бетонном растяжении проволока внутри может порваться, в результате чего целостность каркаса будет под ударом.
• Прутьям в каркасе следует изначально задать строгое направление: либо горизонталь, либо вертикаль. Если угол наклона прутка сместится, случится сдвиг распределения нагрузки, то есть часть стены может разрушиться.
• Чтобы снизить риски коррозийных процессов, в бетон добавляют особые присадки.
• Когда каркас связан и стоит в опалубке, заливается раствор. Это делается единовременно по всему объему. Залитый монолит обязательно укрывают пленкой, и он остается нетронутым до полного застывания. Чтобы бетон не растрескался, первые дней 8-10 его увлажняют.

Теперь приведем пошаговую схему армирования подвальных стен.

1. Приобретается проволока, диаметр которой 3 мм. Проще купить сетку в виде рулона.
2. Готовится инструмент – кусачек вполне может быть достаточно, смотря, какие объемы работ. Но если найдется пистолет для вязки арматуры, это значительно ускорит рабочий процесс.
3. Производятся расчеты (с чертежами, проектами), чтобы понять, какой будет толщина стен, учитывается, например, уровень залегания грунтовых вод. Так, если грунтовые воды от основания далеки, толщена стен подвала будет в пределах 20-40 см.
4. Далее следует очистить опалубку, затем можно приступать к изготовлению сетки для армирования. Ячейки меньше 5 см недопустимы, ведь при заливке смеси в таком варианте могут образоваться пустоты.
5. Арматурная сетка укладывается в опалубку. Если делать армирование в два слоя, в прочности стены можно будет не сомневаться. А соединить оба слоя сетки можно в шахматном порядке, через две ячейки. Соединение происходит проволокой того же диаметра. Арматура и ее элементы – это очень важно – не должны соприкасаться с опалубкой.
6. Осталось проверить, правильно ли смонтирована арматура. Например, выверить ее строгую вертикальность с учетом допустимого отклонения не больше 2 мм.
7. Наконец, заливается бетон, засыпается почва рядом со стенами.

Другая задача стоит перед строителем, если армировать приходится кирпичную кладку. Конструктивное решение армирования стенки из кирпича предполагает два варианта.

• Первый – продольное армирование. Так сетку монтируют нечасто, делают это, когда кладут ограждающие конструкции и всяческие перегородки. Элементы армирующего слоя могут находиться с наружной либо внутренней стороны стены.
• Второй – поперечное армирование. Наружные стены, колонны, перегородки в подвале, погребе и не только – вот когда используется данный вариант. Строители обычно отдают предпочтение просечным и вытяжным сеткам, как наиболее комфортным в работе. Можно использовать зизгагообразную сетку, которая укладывается в соседних рядах перпендикулярно.

И еще несколько советов по армированию уже железобетонных стен. Каркас арматуры в этой ситуации требует двухслойности, что не дает развиться стеновому изгибу под действием нагрузки. Нагрузки на сжатие являются основными, а значит, минимальная толщина арматуры должна быть 8 мм. И если строительство ведется малоэтажное, такой сетки достаточно.

Продольная арматура предполагает интервал в 20 см, а поперечная – в 35 см.

Для отделки готовых стен используются штукатурные сетки. Такие нужны, чтобы риск появления трещин свелся к нулю. Но и хорошее сцепление штукатурки со стеной – это тоже неплохой бонус армирования. Делать это необходимо, если толщина штукатурного слоя больше 2 см. Но даже если толщина меньше, армировать придется, если стены штукатурят до полной усадки дома.

И это только часть большой темы армирования, которое может быть Т-образным, затрагивать стыки двух видов материала, касаться стен возле проемов, наконец, со стен переходить в необходимость усиления стяжки пола. Перед работой, даже если она будет осуществляться руками рабочих, имеет смысл хотя бы немного узнать об особенностях процесса, чтобы увереннее его контролировать.

Об особенностях монтажа арматурного каркаса смотрите далее.

Что такое обучение с подкреплением? Полное руководство

При предполагаемом размере рынка в 7,35 миллиарда долларов США искусственный интеллект растет не по дням, а по часам. McKinsey прогнозирует, что методы искусственного интеллекта (включая глубокое обучение и обучение с подкреплением) потенциально могут приносить от 3,5 до 5,8 трлн долларов в год в девяти бизнес-функциях в 19 отраслях.

Хотя машинное обучение рассматривается как монолит, эта передовая технология диверсифицирована с различными подтипами, включая машинное обучение, глубокое обучение и новейшие технологии глубокого обучения с подкреплением.

Что такое обучение с подкреплением?

