Какую выбрать арматуру для фундамента: 8 советов, какую арматуру использовать для фундамента

Какую арматуру использовать для фундамента?

Вооружение строителей. В современном обществе под словом «арматура» понимают стальной каркас конструкций из бетона. Однако, с точки зрения лингвистики термин переводится как «вооружение», взят из латыни.

Именно поэтому в начале 19-го века филологи определяли арматуру как доспехи и снаряды. К концу столетия к списку прибавились обоймы из литейных форм, железо с вплавленным в него магнитом, украшения для лат.

Современная трактовка термина родом из середины прошлого века. Именно тогда активно начал применяться бетон, развивалось многоэтажное строительство. Масштабные конструкции требовали укрепления.

Когда металлический каркас был самостоятельным, он ржавел и быстро изнашивался. Внутри бетона металл оказался защищен от внешних воздействий, продлевая срок плит и, в целом, построек.

Если их перекрытия и стены армируют не всегда, то фундамент без стальных прутов не обходится. Впрочем, современный рынок предлагает альтернативные материалы, к примеру, композитную арматуру. Узнаем плюсы и минусы обеих, определимся, какую использовать.

Стальная арматура для фундамента

Это классика жанра, привычная и проверенная. Сталь – сплав железа с углеродом. Свойства арматуры варьируются за счет их пропорций и добавок. Так, легировка стали кремнием и марганцем увеличивает гибкость прутов, не убавляя прочность. Подобный эффект достигается, так же, с помощью добавки хрома.

Свойства стали для арматуры зависят и от типа обработки сплава. Есть горячий — и холоднокатный. В последнем случае температура проката, то есть вытяжки прутов, не превышает комнатной.

Виды арматуры стальной

При горячем преодолевается планку рекристаллизации. Так именуют процесс перестроения кристаллической решетки. При температуре 1 700-от градусов бразуются новые зерна с меньшими дефектами.

Горячий прокат придает металлу прочность и делает его восприимчивым к сварке. Не удивительно, что горячепрокатную арматуру берут, к примеру, для железнодорожных путей.

В фундаментах сварка приемлема лишь при устойчивом грунте, изменение профиля которого не предвидится. Если же почва начнет ходить, у фиксировано скрепленных прутов не будет люфта следовать за ней.

Места сварки могут разойтись. Они и так уязвимы, ведь воздействие температур при спайке арматуры меняет ее характеристики. В общем, нужна связка прутов проволокой, позволяющей сетке слегка «ходить». Получается, в горячепрокатной арматуре для фундамента нет смысла.

Размышляя, какую арматуру используют для фундамента, выбор, как правило, делают  в пользу прутов холодного проката. Их прогоняют через отверстия, диаметр которых постепенно уменьшается.

Это уплотняет сплав. При давлении из него уходит часть углерода. Его минимум  – залог гибкости прутов. Добавим к сему вязку проволокой. Вот и идеальный вариант для фундамента.

К тому же, холодная обработка стали, прошедшей до этого горячий прокат, увеличивает варианты обработки ее поверхности. Она может быть гладкой или рифленой.

Последний тип предпочтителен для зданий со значительными нагрузками на фундамент, многоэтажных, с массивными стенами из тяжелых материалов, к примеру, кирпича.

Для деревянного двухэтажного строения, или дома в пару этажей примерно на 100 квадратов из газобетона рифленые пруты излишни. Роль неровной поверхности арматуры – лучшая сцепка с бетоном. Рельеф «хватается» за него, словно сплетаясь со строительной смесью.

Выбирая, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно учесть и его тип. Ленточный, к примеру, зиждется на 2-ух поясах армирования. Достаточно гладких прутов небольшого диаметра, как правило, это 10-12 миллиметров.

Для плиточных, цельнолитых фундаментов принято использовать арматуру 16-го диаметра. Сдвинуть цифры в сторону увеличения могут лишь рыхлые, подвижные грунты.

Обращаем внимание и на маркировку арматуры. Основное обозначение горячекатной –  буква «А» и латинские цифры от 1-го до 6-ти. Для холоднокатных прутов применяется буква «В».

Есть еще индексы. «Т» указывает на термическое упрочнение проволоки. Индекс «К» сигнализирует о повышенной устойчивости прутов к коррозии. «С» разрешает применять сварку.

Учитываем, что стальная арматура тяжела, не сгибается. Это вызывает проблемы с транспортировкой прутов. Проще перевозить композитную арматуру. Она сматывается в бухты, занимая минимальные объемы. О плюсах и минусах альтернативы стальным прутам, в следующей главе.

Композитная арматура для фундамента

Какую арматуру использовать для фундамента дома из разряда синтетической? Вариантов 4. Распространены 2. Это базальтопластиковая и стеклопластиковая арматуры.

Они выигрывают в ценнике, как среди своего класса, так и в сравнении со стальными прутами. Не указаны углепластиковая и стеклоармированный полиэтилентерефталат. Не смотря на высокий ценник последних, дадим и их краткий обзор.

Углепластик основан на углероде. Из природных его примеров вспоминаются графит и алмаз. Бриллиант – самый прочный в мире минерал. Соответственно, углероду можно придать «вид» непобедимого.

Все зависит от плотности кристаллической решетки. За счет нее углепластиковая арматура бьет металлическую по прочности на излом и удар. Это дает возможность использовать пруты меньшего диаметра, или в меньшем количестве, делая редкую сеть.

Под термином стеклоармированный полиэтилентерефталат скрываются волокна лавсана. Они сплетаются с нитями стекла. После температурной обработки и протяжки оно приобретает нетипичные для обычного стекла свойства, к примеру, перестает раскалываться при перегибах. Лавсан лишь добавляет гибкости, поскольку у полимера удлиненные молекулы. Вариант идеален для фундаментов в подвижных почвах.

Размеры стеклопластиковой арматуры

Теперь, к востребованным позициям композитной арматуры. Начнем с базальтопластика. Базальт – горная порода. Она распространена, а посему доступна. Породу расплавляют и вытягивают в нити.

Их скрутка с пластиковыми дает армирующие пруты. Для фундамента хороши, но не обязательны. Плюсы базальтопластиковой арматуры касаются, больше, работы со стенами.

Так, материал отлично пропускает радиоволны. В итоге, в доме без проблем настраивается беспроводной интернет. Если же нужно «настроить» прочность фундамента, принято брать стеклопластиковые пруты.

Их наименование звучит в строительных магазинах при ответе на вопрос, какую арматуру использовать для ленточного фундамента. Советуют материал и для сплошных заливок.

Мотивируют коррозийной стойкостью. В отличие от стали стеклопластик не окисляется. К тому же, полимер плохо проводит тепло. Это исключает образование так называемых мостов холода, ведущих к промерзанию платформы.

Дополнительными плюсами отсутствия в композите металла становятся прозрачность для электромагнитных и радиоволн. Для электрического тока, напротив, ставится блок.

Соответственно, использовать стекловолокно для заземления, подобно стали, нельзя. Это продлевает срок эксплуатации композита. Век его удлиняет, так же, солидная прочность на разрыв. Она выше, чем у стальной арматуры, почти в 1,5 раза.

Как и стальная, композитная арматура бывает гладкой и рифленый. Вытекающие последствия совпадают с формами металлических прутов. Последние, кстати, всегда серые.

Композитная арматура радует эстетов цветами и упрощает ориентацию в товарных позициях. Производители выделяют определенными красками диаметры «проволоки», типы ее закрутки.

Разбираемся — какую арматуру используют для ленточного фундамента?

Устойчивость постройки зависит от правильного выбора арматуры под ленточный фундамент.

Неправильный выбор или недостаточный объём материала способны нарушить целостность сооружения.

Поэтому во избежание непредвиденных обстоятельств необходимо внимательно отнестись к выбору вида, размеров и количества арматуры.

Особенное внимание требует качество металла и его состав, от которого зависят функциональные особенности стержней.

Правила выбора

Армирующие прутья в основе выполняют важную роль — создают жёсткость, благодаря чему обеспечивается препятствия от крушений. Для выполнения такой функции следует качественно изготовить армирующий каркас, который обеспечит сохранность фундамента.

При строительстве необходимо выбирать материал исходя из диаметра и типа арматуры.

Многие специалисты по строительству рекомендуют использовать стальные прутья.

И хотя производители стеклопластиковых материалов говорят о возможности замене стали, опытные инженеры с недоверием относятся к заявлению и настоятельно апробируют именно насеченные стальные стержни.

Немаловажный момент при выборе материала — диаметр стержней. Для каркасных конструкций можно приобрести арматуру с 10-12 мм сечением, а для строительства мощных сооружений более плотные — 14-16 мм.

Также следует выбирать металл, который обладает антикоррозийным свойством. Это обеспечит устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды.

Важно! Для получения максимальной функциональной отдачи, при строительстве ленточного фундамента каркас лучше создавать в 2 уровня с монтированием промежуточных вертикальных стержней.

Классификация

Во время монтажа используются различные виды стальных стержней, которые выполняют определённую функцию. Для удобства в выборе и упрощения  и создания единой системы её распределили по классификационным признакам.

Такое распределение поможет выбрать необходимый вид материала для создания долговечного комплекса.

Чаще всего при строительстве ленточного фундамента используется стальная напрягаемая сталь класса А3. Она не только обеспечивает прочность сооружения, но и снижает нагрузку конструкции.

Справка! Этот вид стали входят антикоррозийные вещества, благодаря которым металл защищён от агрессивного воздействия. Композитная арматура не подходит для создания фундамента. Она применяется для возведения стен, так как имеет более низкую выносливость.

По типу материала

Один из важнейших классификационных признаков — тип арматуры. Ведь материал из которого созданы стержни имеет большое значение при использовании в монтаже.

Существует не так много видов прутьев, но они имеют отличительные особенности, а именно:

1. Стальная арматура. Прутья, выплавляемые в виде металлических стержней, диаметром от 6 и до 50 мм. Этот вид применяют в строительстве основы здания, так как составляющие арматуры создают сохранность от крушения.
2. Композитные. Арматура, в состав которых входят специальные волокна: стекло, углерод, арамид, базальт. Такие виды материала обладают высокой выносливостью к воздействию веществ. Составляющее сырьё характеризует его название:
   • стеклопластиковая — уникальная лёгкостью и прочностью, а также пределом разрушения, которые выше, чем у стали в 3 раза;
   • базальтопластиковая — существенная разница в устойчивости к агрессивным средам и огнестойкости;
   • углепластиковая — характеризуется низкой теплопроводностью, высокой прочностью и устойчивостью к агрессивному воздействию, а также способна выдерживать максимально низкие температуры;
   • стеклоармированный полиэтилентерефталат — имеет свойства, как и у предыдущих, однако, цены низкие за счёт маленькой себестоимости.

Важно знать! Композитная арматура необходима для укладки стен слоями, в ремонте поверхности кирпичных построек. Кроме того, такой металл используется для создания фундамента зимой, так как в раствор добавляют специальные вещества для быстрого застывания растворов, которые способны деформировать сталь.

По типу производства

В создании фундамента участвуют 3 типа стержней, которые изготовлены разными способами.

Уникальность холоднотянутой арматуры — тонкость и отсутствие деформации после литья. Однако наибольшим спросом пользуется первый вид металла.

По типу поверхности

От поверхности сечения зависит применение арматуры. Существуют такие поверхностные сечения:

1. Гладкая поверхность. Такое кругообразное заострение используется для распределительного монтажа. Обычно его используют для стяжки пола или тротуарной плитки или же для усиления креплений.
2. Ребристая. Включает в себя различный внешний вид поверхности, а именно:
   • кольцевидный — ограничивает прочность металла, хорошо сцепляется с цементом;
   • серповидный — обеспечивает гибкость при работе с металлами;
   • комбинированный — совмещает функции металла с ребристой поверхностью.

Эти виды предназначены для стяжки фундамента.

По классу и марке стали

Металлическая прокатка производится по ГОСТу и наделена маркировкой. Обозначение символов характеризуют сталь.

К маркировке иногда может добавляться буква С.  Это означает, что сталь сварочная строительная, а буква К сообщает о вхождении в состав арматуры веществ, которые гарантируют защиту от разрушения металла при воздействии окружающей среды.

По расположению и назначению

Этот классификационный признак включает в себя 2 вида арматур. К ним относятся:

1. Рабочая — гарантируют прочность и жёсткость сооружений, перенимают тяжесть конструкции. Такой тип располагается продольно (горизонтально).
2. Хомуты — используются для монтажа и соединения. Этот вид вмонтирован в сооружениях вертикально и поперёк.

Во время приобретения стали следует учитывать её место локализации в здании. По способу применения армирующая сетка бывает 2 типов.

В ленточном  фундаменте применяются оба вида арматуры, однако, составляющая часть армирующей конструкции заполнена напрягаемой сталью, так как может выдержать сильную нагрузку.

Важно!  Ненапрягаемый металл должен располагаться в высоте в один ряд для снижения нагрузки на здание, приваренный к продольным элементам стали.

По размеру

Размер арматуры определяется её диаметром, который прописан ГОСТом. Диаметр стержней могут приобретаться от 5 мм до 50. Разнообразие размеров позволяет использование стали нужного размера для разнообразных целей. Любой вид и тип стали делятся по размерам.

Какую чаще всего применяют и почему?

Ленточный фундамент — железо-бетонный отрезок по периметру здания, на котором построены стены. От качества построенной платформы зависит прочность всего здания.

Арматура в соединении с бетоном обеспечивает прочность и сжатие сооружения.

Для небольших одноэтажных или двухэтажных домов чаще всего нужны металлические сплавы, диаметр которых варьируется от 6 до 14 мм, которая перевязывается стальной проволокой для укрепления.

Необходимый расчёт нужного количества материалов проводится специалистами во время проектирования объекта. Однако его можно рассчитывать самостоятельно. Для этого следует взять периметр здания, прибавить к нему длину стен, которые участвуют в прокладке ленточного фундамента и умножить результат на количество прутков в армированном коробе.

Чтобы рассчитать диаметр арматуры, необходимо вычислить площадь сечения вертикальных стержней в платформе, умножив длину здания на его ширину.

Пример: Ширина ленточного фундамента 20 см, а высота – 60. Значит площадь сечения равняется 1000 .

Однако площадь вертикальных прутьев должна составлять 0,1%  от общего горизонтального сечения фундамента.  То есть, необходимо полученный ранее результат умножить на 0,1 %.

То есть 1 см. В специальной таблице можно определить нужный диаметр.

Если нет возможности приобрести нужную длину арматуры, можно их смонтировать самостоятельно. Однако стержни должны перекрывать друг друга минимум на 1 м во избежание разрушений.

Кроме того, при расчете необходимо учитывать следующие факторы:

• не нужно заглублять арматуру в фундамент, так как зона расхождения располагается на поверхности.
• для поперечных и вертикальных зон отделки можно применить гладкую арматуру. Таким образом можно снизить нагрузку на конструкцию.
• расстояние между элементами должно составлять 150-400 мм.

Такие рекомендации помогут снизить нагрузку и избежать неприятностей во время строительства.

Подробнее можно посмотреть в видео:

Чем чреват неправильный выбор?

Выбор арматуры и установка во время прокладки фундамента — один из ответственных этапов.

Грозит опасными последствиями:

1. некачественный материал,
2. неправильное установление,
3. невыполнение алгоритма закладки.

В первую очередь, это отсутствие прочности, которая может повлечь за собой разрушение всего жилого комплекса. Кроме того, от состояния фундамента зависит долговечность сооружения.

Внимание! Необходимо проводить тщательный расчет всех элементов строительства: консистенция раствора, диаметр и количество арматуры, расстояние между прокладкой и т.д., иначе последствия могут угрожать не только здоровью, но и жизни жителей дома. При правильной прокладки фундамента здание может существовать более 150 лет.

Заключение

При строительстве фундаментной основы необходимо особое внимание уделить сбору  из металлa. Неправильный диаметр стали или вид материала может повлечь разрушение здания и создать угрозу жизни населению.