Обучение с подкреплением — это обучение моделей машинного обучения принятию последовательности решений. Агент учится достигать цели в неопределенной, потенциально сложной среде. При обучении с подкреплением искусственный интеллект сталкивается с игровой ситуацией. Компьютер пытается найти решение проблемы методом проб и ошибок. Чтобы заставить машину делать то, что хочет программист, искусственный интеллект получает вознаграждение или штрафы за свои действия.Его цель — максимизировать общую награду.
Хотя дизайнер устанавливает политику вознаграждения, то есть правила игры, он не дает модели никаких подсказок или предложений о том, как решить игру. Модель должна выяснить, как выполнить задачу, чтобы получить максимальную награду, начиная с совершенно случайных испытаний и заканчивая сложной тактикой и сверхчеловеческими навыками. Используя возможности поиска и множество испытаний, обучение с подкреплением в настоящее время является наиболее эффективным способом продемонстрировать творческие способности машины.В отличие от людей, искусственный интеллект может собирать опыт из тысяч параллельных игровых процессов, если алгоритм обучения с подкреплением работает на достаточно мощной компьютерной инфраструктуре.

Примеры обучения с подкреплением

В прошлом применение обучения с подкреплением ограничивалось слабой компьютерной инфраструктурой. Однако по мере того, как суперпользователь ИИ в нарды Джерарда Тезауро развивался в шоу 1990-х годов, прогресс все же произошел. Этот ранний прогресс сейчас быстро меняется с появлением новых мощных вычислительных технологий, открывающих путь совершенно новым вдохновляющим приложениям.
Обучение моделей, управляющих автономными автомобилями, является отличным примером потенциального применения обучения с подкреплением. В идеальном случае компьютер не должен получать инструкции по вождению автомобиля. Программист избежал бы жесткой привязки всего, что связано с задачей, и позволил бы машине учиться на собственных ошибках. В идеальной ситуации единственным жестко закрепленным элементом была бы функция вознаграждения.

• Например, , в обычных обстоятельствах нам потребуется автономное транспортное средство, чтобы ставить безопасность на первое место, минимизировать время поездки, уменьшить загрязнение, обеспечить пассажирам комфорт и соблюдать нормы закона.С другой стороны, в случае с автономным гоночным автомобилем мы уделяем больше внимания скорости, чем комфорту водителя. Программист не может предсказать все, что может случиться в дороге. Вместо того, чтобы строить длинные инструкции «если-то», программист подготавливает агент обучения с подкреплением, чтобы он был способен учиться на системе вознаграждений и штрафов. Агент (другое название алгоритмов обучения с подкреплением, выполняющих задачу) получает вознаграждение за достижение определенных целей.
• Другой пример: deepsense.ai принял участие в проекте «Учимся бегать», целью которого было обучить виртуального бегуна с нуля. Бегуна является передовой и точной моделью опорно-двигательного аппарата разработана биомеханика лаборатории Стэнфордский Нейромускульной. Обучение агента бегу — это первый шаг к созданию нового поколения протезов ног, которые автоматически распознают характер ходьбы людей и настраиваются, чтобы сделать движение более простым и эффективным. Хотя это возможно и было сделано в лабораториях Стэнфорда, жесткая привязка всех команд и прогнозирование всех возможных схем ходьбы требует большой работы от высококвалифицированных программистов.

Чтобы узнать больше о реальных приложениях обучения с подкреплением, прочтите эту статью.

Проблемы с обучением с подкреплением

Основная проблема в обучении с подкреплением заключается в подготовке среды моделирования, которая в значительной степени зависит от выполняемой задачи. Когда модель должна стать сверхчеловеческой в ​​играх Chess, Go или Atari, подготовка среды моделирования относительно проста. Когда дело доходит до создания модели, способной управлять автономным автомобилем, создание реалистичного симулятора имеет решающее значение, прежде чем позволить автомобилю ездить по улице.Модель должна выяснить, как затормозить или избежать столкновения в безопасных условиях, когда жертва даже тысячи автомобилей обходится с минимальными затратами. Перенос модели из учебной среды в реальный мир — вот где все усложняется.
Масштабирование и настройка нейронной сети, управляющей агентом, — еще одна проблема. Нет другого способа общаться с сетью, кроме как через систему вознаграждений и штрафов. Это, в частности, может привести к катастрофическому забыванию , где приобретение новых знаний приводит к удалению некоторых старых из сети (читать дальше этот выпуск, см. этот документ, опубликованный во время Международной конференции по машинному обучению).
Еще одна проблема — достижение локального оптимума, то есть агент выполняет задачу как есть, но не оптимальным или требуемым образом. «Прыгун», прыгающий, как кенгуру, вместо того, чтобы делать то, что от него ожидалось — ходьба, — отличный пример, который также можно найти в нашем недавнем сообщении в блоге.
Наконец, есть агенты, которые оптимизируют приз без выполнения той задачи, для которой он был разработан. Интересный пример можно найти в видео OpenAI ниже, где агент научился получать награды, но не завершать гонку.