Перед приобретением необходимо рассчитать состав армирующей коробки, исходя из этажности здания. Кроме того, следует учитывать состав арматуры, так как вид материала, из которого произведена арматура, имеет разную функциональность.

Для создания основы строения следует выбирать сталь класса А3, А4 смешанного вида поверхности. Это обеспечит хорошее соединение с бетоном и жёсткость конструкции.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Как выбрать арматуру для фундамента?

Для повышения прочности бетонных элементов используют силовые каркасы, изготавливаемые из арматурных стержней и/или проволоки. Традиционный материал для изготовления этой продукции – арматурная сталь, достаточно новые – композитные полимеры.

Общие рекомендации по выбору стальной арматуры

Основная характеристика арматуры – диаметр, который согласно ГОСТу 5781-82 может составлять 6-80 мм. В индивидуальном строительстве при этажности не более двух используется материал с сечением 10-16 мм.

Внимание! На слабонесущих грунтах арматуру диаметром менее 16 мм использовать не рекомендуется.

Поверхность арматуры может быть гладкой или иметь периодический профиль.

• Стержни с гладкой поверхностью не предназначены для принятия основных нагрузок и применяются в качестве соединительных перемычек между продольными рабочими прутами.
• Для арматуры периодического профиля характерна высокая степень сцепления с бетоном, благодаря повышенной площади контакта. Такая продукция в качестве силовой арматуры используется на участках, на которые действуют растягивающие нагрузки.

Как выбрать арматуру для ленточного фундамента?

Для оснований этого типа обычно устраивают армирующий пояс, состоящий из двух горизонтальных уровней, в каждом – не менее двух продольных линий. Для ленты шириной до 400 мм достаточно двух стержней в одном горизонтальном ряду, более 400 мм – 3-4 прута.

Диаметр арматуры – 10-14 мм, поверхность – ребристая. Для соединения горизонтальных прутов одного уровня и обоих уровней между собой обычно используют более дешевую гладкую арматуру диаметром 6-8 мм. Шаг между перемычками составляет 0,3-0,5 м. Конкретная величина определяется массой здания.

Внимание! Расстояние от арматуры до поверхности бетона должно составлять примерно 5 см, внизу – не менее 3 см.

Как создать каркас в свайных основаниях?

Число вертикальных силовых стержней периодического профиля в свае составляет 2-4 и более. Диаметр – 10 мм, больше обычно не применяется. Точное количество стержней зависит от диаметра сваи, определяемого опалубкой. Ее функции может выполнять асбоцементная труба:

• при диметре до 200 мм используют 2-3 стержня;
• 200-250 мм – 4 штуки;
• более 250 мм – более 4-х штук.

В буронабивных сваях соблюдается такое же правило, как и в ленточных фундаментах, – между арматурой и поверхностью бетонного элемента должно сохраняться небольшое расстояние.

Для горизонтальных перемычек используют пруты гладкого профиля диаметром 6 мм, шаг их установки – примерно 50 см.

Как правильно выбрать арматуру для монолитной фундаментной плиты?

Монолитный фундамент – дорогое, но во многих ситуациях самое надежное решение. Используемая арматура – стержни сечением 10-16 мм. Горизонтальные силовые пояса, представляющие собой клетки из прутов размером 200х200 мм, соединяются между собой вертикальными перемычками. Такие перемычки привариваются в точках пересечения горизонтальных стержней. По высоте каркас должен быть на 10 см меньше высоты плиты – по 5 см вверху и внизу.

Можно ли использовать композитную полимерную арматуру для фундамента?

Свойства арматуры этого типа регламентирует ГОСТ 31938-2012, согласно которому она разделяется по виду армирующего наполнителя на стекло- (АСК), угле- (АУК), арамидо- (ААК), базальтокомпозитную (АБК), комбинированную (АКК). Диапазон номинальных диаметров – 4-32 мм.

По характеристикам эти типы арматуры достаточно сильно различаются:

• предел прочности при растяжении у СК изделий – 800 МПа и более, у УК – не менее 1400 МПа;
• модуль упругости при растяжении у стеклокомпозитной арматуры в 2,5 раза меньше, чем у углекомпозитной;
• предел прочности на поперечный срез – у СК арматуры составляет не менее 150 МПа, у УК – более 350 МПа;
• предел прочности при сжатии у всех типов полимерной арматуры составляет 300 МПа и более.

Внимание! ГОСТ 31938-2012 регламентирует только характеристики продукции, а рецептуру производители определяют самостоятельно.

Сравнение свойств полимерной композитной и стальной арматуры позволит определить, какая из них лучше в конкретном случае.

• Токопроводимость стали не всегда является недостатком, например, ее можно использовать для устройства заземляющего контура. Полимерные материалы – диэлектрики. Полная инертность к магнитным полям и способность без потерь пропускать радиоволны в широком частотном диапазоне обеспечивают применение этой продукции в строительстве лабораторий и подобных сооружений.
• Удельный вес полимерной арматуры в 4-5 раз меньше аналогичного показателя стальной. Но это свойство играет роль только при транспортировке. Для самой строительной конструкции такая разница в массе значения не имеет.
• Если стальные стержни гнут непосредственно на месте проведения работ, то полимерным изделиям можно придавать определенную форму только в производственных условиях.
• Большой плюс полимеров – коррозионная стойкость. Одно из применений этой продукции – создание сеток из полимерных прутов для дополнительного наружного укрепления фундамента, находящегося в агрессивной среде. При наличии расстояния между арматурой и поверхностью бетона стальные стержни также не разрушаются.
• Минус полимерных изделий – намного больший коэффициент удлинения, по сравнению со стальной продукцией. Это свойство может стать причиной провисания ленточного или плитного фундаментов.
• Более низкая, по сравнению со стальной, теплопроводность полимеров – плюс в холодных регионах, поскольку такая арматура не создает мостиков холода. Однако температуры ниже -15°C эти материалы не выдерживают – начинается процесс охрупчивания. Верхний предел составляет +120°C, при таких температурах термореактивная смола начинает плавиться, что приводит к потере формы прутка.

Вывод! Композитная арматура может использоваться для армирования фундаментов, но только в том случае, если в сопроводительной документации на продукцию есть указание такой возможности.

Как правильно выбрать стеклопластиковую арматуру для фундамента?

Этот вид строительной продукции производится в двух вариантах:

• периодического профиля – изготавливают способом наматывания дополнительного прутка на основной профиль и последующего покрытия поверхности связующим;
• условно-гладкого профиля – поверхность присыпается мелкофракционным песком, повышающим адгезию арматуры со строительным раствором, стоимость превышает цену рифленых изделий примерно на 18%.

Особенности определения размера стеклокомпозитной арматуры

• Внешний диаметр определяется по выступающим ребрам.
• Внутренний – диаметр стержня. В его установлении существуют некоторые сложности. Это связано с тем, что линии по выпуску полимерной арматуры не могут обеспечить идеально круглую форму сечения. Чем больше размер сечения, тем ярче выражена овальность. Для получения правильного результата сделайте два измерения в перпендикулярных направлениях и найдите среднее значение.
• Номинальный диаметр выражается целым числом и является номером профиля. Это значение находится между размерами внутреннего и наружного диаметров. Чем реже располагаются ребра, тем ближе величина номинального диаметра к внутреннему.

Совет! Если заявленный продавцом номинальный диаметр стержней совпадает с измеренным Вами наружным диаметром, то место покупки лучше изменить.

Изначально этот вариант арматуры представлял собой стержни различных оттенков желтого цвета, АБК (базальтовые) – черного. Сегодня производители выпускают разноцветную продукцию.

Внимание! Красящие пигменты в полимерной композитной арматуре не являются компонентами, повышающими качественные характеристики. Часто цветовое разнообразие изготовители используют для выделения изделий разного размера.

Арматура для фундамента 🧱 ленточного какая нужна: виды, марка и диаметр

Обустройство фундамента является важнейшим этапом при возведении любого объекта. От долговечности этой части строительной конструкции, в конечном итоге, зависит срок эксплуатации всего здания. Высокой прочностью и надежностью отличается ленточный фундамент, применяемый при возведении домов из тяжелых строительных материалов.

Ленточный фундамент представляет собой заглубленное в землю основание, располагающееся по периметру строения и принимающее на себя нагрузку несущих стен. Фундамент, выполненный из бетона, отличается высокой механической прочностью и хрупкостью одновременно, а также слабым сопротивлением нагрузкам при растяжении. Это обстоятельство вызывает необходимость его усиления.

Ленточный фундамент всегда укрепляют арматурой

С какой целью выполняется армирование

Полотно ленточного фундамента подвергается неравномерным нагрузкам в процессе эксплуатации. Это обуславливается неоднородностью плотности почвы и различиями в элементах строительной конструкции. Бетонное основание хорошо сопротивляется сжатию, а для увеличения стойкости к изгибам и растяжению нужно армирование.

Для этого вертикально и горизонтально расположенные прутья скрепляются с помощью проволоки и собираются в каркас, придающий бетонному изделию монолитную жесткость. Его прочность и долговечность зависит не только от сорта используемого бетона, но, в значительной степени, от надежности арматурного каркаса.

Схема размещения арматуры в ленточном фундаменте

Выбираем тип арматуры

Главным критерием выбора арматуры является сопротивление изгибу материала, из которого она изготовлена. Наибольшее распространение получили изделия из металла, состоящие из высокопрочной легированной стали.

Стальные прутки, превышающие по прочности бетон в несколько раз, можно не только связывать проволокой, но и скреплять при помощи сваривания.

Это увеличивает жесткость металлического каркаса. Для улучшения сцепления с бетонным основанием нужна профилированная поверхность прута. У металлической арматуры имеются следующие преимущества:

• проверенная временем надежность;
• способность переносить большие эксплуатационные нагрузки;
• возможность прогрева бетона через каркас, который проводит электрический ток;
• места сопряжения прутьев не теряют прочности при соединении их сваркой.

Виды профиля стальной арматуры

К недостаткам стальной арматуры относятся ее большой вес и подверженность процессам коррозии. На современном строительном рынке недавно появилась арматура, изготовленная из стекловолокна. Возникает законный вопрос: какая арматура лучше?

Практический опыт использования варианта из пластика — недостаточный, поэтому судить о надежности этих изделий в долгосрочной перспективе пока сложно.

Пластиковый материал обладает следующими достоинствами:

• небольшим весом;
• устойчивостью к воздействию низких температур;
• невосприимчивостью к коррозии;
• не образует радиопомех;
• не обладает теплопроводностью;
• имеет хорошую упругость.

Композитная арматура различного диаметра

К недостаткам пластиковой арматуры относятся невозможность ее сгибания и соединения сваркой. К тому же материал удлиняется при растяжении. По этой причине, по мнению профессиональных строителей, ее лучше использовать только при возведении фундаментов, на которые оказывается небольшая нагрузка.

Проще говоря: какая постройка, такая и нужна арматура. Более подробно о сравнительных характеристиках обоих вариантов читайте в статье «Какая лучше арматура для фундамента композитная стеклопластиковая или железная?»

Определяемся с диаметром

Диаметр прута является одной из самых важных характеристик арматурного материала. От него зависит не только прочность каркаса жесткости, но и его взаимодействие с бетонной массой. Диаметр арматуры для ленточного фундамента определяется следующим образом. Разделив площадь среза бетонного основания на 1000, получим значение площади сечения арматурных изделий, устанавливаемых в продольном направлении. Отсюда определяется их диаметр. В любом случае арматура для фундамента ленточного типа должна быть в диаметре не менее 10 мм.

Взаимозаменяемость пластиковой и композитной арматуры по диаметру

Например, длина участка ленты составляет 1000 мм, ширина — 400 мм, площадь среза основания по вертикали составит 1000*400=400000 мм². Сечение арматурных стержней, устанавливаемых в продольном направлении, составит 400000/1000=4 см². Из школьного курса геометрии мы знаем, что площадь круга определяется по формуле: S=3,14D²/4. Отсюда D=2√S/3,14. То есть в нашем случае получится ~22 мм. Для ответа на вопрос: какой диаметр арматуры выбрать, удобно воспользоваться специальной таблицей, упрощающей подбор арматурных прутьев для фундамента по их диаметру.

Таблица расчета арматуры
Диаметр прута, мм	Площадь сечения, см2	Масса одного погонного метра, кг	Погонных метров в одной тонне
8	0,50	0,40	2532
10	0,79	0,62	1621
12	1,13	0,90	1126
14	1,54	1,21	826
16	2,01	1,58	633
18	2,54	2,00	500
20	3,80	2,47	405

Размер арматуры по длине чаще всего составляет 6-12 м. Материал низкого класса диаметром до 12 мм поставляется свернутым в мотки.

Чем вязать арматуру

Для создания из арматурных прутьев пространственной фигуры их необходимо скреплять. Эту операцию выполняют с помощью сварки, либо используют для вязки мест соединений проволоку или пластиковые хомуты. Опыт подсказывает, что при вязке проволокой наиболее удобно работать при ее диаметре 1,2-1,4 мм. Более тонкая слабовата, а более толстую трудно изгибать.

Подойдет как оцинкованная, так и черная проволока. Если она слишком жесткая и плохо гнется, можно прокалить моток в костре. Своими руками можно добыть вязальную проволоку из старой автомобильной шины. Для этого достаточно сжечь покрышку на костре.

Термообработанная вязальная проволока

Очень удобно использовать для быстрой вязки арматуры пластиковые хомуты. Наиболее надежны изделия со вставкой из проволоки. Следует понимать, что на морозе пластик потрескается, то есть оставлять на зиму связанный арматурный каркас нельзя.

Особенности армирования различных типов фундаментов

В зависимости от расчетной нагрузки, рельефа и геологических особенностей местности, где будут производиться строительные работы, обустраиваются различные типы фундаментов. Наиболее распространенными являются следующие бетонные основания:

• ленточного типа;
• в виде монолитной плиты;
• на опорных сваях.

Фундамент ленточного типа применяется при возведении домов с подвалами, он хорошо выдерживает вес зданий, изготовленных из бетона и кирпича.

Основная нагрузка на фундамент этого типа оказывается в продольном направлении, поэтому по горизонтали выполняются два пояса армирования.

На вертикально расположенные прутья не оказывается серьезной нагрузки, поэтому они выполняют связующую и поддерживающую роль в решетке каркаса.

Плитный фундамент представляет собой сплошную бетонную плиту, расположенную под построенным зданием. Он обустраивается на неустойчивых почвах и может применяться при многоэтажном строительстве. Армирование такого основания выполняется в виде сетки.

Фундамент на опорных сваях применяется при строительстве каркасно-щитовых домов и одноэтажных, мало нагруженных объектов. Стоимость его обустройства меньше, чем у других типов фундаментов. Свайные опоры заглубляются в землю бурением. Здесь основная нагрузка приходится на вертикально расположенные армирующие прутья.

Лучшая арматура для ленточного фундамента

Для основания в виде бетонной ленты используются арматурные стержни класса А 300, А 400, А 800, А 1000. Класс арматуры определяется набором характеристик и технологии изготовления материала. Профиль поверхности этих прутьев представляет собой рифленую косичку. Благодаря этому, изделия прочно сцепляются с бетонным основанием. Они используются для выполнения продольной обвязки, при которой стержни укладываются вдоль направления бетонной ленты.

Арматура в углах ленточного фундамента должна быть изогнута

Создаются не менее двух горизонтально расположенных уровней армирования, на которые приходится основная нагрузка строительной конструкции. Чем выше масса возводимого здания, тем больше должно быть сечение арматуры.

Наименьший диаметр силовых прутьев составляет 10 мм.

Вертикально и поперечно расположенные стержни, которые не подвергаются большим нагрузкам, могут быть гладкими. В этом случае может быть использована марка арматуры более низкого класса. Вертикальные монтажные прутья имеют диаметр от 4 до 8 мм.

Арматурная решетка должна полностью находиться в массе бетонного основания, расстояние до его краев составляет не менее 5 см. Увеличивать это расстояние не нужно, так как при этом уменьшится общее поперечное сечение арматурной решетки и ее несущая способность. При этом решетка играет роль металлической балки, усиливающей противостояние бетонной ленты нагрузкам на изгиб.