Чем отличается обучение с подкреплением от глубокого и машинного обучения?

На самом деле не должно быть четкого разделения между машинным обучением, глубоким обучением и обучением с подкреплением. Это похоже на отношение параллелограмм — прямоугольник — квадрат, где машинное обучение является самой широкой категорией, а глубокое обучение с подкреплением — самой узкой.
Точно так же обучение с подкреплением — это специализированное приложение методов машинного и глубокого обучения, предназначенное для решения проблем определенным образом.

Хотя идеи кажутся разными, между этими подтипами нет резкого разделения. Более того, они объединяются в рамках проектов, так как модели созданы не для того, чтобы придерживаться «чистого типа», а для выполнения задачи наиболее эффективным способом. Итак, «что именно отличает машинное обучение, глубокое обучение и обучение с подкреплением» — на самом деле сложный вопрос.

• Машинное обучение — это форма ИИ, в которой компьютерам дается возможность постепенно улучшать выполнение конкретной задачи с помощью данных без прямого программирования (это определение Артура Ли Самуэля.Он ввел термин «машинное обучение», которое бывает двух типов: машинное обучение с учителем и без учителя.

Машинное обучение с учителем происходит, когда программист может предоставить метку для каждого обучающего входа в систему машинного обучения.

• Пример — путем анализа исторических данных, взятых с угольных шахт, deepsense.ai подготовил автоматизированную систему для прогнозирования опасных сейсмических событий за 8 часов до их возникновения. Записи сейсмических событий были взяты на 24 угольных шахтах, которые собирали данные в течение нескольких месяцев.Модель смогла определить вероятность взрыва, проанализировав показания за предыдущие 24 часа.

Некоторые шахты можно точно определить по их основным значениям рабочей высоты. Чтобы затруднить идентификацию, мы добавили гауссовский шум

С точки зрения ИИ, одна модель выполняла одну задачу с уточненным и нормализованным набором данных. Чтобы узнать больше об этой истории, прочитайте наш блог.
Обучение без учителя происходит, когда модели предоставляются только входные данные, но нет явных меток.Он должен копаться в данных и находить скрытую структуру или взаимосвязи внутри. Дизайнер может не знать, что это за структура или что найдет модель машинного обучения.

• Мы использовали пример для прогнозирования оттока. Мы проанализировали данные о клиентах и ​​разработали алгоритм для группировки похожих клиентов. Однако мы сами не выбирали группы. Позже мы смогли определить группы высокого риска (с высоким уровнем оттока), и наш клиент знал, к каким клиентам им следует обратиться в первую очередь.
• Другой пример обучения без учителя — обнаружение аномалии, когда алгоритм должен определить элемент, который не вписывается в группу. Это может быть некорректный продукт, потенциально мошенническая транзакция или любое другое событие, связанное с нарушением нормы.

Глубокое обучение состоит из нескольких уровней нейронных сетей, предназначенных для выполнения более сложных задач. На создание моделей глубокого обучения вдохновил дизайн человеческого мозга, но в упрощенном виде.Модели глубокого обучения состоят из нескольких слоев нейронной сети, которые в принципе отвечают за постепенное изучение более абстрактных функций конкретных данных.
Хотя решения для глубокого обучения способны давать потрясающие результаты, по масштабу они не могут сравниться с человеческим мозгом. Каждый уровень использует результат предыдущего в качестве входных данных, и вся сеть обучается как единое целое. Основная концепция создания искусственной нейронной сети не нова, но только недавно современное оборудование обеспечило достаточную вычислительную мощность для эффективного обучения таких сетей на достаточном количестве примеров.Расширенное внедрение привело к появлению таких фреймворков, как TensorFlow, Keras и PyTorch, которые сделали построение моделей машинного обучения намного более удобным.

• Пример: deepsense.ai разработал модель на основе глубокого обучения для Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Он был разработан для распознавания китов по аэрофотоснимкам, сделанным исследователями. Для получения дополнительной информации об этом исчезающем виде и работе deepsense.ai с NOAA прочтите нашу запись в блоге.С технической точки зрения распознавание конкретного экземпляра китов по аэрофотоснимкам — это чистое глубокое обучение. Решение состоит из нескольких моделей машинного обучения, выполняющих отдельные задачи. Первый отвечал за поиск головы кита на фотографии, а второй нормализовал фотографию, вырезая и поворачивая ее, что в конечном итоге обеспечивало единый вид (фотография на паспорт) одного кита.