Арматура в бетонной плите основания

Обустройство фундамента в виде сплошной бетонной плиты требует большого расхода строительных материалов, в том числе арматуры. Плитный фундамент способен выдерживать большие нагрузки, для него используется ребристая арматура диаметром от 10 до 16 мм. Прутья укладываются в горизонтальной плоскости, образуя решетку с ячейкой 200*200 мм.

Арматура в плитном фундаменте укладывается с определенным зазором

При толщине плиты меньше 15 сантиметров применяется один пояс, если бетонное основание толще, выполняется не менее двух слоев армирования. Расходы на покупку арматуры для такого вида фундамента составляют около 20% от стоимости работ по его обустройству. Возведение плитного фундамента требует больших материальных затрат, но зато он очень надежен и обладает длительным сроком службы.

Армирование свайного фундамента

Свайный фундамент представляет собой заглубленные в землю опоры, заливаемые бетоном. В вертикальном направлении сваи армируются ребристыми прутьями, имеющими в диаметре десять миллиметров.

Основную нагрузку в каркасе свайного фундамента несет вертикально установленная арматура

Горизонтально расположенные гладкие прутья диаметром 4 мм не испытывают нагрузки и используются как вязальный материал для образования единого каркаса. В зависимости от поперечного сечения сваи, применяется от двух до четырех вертикально расположенных прутьев, длина которых должна соответствовать длине столба, несколько превышая его.

Надеемся, что изложенная информация поможет Вам правильно определиться с выбором каркаса для фундамента. Далее следует видеоролик с полезной информацией о выборе арматуры.

Поделитесь с друьями!

Как выбрать арматуру для фундамента: виды, марки, расчет

Важный элемент фундамента — арматура

Строительство многих стационарных построек связано с необходимостью установки фундамента того или иного вида. Все их можно разделить на два типа – бетонные и кирпичные. Для обеспечения максимальной прочности первого вида оснований обязательным элементом является присутствие каркаса из стержней круглого сечения, называемых арматурой. Их наличие обеспечивает стойкость к изгибающим и растягивающим нагрузкам. О том, какая бывает арматура для фундаментов, правилах ее выбора и расчета и пойдет речь в дальнейшем.

Виды фундаментной арматуры

Наличие арматуры для фундамента в бетонной заливке позволяет значительно увеличить прочностные характеристики конструкции. Связано это с наличием внутренних элементов жесткости, прочно связанных между собой. В настоящее время в строительстве нашли применение следующие виды арматуры:

Разновидности арматуры

1. Пластиковая – современный аналог, активно распространяющийся на строительном рынке. Отсутствие длительного опыта использования не позволяет однозначно судить о преимуществах и недостатках этого материала. Ниже остановимся на них подробнее.
2. Стальная – традиционный вариант, прошедший испытание временем и веками эксплуатации, которые и выявили основные преимущества данного материала. В свою очередь, данный вид подразделяется на два подвида:

• Гладкая арматура представляет собой стальные стержни круглого сечения с гладкой цилиндрической поверхностью;
• Рифленая отличается наличием на поверхности прута выпуклых элементов, располагающихся под углом к продольной оси детали. Их наличие обеспечивает лучшую связку с бетоном и придает надежность всей конструкции фундамента.

Гладкая и пластиковая арматура

Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки. Для сравнения аналогов рассмотрим их эксплуатационные качества.

к оглавлению ↑

Стальная арматура

Сталь является достаточно прочным черным сплавом, что позволяет в конечном итоге получить высокую прочность ленточного фундамента и других видов оснований дома. Применение прутков достаточного диаметра гарантирует нивелирование отрицательного воздействия вертикальных деформаций почвы, возникающих в межсезонье или при изменении уровня грунтовых вод. Наибольшее применение получила арматура 12 для фундамента с рифленой поверхностью.

Наличие в сплаве железа оказывает негативное воздействие на химическую стойкость материала. Особенно это проявляется при контакте арматуры с водой, что приводит к коррозионному разрушению. Чтобы стальная арматура для фундамента дольше сохраняла свою механическую прочность, при укладке необходимо обеспечивать зазор от нее до опалубки не менее 50-60 мм. Слой бетона предотвратит контакт с водой и образование ржавчины.

к оглавлению ↑

Пластиковая арматура

Достаточно новый материал на российском строительном рынке, еще не получивший широкого признания. Строителей и инженеров настораживает высокий коэффициент продольного удлинения материала. Гибкая арматура для фундамента, в отличие от стальной предшественницы, может растягиваться. Это негативно сказывается и на прочности всего основания дома.

Из положительных аспектов арматуры из стеклопластика можно выделить следующие:

• Значительное снижение расходов на перевозку благодаря намотке в бухты;
• Высокая стойкость к воздействию влаги и различных реагентов;
• Низкая масса.

По общему мнению, такой вид арматуры можно применять лишь для малонагруженных фундаментов, например под каркасными строениями. Под домами из бруса, бревна, блоков и особенно кирпича инженеры-проектировщики опасаются устанавливать такие стержни.

к оглавлению ↑

Классификация арматуры

Особое внимание уделяют и такой характеристике, как класс арматуры для фундамента. При выполнении расчета конструкции и ее прочности следует уточнить конкретный состав стали и ее эксплуатационные характеристики. Не зависимо от наличия ребер на поверхности выделяют виды стальных стержней от С1 до С8. Увеличение класса говорит о росте прочностных характеристик благодаря использованию легирующих элементов в составе сплава.

Характеристики арматуры

Зная особенности каждой группы не сложно определиться, какая марка арматуры нужна для ленточного фундамента дома. Достаточно лишь рассчитать массу сооружения, уточнить почвенные условия участка проведения работ, особенности грунтовых вод и т.д. Более подробно о выборе диаметра арматуры и расчете ее количества остановимся ниже.

к оглавлению ↑

Выбор арматуры для ленточного фундамента

Прочность основания дома и целостность самого сооружения напрямую зависят от правильного выбора арматуры и качества ее установки. Основной характеристикой в данном случае служат материал и диаметр прутьев. Чаще всего, на запрос пользователей, какую арматуру лучше выбрать и использовать для ленточного фундамента дома специалисты рекомендуют именно стальные стержни.

Диаметр арматуры зависит от расчетной нагрузки на фундамент в целом. Так, для легких каркасных построек небольшой этажности можно использовать стержни сечением 10-12 мм, для более мощных строений – 14 и даже 16 мм. Для достижения максимальных прочностных характеристик армирование ленточного фундамента лучше выполнить в два уровня с установкой промежуточных вертикальных стержней.

Производители стеклопластиковых аналогов заявляют о возможности уменьшения диаметра арматуры из композитного материала по сравнению со стальной при сохранении прочности. Инженеры и практикующие строители с недоверием относятся к данным заявлениям и не решаются полностью заменить металлические прутки в ленточных и плитных основаниях. Поэтому, все рекомендации на тему, какая арматура нужна для строительства ленточного фундамента дома, сводятся именно к насеченным стержням из стали.

к оглавлению ↑

Выбор арматуры для плитного фундамента

Планируя строительство дома на активных неспокойных грунтах, строители отдают предпочтение монолитным основаниям в виде плоской плиты определенной толщины. Преимущества этого типа перед ленточным аналогом в данном случае более чем очевидны, несмотря на значительное увеличение общего бюджета работ. При этом неизбежен вопрос, какую арматуру использовать для плитного фундамента.

Поскольку, нагрузка на основание в данном случае значительна, и масса возводимых строений, как правило, велика, то применяют исключительно металлические стержни. Аналогично, для преодоления действующих на фундамент нагрузок лучше выбирать арматуру увеличенного по сравнению с ленточным типом сечения. Наиболее распространен для плитных оснований диаметр арматуры 14 и 16 мм.

к оглавлению ↑

Определяем требуемое количество материалов

Выше мы выяснили, какие бывают виды арматуры для фундамента и рассмотрели особенности использования каждого из них. Прежде чем перейти к описанию расчета количества требуемых для армирующего каркаса материалов, остановимся подробнее на его устройстве.

Мы уточнили, для чего нужна арматура в фундаменте. Она образует внутренние элементы жесткости, препятствующие разрушению основания строений. Для того, чтобы она выполняла свою задачу с максимальной отдачей, необходимо правильно изготовить армирующий каркас.

Расчет арматуры

Он представляет собой уложенные в два ряда прутья. При этом каркас ленточного фундамента состоит из двух параллельных рядов стержней, соединенных поперечными и вертикальными обрезками арматуры. В основе плитного основания стержни образуют две сетки, расположенные друг над другом. Обязательным условием является углубление стержней внутрь бетонной заливки.

к оглавлению ↑

Расчет ленточного основания

Для примера определим требуемое количество арматуры ленточного фундамента под дом 6х6 метров с одной перегородкой. Исходя из параметров здания, общий периметр стен будет равен 6х4+6=30 метров. Стержни укладываем в четыре полосы, следовательно, длину стен умножаем на 4, получая 120 метров.

Для сохранения высокой прочности армирующего каркаса отдельные стержни в углах дома должны перекрывать друг друга не менее чем на 1 метр. Исходя из этого, общий метраж стержней должен быть увеличен на 16 метров и с последующим округлением в итоге получим количество арматуры 140 метров.

Схема расчета арматуры для ленточного основания

Поперечные горизонтальные и вертикальные вставки при размере сечения ленты 1,5х0,5 метра равны соответственно 1,4 и 0,4 метра. Их устанавливаем с шагом 1 метр попарно. Следовательно, длина таких стержней будет равна 60х1,4+60х0,4=80,4+24=105 метров. Из-за отсутствия нагрузки на них диаметр можно уменьшить до 6-8 мм, взяв гладкую проволоку.

Для соединения элементов каркаса применяют мягкую вязальную проволоку. На каждое соединение ее требуется 0,3 – 0,5 метра в зависимости от диаметра арматуры. Точек соединения для нашего варианта потребуется 30х4=120. Выполнив расчет количества вязальной проволоки, получим необходимую длину 120х0,3=36 метров. Добавив несколько метров для соединения по углам, округлим метраж до 50.

к оглавлению ↑

Расчет плитного основания

Выше нами были даны рекомендации, из какой арматуры делать фундамент. Расчет ее количества зависит от конкретного типа. Так, плитный фундамент того же размера 6х6 потребует гораздо большего количества арматуры. Стандартный размер ячеек сетки 25 см. Следовательно, количество стержней определяем по формуле: 6/0,25х4=96, а общая длина 96х6=576 метров.

Вертикальные стойки при толщине плиты в 25 см будут равны 0,15 метра. А их общая длина определится как 24х24х0,15=86,4 метра. Округлив, получим дополнительно 90 метров арматуры на стойки, что даст общее количество 666 метров.

Количество соединений стержней верхней и нижней сетки к стойкам будет определяться как произведение точек вязки на 4, так как каждая арматура крепится к вертикальным проставкам: 24х24х4=2304, а общая требуемая длина 2304х0,15=345,6 метра.

Приведенные расчеты наглядно показывают значительное превышение плитного основания дома перед ленточным по материалоемкости. Перед тем, как выбрать арматуру для фундамента необходимо выполнить расчеты финансовых затрат на всю конструкцию.

к оглавлению ↑

Монтаж армирующего каркаса

Выбрав, какой арматурой армировать фундамент, необходимо правильно изготовить армопояс. Для этого закупается необходимое количество стержней и непосредственно на площадке режется на куски нужной длины. Так, для ленточного основания 6х6 продольные стержни должны иметь длину 8 метров с учетом угловых загибов.

С помощью приспособлений арматуру сгибают в размер и опускают в предварительно выкопанный котлован, подложив под нижний ряд половинки кирпича для обеспечения необходимого зазора. Связывают проволокой стержни между собой и закрепляют горизонтальные обрезки с шагом 1 метр. В углах расстояние можно уменьшить до 0,5 метра.

Далее крепим проволокой вертикальные куски и привязываем к их верхним торцам второй слой каркаса. Стержни для него можно предварительно связать на земле и укладывать готовую конструкцию. Угловую вязку проволокой удобно выполнять специальным ручным приспособлением или насадкой на шуруповерт.

Таким образом, мы выяснили, какая арматура идет на ленточный фундамент, привели пример выполнения расчета количества материалов. Технология изготовления армирующего каркаса не сложна, но требует высокой ответственности и качества работ. Не всегда можно однозначно утверждать, чем лучше армировать фундамент. Необходимо уточнить все параметры строения и условий места строительства.

    

Как правильно выбрать арматуру для фундамента

Арматура – это довольно общее понятие, под этим названием в данной статье мы имеем в виду элементы, усиливающие бетонную конструкцию. Бетон — не самодостаточен. Это крепкий, но, в то же время, хрупкий материал, не обладающий никакой гибкостью. При появлении трещин бетон просто разваливается. Но совсем другое дело – железобетон!

Железобетон – это комбинированный материал, состоящий из бетона, который несет основную нагрузку, и стальных стержней, помогающих ему в этом. Эти стержни и называются “арматура”. Фактически, это стальной стержень цилиндрической (или близкой к цилиндру) формы. Сталь и бетон очень “подходят” друг другу: они сочетаются между собой, дополняя и тем самым усиливая свойства друг друга. Эти материалы имеют прекрасное сцепление друг с другом.

Виды арматуры

Арматура различается по:

1. Составу. Металл, используемый для арматуры, может быть как мягкий, так и более твердый (но хрупкий).

2. Форме. Армирующие стержни могут быть как гладкими цилиндрическими, так и с шероховатостями, выступами разных форм. “Выступы” нужны для того, чтобы усилить сцепление бетона и стали.

3. Диаметру. Диаметр арматуры для фундамента (и другие её параметры) выбираются в зависимости от задач и нагрузок армируемой конструкции.

4. Свариваемости. Не всю арматуру можно сваривать при сборке арматурного каркаса. Это свойство зависит от того, какая сталь используется для арматуры. Чтобы применять сварку для сборки арматурного каркаса, сталь арматуры должна быть специально подготовленной при выплавке для этой операции. Если сварить арматуру, не предназначенную для такой операции, то произойдет ухудшение свойств арматуры.

Какую арматуру использовать для фундамента?

Сегодня мы хотим целенаправленно сосредоточиться на вопросе арматуры под фундамент. Фундамент – это самый широко используемый железобетонный элемент в конструкции дома. Вопрос армирования фундамента – один из самых актуальных. Правильно выполненный фундамент – это залог “здоровья” здания, гарантия прочности и долговечности всей конструкции дома.

Так, все же, какая должна быть арматура фундамента дома? Правильно на этот вопрос можно ответить после расчета всей конструкции дома. То есть, чтобы совершенно точно быть уверенным в своем выборе, нужно просчитать конструкцию фундамента и потом выполнить расчёт арматуры.

Мы уверены, что расчет должен выполнять квалифицированный специалист. Но если по какой-то причине вы решите выполнять расчёт сами, то знайте: если ваш дом стоит на не проблемных грунтах, и он не больше двух этажей (без цокольного этажа и без подвала), то под свою ответственность можно воспользоваться типовыми решениями и расчётами. То есть, выбрать параметры фундамента и количество арматуры из предложенных в специализированной литературе, справочниках.

Вот пример стандартных таблиц, из которых можно выбирать свои решения и показания (арматура для ленточного фундамента тоже выбирается по подобным таблицам).

1	10	2	4
2	10	3	6
3	12	2	4
4	12	3	6
5	14	3	6

Если мы не говорим про свайные фундаменты, то большинство фундаментов усиливается металлической арматурой, уложенной вдоль и поперёк (пруты перекрещиваются, образуя единую сетку). Для того, чтобы прутья не сдвигались относительно друг друга во время заливки бетона, они свариваются или связываются между собой вязальной проволокой в каждой точке касания. В теле бетона арматура располагается примерно в пяти сантиметрах от поверхности. Необходимо делать два яруса армирования: верхний (предназначен для работы на изгиб фундамента вверх) и нижний (для защиты от изгиба вниз). В середине фундамента армировку производить не нужно.