Третья модель отвечала за распознавание определенных китов по фотографиям, которые были подготовлены и обработаны ранее.Сеть, состоящая из 5 миллионов нейронов, располагалась на кончике капота. Более 941000 нейронов искали голову, и более 3 миллионов нейронов были использованы для классификации конкретного кита. Это более 9 миллионов нейронов, выполняющих задачу, что может показаться большим количеством, но бледнеет по сравнению с более чем 100 миллиардами нейронов, работающих в человеческом мозгу. Позже мы использовали аналогичное решение на основе глубокого обучения для диагностики диабетической ретинопатии с использованием изображений сетчатки глаза пациентов.
Обучение с подкреплением , как указано выше, использует систему вознаграждений и штрафов, чтобы заставить компьютер решить проблему самостоятельно.Участие человека ограничивается изменением окружающей среды и настройкой системы вознаграждений и штрафов. Поскольку компьютер максимизирует вознаграждение, он склонен искать неожиданные способы сделать это. Вовлеченность человека направлена ​​на то, чтобы не допустить использования системы и побудить машину выполнять задачу ожидаемым образом. Обучение с подкреплением полезно, когда нет «правильного способа» выполнения задачи, но есть правила, которым модель должна следовать, чтобы правильно выполнять свои обязанности. Возьмем, к примеру, дорожный кодекс.

В частности, если искусственный интеллект будет управлять автомобилем, обучение игре на некоторых классических играх Atari можно считать значимым промежуточным этапом. Возможное применение обучения с подкреплением в автономных транспортных средствах — это следующий интересный случай. Разработчик не может предсказать все будущие дорожные ситуации, поэтому позволить модели тренироваться с системой штрафов и вознаграждений в разнообразной среде, возможно, является наиболее эффективным способом для ИИ расширить опыт, который он имеет и собирает.


Заключение

Ключевым отличительным фактором обучения с подкреплением является то, как обучается агент. Вместо того чтобы проверять предоставленные данные, модель взаимодействует с окружающей средой, ища способы максимизировать вознаграждение. В случае глубокого обучения с подкреплением нейронная сеть отвечает за хранение опыта и, таким образом, улучшает способ выполнения задачи.

Является ли обучение с подкреплением будущим машинного обучения?

Хотя обучение с подкреплением, глубокое обучение и машинное обучение взаимосвязаны, никто из них не собирается заменять другие.Ян ЛеКун, известный французский ученый и руководитель отдела исследований в Facebook, шутит, что обучение с подкреплением — это вишенка на большом торте искусственного интеллекта с машинным обучением самого пирога и глубоким обучением глазурью. Без предыдущих итераций вишня ничего бы не увенчала.
Во многих случаях использования классических методов машинного обучения будет достаточно. Чисто алгоритмические методы, не связанные с машинным обучением, как правило, полезны при обработке бизнес-данных или управлении базами данных.
Иногда машинное обучение только поддерживает процесс, выполняемый другим способом, например, ища способ оптимизации скорости или эффективности.
Когда машине приходится иметь дело с неструктурированными и несортированными данными или с различными типами данных, нейронные сети могут быть очень полезны. Как машинное обучение улучшило качество машинного перевода, было описано в The New York Times.

Сводка

Обучение с подкреплением, несомненно, является передовой технологией, которая может изменить наш мир. Однако его не нужно использовать в каждом случае. Тем не менее, обучение с подкреплением кажется наиболее вероятным способом сделать машину творческой, поскольку поиск новых, инновационных способов выполнения ее задач на самом деле и есть творчество.Это уже происходит: теперь знаменитая AlphaGo DeepMind выполняла ходы, которые сначала считались ошибками специалистами-людьми, но на самом деле обеспечила победу над одним из сильнейших игроков-людей, Ли Седолом.
Таким образом, обучение с подкреплением может стать революционной технологией и следующим шагом в развитии ИИ.

Dynamic TCP Initial Windows и схемы контроля перегрузки посредством обучения с подкреплением 笔记 _liu14lang 的 博客 -CSDN 博客

原 论文 链接


Аннотация

多年 的 改进 TCP 的 性能 尽如人意。 对于 短 流 为主 的 服务 (如 web 搜索 、 电子务) ， TCP 问题 ， 无法 充分 带宽: TCP一个 保守 的 静态 初始 窗口 (IW, 2-4 或 10) 开始 ， 而 大多数 web 流 太短 ， 无法 结束 到 最佳 的 发送 速率 以 长 流 (如 视频 流 、 文件 下载)主导 的 服务 ， 手动 和 静态 配置 的 拥塞 控制 (CC) 方案 可能 无法 为 最新 的 网络 条件 最佳 性能。 为了 解决 这 两个 提出 TCP-RL 协议 ， 该 增强 学习 ( RL) 来 动态 配置 IW 和 CC ， 以 TCP 流 传输 的 性能。 基于 web 的 服务器 端 观察 到 的 最新 网络 TCP-RL 通过 на основе группы RL 动态 于的 IW ， deep RL 动态 地 配置 于 长 流 的 CC 方案。 我们 的 大量 实验 表明 ， 对于 短 流量 ， TCP-RL 可以 缩短 平均 传输 时间 约 23%; 长 流量, 与 14 个 CC的 性能 进行 了 比较, 给 定 的 288 种 静态 网络 条件 下 ， 大约 在 85% 情况 下 ， TCP-RL 的 性能 能 排在前 5, 约 大约 90%, 相同 网络 条件最好 的 CC 方案 相比 ， 它 的 性能 下降 了 不到 12%。

1.Введение

运用 RL 到 实际 生活 中 会有 以下 三个 挑战 ， 本文 大部分 内容 都是 围绕 解决 此 Challenge 而 展开 的 ：

1. 测量 的 TCP 数据
2. 如何 RL 运用于 高度 可变 的 不 连续 的 互联网 网络 环境
3. 大 的 决策 的 TCP IW 或者 CC

此 paper 的 主要 贡献 ：

• 解决 挑战 1 我们 修改 了 Linux 内核 和 nginx 软件 程序 用于 存储 TCP 流 的 性能 （比如 время передачи, пропускная способность, коэффициент потерь, RTT） 比较 牛皮。
• 为了 在 配置 IW 的 情况 下， 挑战 2 ， 我们 сгруппированная степень детализации （组 粒度） 用 了 传统 RL без моделей 的 想法 就是 онлайн-исследование-эксплуатация 的 我们 了 的 来 根据 的 网络 特征 对 用户Степень детализации TCP-RL для каждого потока данных составляет
• , что позволяет использовать протокол TCP-RL для каждого потока. (流 的 粒度) deep RL 的 ， 他 训练 了 一个 离线 网络 ， 用于 的 CC 处理 多变 的 网络 建 了 model detect 用来 DRL了 适应 网络 变化。
• 为了 解决 挑战 3 ， 在 配置 IW 时 ， 用 slide-solution-space 方法 决策 搜索 中 中 收敛 到 的 IW。 在 CC 配置 ， 离线 的 的 网络 可以选择 合适 的 CC ， 而 不用 蛮力 搜索。
• 据 他们 所知 ， 利用 这 是 第 RL 来 解决 IW 和 CC 配置 问题 的 工作。 并且 仅 需要 改变 端 ， TCP-RL 已经 在最大 的 搜索 引擎 之一 （由 作者 单位 ， 是 百度） 中 部署 了 一年 多 大量 实验 表明 ， 对于 短 的 设置 固定 的 = 10 ， TCP-RL 可以 缩短 平均 传输23% ~ 29%; 长 流量, 并 与 14 个 CC 方案 的 性能 进行 比较, 给 的 288 种 静态 网络 条件 大约 在 85% 情况 下 TCP-RL 排 R 5, 大约 90% 的 情况 下, 与 相同 网络 条件 下 性能 最好 的 性能 下降 了 12%

本 paper ：

1. part1 paper 简要 介绍
2. part2 介绍 背景
3. part3 介绍 核心 思路 обзор TCP-RL
4. part4 和 5 分别 介绍 了 IW 和 CC 的 算法
5. part6 讲 了 TCP-RL 的 实现 细节
6. part7 和 8 了 IW 和 CC 配置 在 TCP-RL 上 的 性能
7. part9 展示 了 相关
8. part10

2.Фон

跳过

3. Основная идея и обзор системы

• 配置 IW （用于 короткопоточная） 的 主要 想法 ： 提出 根据 相同 的 网络 条件 对 用户 进行 分组 ， 然后 在 每个 用户 组 онлайн RL 作者 认为 在 给的 网络 特征 （如 subnet, ISP, Province） 极大 的 取决于 client-server 端到端 的 的 连接 条件 用户 的 RL 会 组 存疑？ 继续 往下看 。
• CC （用于 длиннопоточная） 的 主要 想法 ： 这个 不像 配置 IW ， 而是 要 数据 有 数据 ， 比如 观察 到 （пропускная способность, RTT, коэффициент потерь） ， 所以 训练 了 一个的 神经 网络 action 的 映射 所示