Строительство фундамента – работа, требующая вдумчивого и тщательного подхода, ведь цена ошибки – аварийный дом. Необходимо со всей серьезностью отнестись к этому этапу строительства. Также хотим напомнить, что арматуру для фундамента можно выбрать на «Первой Металлобазе»: близко, быстро, и с доставкой!

Арматура композитная или железная 🧱 какая лучше для фундамента: какую выбрать?

Для улучшения прочностных характеристик бетона традиционно используется железная арматура. С развитием строительных технологий на смену металлу приходят композитные материалы – и среди них стеклопластик. Он не подвержен коррозии, легкий и прочный. Арматура такого типа с успехом применяется в монолитном строительстве. В статье мы постараемся ответить на естественный вопрос: какая арматура лучше для фундамента?

Композитная арматура различается как по составу, так и по внешнему виду

Состав и строение композитной арматуры

Прутки стеклопластиковой арматуры – это пучок стекловолокна толщиной 15 микрон каждое, пропитанный эпоксидными или другими смолами и имеющий рифленую поверхность для лучшего сцепления с бетоном. В правильно устроенном прутке должен быть центральный стержень из волокон, который оплетается по спирали вторым слоем стекловолокна.

Вид материала волокна определяет свойства и название арматуры. Кроме стекловолоконной, встречаются углепластиковые и базальтовые изделия.

Диаметр прутка арматуры находится в пределах 4-18 мм, а максимальная длина ограничена только настройками производственного оборудования. Плотность стеклопластика составляет всего 1,9 т/м3, а 1 кубометр стальной арматуры весит не менее 7 тонн. Благодаря этому свойству, композиты применяются в изготовлении легкого бетона с 60-х годов прошлого века. Средний срок службы — не менее 80 лет.

Рифленая поверхность арматуры способствует ее сцеплению с бетоном

Производство стеклопластиковых прутков для усиления бетона возможно только в заводских условиях, что снижает вероятность купить некачественный продукт, несоответствующий нормативным требованиям. Композитная арматура не ржавеет, не проводит электрический ток и экологична.

Преимущества использования стеклопластика

Свойства стали и железобетона, изготовленного с ее применением, хорошо изучены, известны все сильные и слабые стороны такого материала. Композитные материалы не так давно появились в свободном доступе, поэтому разберем их преимущества подробно:

• меньший вес (более, чем в 3 раза) конструкции снижает нагрузку на фундамент и грунт, делает транспортировку стройматериалов до места стройки простым и дешевым;
• очень высокая нагрузка на разрыв (650 Мпа у стекловолокна против 400 Мпа у стали) делает ее незаменимой в ответственных местах;
• стойкость к атмосферным и химическим процессам, не теряет прочности из-за коррозии, как металлическая;
• коэффициент теплового расширения композитных материалов очень близок к таким же параметрам у бетона, а это снижает вероятность появления трещин;
• низкая теплопроводность пластика помогает сохранять тепло в здании и цокольном помещении;
• хорошая устойчивость к механическому износу, по этому показателю стеклопластик не уступает железу;
• не является помехой для радиоволн и не проводит электричество;
• с пластиком удобно работать, не потребуется сварочный аппарат, а все соединения фиксируют гибкими хомутами или вязальной проволокой;
• малая цена заметно снижает стоимость монолитных бетонных работ.

Композитную арматуру можно доставить в багажнике легкового автомобиля

Эти свойства и делают стеклопластиковую арматуру незаменимой в возведении фундаментов и заливке монолитных оснований для постройки дома.

На практике, композитная арматура для фундамента приобрела наибольшую популярность в малоэтажном домостроении, что объясняется нижеследующими факторами.

Недостатки неметаллической арматуры

Не бывает идеальных во всем материалов, так и композитная арматура имеет ряд особенностей, которые накладывают ограничение на ее широкое использование. Минусы неметаллических элементов бетонной конструкции:

• модуль упругости стали выше такового у стеклопластика в 4 раза, поэтому из железной арматуры выполняют плиты перекрытия и несущие элементы конструкции;
• пластик невозможно сваривать, только вязка между собой или применение арматуры с металлическими наконечниками;
• любые композитные прутки нельзя сгибать под прямым углом, для соединения берут специальные уголки или связывают встык с перехлестом;
• механические свойства ухудшаются с нагревом, а при температуре 600 градусов происходит полное разрушение конструкции;
• небольшой опыт работы с композитами у строительных бригад и отсутствие сертификации на большую часть возводимых объектов (по умолчанию задана металлическая арматура).

В углах композитная арматура не гнется

Свести недостатки к минимуму поможет сочетание в конструкции металлических узлов и пластиковых прутков различного диаметра. Такое взаимное сочетание считается оптимальным и надежным.

Особенности применения в разных видах фундаментов

Чтобы выбрать, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно принять во внимание все вышеизложенные факторы. Наиболее распространенные типы фундамента, на которых можно использовать композитный материал, – это ленточный мелкозаглубленный, ростверк и монолитная плита.

Композитная арматура хорошо подходит для ленточного фундамента небольшой постройки

Для них берут арматуру толщиной 8-12 мм и со специальными насечками для надежного сцепления с раствором. Гладкие прутки типа А1 можно использовать для легких хозяйственных построек и в качестве маяков при заливке фундамента.

Пример использования пластиковой арматуры в плитном фундаменте

Особенности армирования фундамента дома:

• количество прутков рассчитывается из способа укладки и поясности армирующих слоев;
• для ленточного фундамента необходимо 2 таких слоя, для плитного — достаточно одного и песчаной подушки под основанием;
• шаг ячейки для стеклопластика не должен превышать 500 мм;
• углы фундамента проходят специальными уголковыми элементами, потому что соединение встык в углах не допускается;
• вязку арматуры в местах соединения осуществляют проволокой, скобами и специальным пистолетом или пластиковыми хомутами;
• для равномерного распределения каркаса в толще бетона потребуются фиксаторы арматуры, расстояние до поверхности оставляют 1-2 сантиметра;
• Столбчатый фундамент размещают ниже глубины промерзания (обычно от 0,7 до 1,5 метров в зависимости от региона), что исключает его подвижки и разрывы.

Композитной арматурой можно пользоваться при строительстве свайного фундамента небольшой постройки

Важно! Заливая раствор в опалубку, проверяют, чтобы все части каркаса были скрыты бетоном. В месте выхода арматуры на поверхность будут образовываться трещины и происходить дальнейшее разрушение фундамента.

Сталь или пластик: что лучше для фундамента?

Стеклопластик не является заменителем металла в усилении бетона армированием.

Большинство зданий и технических сооружений возводятся с использованием металлического прутка. Фундаменты многоэтажных зданий, промышленных производств, электростанций выполнены из железобетона. Композитную арматуру можно использовать в малоэтажном и дачном строительстве, где не требуется высокая прочность на сжатие и изгиб. Из нее делают фундаменты:

• ленточные под бани, коттеджи, хозяйственные постройки;
• дорог, опор под столбы, заборы;
• причалов, доков, укрепления береговой линии;
• канализационных объектов, находящихся в воде.

Стальную арматуру можно заменить пластиковой меньшего диаметра

Использование стеклопластиковой арматуры для возведения фундамента оправдано в большинстве случаев. Эта часть дома меньше всего испытывает динамические нагрузки, а физических свойств композитов достаточно для надежной конструкции. Снижению цены постройки способствует ее малый вес и простота укладки, не требующая специального инструмента.

Подводя итог, заметим, что для тех, кто строит своими руками, композитная арматура чрезвычайно интересна. В нижеследующем ролике изложена подробная информация на данную тему.

Поделитесь с друьями!

градусов фонда | Prospects.ac.uk

Если вы хотите приобрести навыки на рабочем месте и получить квалификацию бакалавриата, не проходя полный курс бакалавриата, степень бакалавра — отличный вариант

Что такое степень бакалавра?

Базовая степень — это академический эквивалент двух третей степени бакалавра, высшего национального диплома (HND) и диплома о высшем образовании (DipHE) — на уровне 5 Регламентированной рамки квалификаций (RQF).