Обзор TCP-RL ：

图 TCP-RL 的 主要 就是 给 Parm也 就是 IW или CC ， 客户 端 根据 IW или CC 做出 发送 调整 ， 得到 新 的 performance ， 如此 往复。 不需要 中间件 （如 ， 路由器 、 交换机 和 链路）。 另外 由于 IW 和 CC 可以配置 ， 所以 一般 короткопоточная 的 服务器 配置 IW ， длиннопоточная 的 服务器 配置 CC。

• 对于 IW 的 配置 ， 需要 区分 前端 服务器 brain 服务器 和 用户 组。 当 某 服务器 发送 请求 时 ， 前端 服务器 会 进行 识别 ， 判断 向 给出 给出 给出 响应根据 不同 的 用户 组 配置 不同 的 IW。 当 向 用户 传 完 数据 之后 ， 前端 服务器 brain performance brain performance 执行 RL 更新 不同 用户 的 IW ， 并 每隔 1 分钟前端 服务器。
• 在 CC 配置 中 ， 用户 组 是 根据 每个 流 作为 粒度 而 的 ， brain 服务器 就是 前端 服务器 本身。 简单 了 ， 就是 随机 CC 得到 一个 state 一个 reward Состояние, награда, модель RL, модель CC, модель 1, модель, часть 5,
,
,

4.RL для конфигурации IW

在 配置 IW 中 ， 本文 设计 了 两种 算法 ： Онлайн-алгоритм RL 和 Алгоритм группировки пользователей 分别 解决 Задача 3 和 2.

Онлайн-алгоритм RL

将 IW 问题 看成 нестационарная задача многорукого бандита ， 并 дисконтированный алгоритм UCB 进行 求解。
дисконтированный алгоритм UCB 如下

中 有 两个 重要 公式 Икс ‾ т ( γ + я ) \ overline {X} _t (\ gamma + i) Xt (γ + i) 和 c т ( γ + я ) c_t (\ gamma + я) ct (γ + i) ， 以下 列出 此 俩 公式 的 推导 ：
1 、 Икс ‾ т ( γ + я ) \ overline {X} _t (\ gamma + i) Xt (γ + i) 如下 ：

2 、 c т ( γ + я ) c_t (\ gamma + я) ct (γ + i) ：

公式 具体 的 符号 说明 看 论文 ， 在 此 不 接下来 讲 下 最 关键 的 部分 就是 IW 配置 ， 如何 функция вознаграждения arm （不清楚 arm先去 了解 下 проблема нестационарного многорукого бандита ， RL 中 的 一种 场景）。

1 、 функция вознаграждения
是 大化 throughput 和 最小 化 RTT функция вознаграждения 的 定义 如下 ：（ 省去 分析 部分 ， 感兴趣 可 看 原文）

为了 使 Икс s ( я ) ∈ [ 0 , 1 ] X_s (i) \ in [0,1] Xs (i) ∈ [0,1] ， 所以 每当 Икс s ( я ) > 1 X_s (i)> 1 Xs (i)> 1 时 ， 就 需要 在 重新 计算 Икс s ( я ) > 1 X_s (i)> 1 Xs (i)> 1 之前 ， 更新 下 Т час р о ты грамм час п ты т м а Икс 和 р Т Т s Пропускная способность_ {max} 和 RTT_s Throughputmax. RTTs。
2 arm
的 arm 的 是 离散 的 ， 而 IW 中 ， IW 是 连续 的 数字 离散 的 IW. ， 并 称之为 скользящее пространство решений。 方法 简单 易用 ， 但是 想到 这 点 实属 不易 ， 所以 思维 不 为 过。 作者 先将 n 个 IWs 初始化 一个 список рук ， 比如 [15, 20,25,30].记 список рук 中 最大 的 数值 为 я W л а р грамм е IW_ {large} IWlarge ， 最小 的 数值 я W s м а л л IW_ {small} IWsmall ， 通过 RL 算法 算出 的 最优 IW 为 я W б е s т IW_ {лучший} IWbest。 当 я W б е s т IW_ {лучший} IWbest 等于 я W л а р грамм е IW_ {large} IWlarge 或 я W s м а л л IW_ {small} IWsmall 时 ， 更新 список вооружений。 更新 规则 如下 图 ：

当 я W б е s т знак равно я W л а р грамм е IW_ {best} = IW_ {large} IWbest = IWlarge 时 ， 更新 список рук ： а р м + знак равно Δ рука + = \ Delta рука + = Δ ； я W б е s т знак равно я W s м а л л IW_ {best} = IW_ {small} IWbest = IWsmall 时 ， 更新 список рук ： а р м — знак равно Δ рука — = \ Delta рука- = Δ ， 此 例 中 Δ знак равно 5 \ Delta = 5 Δ = 5 ， 其他 情况 不 更新 список рук。

Алгоритм группировки пользователей

是 因为 不同 的 网络 网络 特性 的 网络 状况 是 不 一样 的 ， 而且 分组 能 一定 程度 上 增加 样本 的 数量 分组 也 有 困难 都不 11 900不做 具体 解释 ， 很好 懂 ， 原文 有 例子。 上述 判 满足 RL 的 条件 是 J ≤ Т J \ leq T J≤T ， 中 T 自己 设定 的 阈 值 ， J 为 如下 式子 ：

中 ， X 就是 之前 说 的 奖励 ， n 指 的 是 n временных бинов b 体 具 文 解释。

到 了 第四 步 后 ， 蓝 框 的 情况 ， 则 standard IW 绿 框 情况 则 应用 RL 来 计算 IW。 可以 看出 是 中到 的 снизу вверх 方法。

总结 一下 ： 做 了 两 件事 ， 为了 Challenge 2 本文 用到 model-free 的 RL 方法 来 配置 IW。 为了 解决 细粒度 ， 提出 一种 底 ， 也是 为了找到 满足 Требование непрерывности контекста RL 的 足够 多 的 样本。

5.RL для конфигурации CC

Обзор

大 介绍 了 CC configuration 的 的 ： 训练 的 RL model ， 在线 选择 的 CC 方案。 另外 为了 解决 网络 的 可 了 model 用于 以便 RL 更地 适应 网络 的 变化 。RL 的 流程 如下 图 所示

具体 具 后面 会 讲。

A3C фон

RL 使用 的 是 A3C, 具体 含义 自行 查阅。

• Вход ： вход состояния, s т знак равно ( т час р о ты грамм час п ты т т , р Т Т т , л о s s т ) s_t = (throughput_t, RTT_t, loss_t) st = (пропускная способность, RTTt, losst)
• Политика: π θ ( s т , а т ) \ пи_ \ тета (s_t, a_t) πθ (st, at),
• Награда: р т знак равно л о грамм ( т час р о ты грамм час п ты т т / р Т Т т ) r_t = журнал (throughput_t / RTT_t) rt = log (пропускная способность / RTTt)

обучение A3C офлайн

离线 训练 采用 的 是 策略 梯度 下降 算法 ， 此 算法 的 关键 在于 如何 计算 预期 累计 奖励 (ожидаемое совокупное вознаграждение) 的 梯度 的 表示 式 ， 本文 定义 了 ： 表达式 ：

里面 值得 需要 说 就是 就是 А π θ ( s , а ) A ^ {\ pi_ \ theta} (s, a) Aπθ (s, a) 这个 函数 了 ， 其 定义 如下 ：

中 的 γ \гамма γ 代表 коэффициент дисконтирования V 函数 критическая сеть 决定 ， TCP-RL 的 设计 义 如下 图 ：

左边 自 不必 多 说 ， 说说 最后 一层 ， 分 部分 сеть акторов сеть критиков ， 分别 输出 相应 策略的 概率 （ π θ ( s т , а т ) \ пи_ \ тета (s_t, a_t) πθ (st, at)） 和 V π θ ( s т ) V ^ {\ pi_ \ theta} (s_t) Vπθ (st) 其中 субъект сети 是 softmax 输出 критик сети 是 线性 输出。
由 以上 设计 我们 的 将 之前 的 损失 函数最终 的 目标 梯度 可 写 为 ：

这 也是 我们 最终 学习 用 的 梯度。

Онлайн-запуск A3C

简单 了 ， 刚 开始 的 时候 随机 Action ， 了 几秒 后 的 状态 作为 model 的 输入 计算 Action。 然后 的 的 重复 操作 用于网络 状态 是否 发生 变化 ， 网络 结构 也 含有 两层 全 连接 层 ， 输入 是 (последние состояния, последнее действие, текущие состояния), 输出 是 网络 变化 的 概率。 训练 的 话 就是 手动 的 造 数据如果 检测 到 网络 状态 ， 随机 的 采用 一种 新 的。 这样 的 目的 是 当 网络 状态 发生 变化 后 会将 的 经验 Action 清空 ， 下 下

6.разработка и реализация

TCP-RL 设计 图 如下 ：

简单 介绍 下 上 图 的 三个 部分 ：

• Connection Manager Connection веб-прокси （如 nginx） 里 的 一个 实现 模块。 用于 CC 和 IW 并且 记录 性能 日志 CC 的 Neural Network CC 在线 运行 是 的。
• Data Сборщик ： 收集 和 存储 fronted server 中 所有 的 性能 数据。
• Control Center ： 对于 IW 配置 ， 会 基于 新 的 数据 运行 User Grouping 和 RL 算法 ； CC 配置 ， RL model。 另外 在 此 会定期 的 更新 Таблица IW。 нейронная сеть

个人 评价

体 来讲 ， 此文 分为 两 部分 ， 不妨 称之为 IW 部分 和 CC 部分。
在 IW 部分 中 ， 作者 使用 了 两个 算法 一个 проблема нестационарного многорукого бандита. Алгоритм UCB 采用 另一个 就是 снизу вверх 的 算法 对 用户 进行 分组 ， 也 алгоритм группирования пользователей。
在 CC 部分 ， 作者 也 使用 了 两个 算法 是 传统 的 A3C 算法 用于 解决 RL 场景 问题另一个 是 训练 了 一个 神经 网络 用于 检测 计算机 网络 的 变化 ， 以便 RL 更能 适应 网络 的 变化。

• 首要 印象 就是 ， 内容 丰富 ， 干货 ， 紧凑。 感觉 稍微 改 改 都能 了 ， 所以 文 有点 长 ， 吃力 吃力。
• 想法 很 独特 长 流 和 短 流分开 进行 设计 算法 ， 而且 每个 算法 都有 对应 的 创新之处。
• 主要 还 应用 到 场景 ， 光 这 一点 就 值得 文 中 有些 描述 体 ， 给人 感觉 非常 有底气。
• 论文 有些 细节 讲 的 比较 好 ， CC 配置 时 ， 开始 的 时候 随机 选取 ， 过 的 几秒 （如 5 的） 的 状态 作为 神经 ， 就是 系统的 细节 介绍 的 也 比较 好 ， 此 笔记。
• 另外 ， 图表 也 非常棒

声明 ： 本文 并不是 对 论文 进行 全 （（除 摘要 部分） ， 而是 自己 对论文 理解 做 的 笔记 ， 有 误 的 话 欢迎 讨论 交流。 并且 个人 认为 有些 部分 会 提醒 查看 原 论文。 请 注明 链接

Схема армирования

| Научный.Нетто

Исследование схемы усиления туннеля из-за изгиба туннеля в результате раскопок затонувшей площади над туннелями метро

Авторы: Хун Линь, Цзян Ян, Цзин Тао Чен, Цин Цюань Ло

Аннотация: Выемка грунта на большой площади вблизи вершины туннеля может привести к значительному смещению и деформации туннеля, что даже поставит под угрозу безопасность эксплуатации метрополитена.Поэтому срочно необходимо решить проблему, как точно спрогнозировать и уменьшить деформацию туннеля метро, ​​вызванную раскопками затонувшей площади. Постройте числовую модель в программе конечных разностей FLAC 3D, затем, в соответствии с порядком организации строительства, расчет и анализ четырех различных схем армирования в процессе выемки затонувшей площади, схемы армирования без мер по армированию, используйте портальный грунт -схема усиления сваи с цементным смешиванием, погружающийся квадрат находятся в нижней части схемы усиления сваи подъема и комплексное использование сваи грунто-цементного смешивания двери и углубления квадрата со схемой усиления сваи подъема, затем сравнение и оценка эффектов четырех видов схемы армирования вокруг выбранных четырех показателей, это максимальная осадка туннеля по вертикали, максимальное значение горизонтального смещения туннеля, максимальное схождение диаметра туннеля и минимальный радиус кривизны кривой деформации туннеля.Из анализа можно сделать некоторые выводы.

751

Схема армирования и численное моделирование последовательной выемки котлована под фундамент

Авторы: Руи Ли Лу, Цин Хуэй Цзян

Аннотация: Проектирование котлована под фундамент Wanda Plaza в городе Иньчуань взято в качестве примера, и была построена соответствующая численная модель.Деформация и устойчивость котлована при последовательной выемке грунта были проанализированы с помощью программы FLAC3D. Слабые позиции, которые могут потерять устойчивость, предсказываются результатами численного моделирования. Для сохранения устойчивости котлована предложена схема армирования грунтовыми гвоздями. Для анализа поддержки эффектов почвенно-гвоздей, структурные элементы кабеля были приняты для моделирования взаимодействия между почвой и почвенно-гвоздями. Результаты расчета показывают, что максимальное горизонтальное смещение происходит в средней части стенки карьера, а минимальное — в угловой части стенки карьера.Опора для грунтовых гвоздей значительно снижает деформацию котлована за счет распределения внутреннего напряжения грунта. Достоверность результатов моделирования подтверждена сравнительным анализом результатов численного моделирования и данных мониторинга деформации котлована. Предлагаемая схема армирования не только полезна для обеспечения безопасности котлована под фундамент Wanda Plaza ，, но также дает ценный опыт для усиления аналогичных инженерных работ котлованов.

359

.