Эти курсы, созданные в сотрудничестве между университетами, высшими учебными заведениями и работодателями, направлены на развитие востребованных навыков. Таким образом, базовые степени предоставляют прочную платформу для кандидатов, ищущих работу, но также открывают двери для тех, кто хочет получить полную квалификацию бакалавриата в дальнейшем.

Если вы решите изучать квалификацию на дневном отделении, как правило, это займет у вас два года. Маршрут неполного рабочего дня обычно длится около четырех лет.

Ученая степень или год основания?

Обратите внимание, что степень бакалавра — это не то же самое, что год основания. Базовая степень — это отдельная квалификация, эквивалентная двухлетнему трехлетнему обучению, тогда как базовый год дает вам доступ к учебному курсу. Узнайте, почему вам следует выбрать год основания.

Выбор базовой степени

Базовая степень — это профессиональная квалификация, которая дает вам гибкость в обучении во время работы, поэтому они идеально подходят для тех, кто еще не готов посвятить три года полной программе обучения.

Какой бы курс вы ни выбрали, а также приобретенные вами навыки, связанные с ролями, также должны дать вам ряд желаемых качеств как сотрудника. Тем не менее, важно выбрать предмет, который вам понравится, поскольку обучение на базовую степень требует мотивации, высокого уровня организации и способности адаптироваться к разным условиям работы.

Популярные предметные области базовой степени в 2016/17 году, согласно данным HESA Направления выпускников высшего образования , включают:

• академические исследования в сфере образования
• другие предметы, связанные с медициной
• социальная работа
• сестринское дело
• спорт и наука о физических упражнениях
• гостиничный бизнес, досуг, спорт, туризм и транспорт
• бизнес-исследования
• зоотехния
• драма
• управленческие исследования
• сельское хозяйство
• дизайн-исследования.

Прежде чем остановиться на предмете и курсе, важно изучить вступительные требования для выбранной вами профессии. Вы можете сделать это, изучив соответствующие профили вакансий.

Поиск базовых курсов в Великобритании через UCAS.

Вам также следует следить за днями открытых дверей в университетах и ​​мероприятиями, предназначенными для будущих студентов на получение степени бакалавра.

Требования к поступающим

Не существует установленных требований к поступающим для получения базовых степеней, поскольку наличие соответствующего промышленного или коммерческого опыта работы и навыков в определенном секторе часто более важно, чем любая формальная квалификация.Отдельные университеты и колледжи сами определяют свои требования, о которых вы можете узнать на их веб-сайтах.

Например, чтобы начать двухгодичную базовую степень по вычислительной технике в колледже Фернесс, вам понадобится A-level на уровне C по соответствующему предмету и 32 тарифных балла UCAS.

С другой стороны, базовая степень по бизнесу и менеджменту в Burnley College набирает 104–112 баллов. Помимо ваших образовательных достижений и ожидаемых оценок, колледж примет во внимание любые нестандартные квалификации, такие как соответствующий опыт работы или жизненный опыт.Главное требование — это способность справиться с обучением на уровне диплома.

Как подать заявку на получение степени базового образования

Если вы хотите пройти базовый курс обучения на постоянной основе, а колледж или университет является поставщиком курсов UCAS, вам необходимо следовать руководящим принципам для заявление на бакалавриат — узнайте, как поступить в университет.

Для получения степени по совместительству вам необходимо подать заявление непосредственно в колледж или университет, в котором проводится курс.

Сборы и финансирование

Плата за обучение для получения базовых степеней будет различаться — например, начальная степень для начинающих (FdA) Кингстонского университета (с посещением в местных колледжах) стоит 5300 фунтов стерлингов в год при поступлении в 2019/20. в то время как базовая степень в области вычислительной техники и информационных технологий в Southport College установлена ​​на уровне 6000 фунтов стерлингов в первый год.

Студенты, получившие базовую степень в признанных вузах Великобритании, будут иметь право на получение государственного финансирования. Ссуды на оплату обучения от Student Finance доступны, если это ваша первая квалификация бакалавриата.

Вы можете иметь право на дополнительное финансирование, если вы являетесь родителем, опекуном или имеете инвалидность. Университеты также имеют собственные гранты и стипендии для студентов с дополнительными потребностями — см. GOV.UK — Финансирование и финансирование студентов.

«Повышение квалификации» до степени

Большинство кандидатов, обучающихся на очной базовой степени, предпочитают продлить свое обучение до получения степени в следующем учебном году.Однако из-за отсутствия временных ограничений на получение степени бакалавра это необязательно делать немедленно — многие студенты возвращаются к учебе позже.

Если вы решите сменить предмет для получения полной степени, вам может потребоваться пройти дополнительное обучение продолжительностью более одного года, чтобы получить высшее образование с нужным количеством кредитов.

Если этот предмет мало или не имеет отношения к вашей базовой степени, вам может быть отказано в переводе и ожидается, что вы начнете получать степень бакалавра с первого года обучения.Это будет зависеть от изученных вами модулей и полученных кредитов. Как вариант, вы можете поступить на второй год. Переход на программу в учебном заведении, подтвердившую вашу базовую степень, — это самый простой способ сделать это.

Финансирование дополнительных степеней как части вашей первой степени не является безусловным, поэтому уточняйте в Финансах для студентов и в своем университете, чтобы узнать, что предлагается.

Курсы последипломного образования не покрываются студенческими финансами, так как ссуды могут использоваться только для полных курсов магистратуры, а не для повышения квалификации.

Кандидаты, завершающие PGCE, могут рассмотреть возможность подачи заявки на финансирование в Департамент образования (DfE).

Для получения дополнительной информации посетите финансирование аспирантуры.

Что я могу делать со степенью бакалавра?

По завершении квалификации, если вы хотите войти в непосредственно связанную с этим отрасль, округленный набор навыков, который обеспечивает базовая степень, должен быть тем, что вам нужно, чтобы начать свою карьеру.

При поиске работы стоит отметить, что многие выпускники-рекрутеры просят степень бакалавра в качестве требования для поступления, поэтому вам, возможно, придется быть готовым к повышению своей квалификации.

Большинство программ для выпускников в Великобритании обычно запрашивают степень бакалавра не менее 2: 1, но появляются альтернативные пути в эти структурированные программы. PwC, Deloitte и KPMG теперь имеют более гибкие требования к поступающим, ориентированные на тесты критического мышления, относительный опыт работы и другие достоинства, не связанные с ученой степенью.

Однако, несмотря на то, что ваши шансы на получение работы могут быть выше при наличии полной степени, многие отрасли страдают от нехватки рабочей силы в свете Brexit.Значительное количество рабочих-мигрантов покидают Великобританию в поисках работы в другом месте. В частности, гостиничный бизнес, здравоохранение и обрабатывающая промышленность столкнулись с серьезными неудачами, поэтому, если навыки, полученные благодаря вашей базовой степени, актуальны, это может сделать вас желанным кандидатом.

Если вы планируете карьеру, проверьте, принимаются ли базовые степени, когда вы ищете работу для выпускников.

Как я могу получить степень магистра?

Вы не сможете сделать прыжок с базового образования в аспирантуру.Базовая степень — это квалификация уровня 5, поэтому для поступления на курс магистратуры уровня 7 в Великобритании вам понадобится полная степень бакалавра (на уровне 6). Получив это, вы сможете сразу же поступить в аспирантуру и, возможно, даже будете иметь право на получение степени доктора философии.

Если вы хотите стать учителем начальной или средней школы, вам необходимо получить степень бакалавра, чтобы вас приняли на курс подготовки учителей для получения аттестата последипломного образования (PGCE). Узнайте больше о том, как стать учителем.

Чтобы узнать о ваших возможностях после получения степени магистра, выполните поиск на курсах последипломного образования.

Чем занимаются другие выпускники программы Foundation?

Почти две трети (61,5%) выпускников базового образования в 2016/17 году работали в той или иной форме через шесть месяцев после выпуска, в то время как более трети (34,4%) учились либо на полной, либо на неполной ставке. За счет включения обучающихся во время работы большинство выпускников были вовлечены в дальнейшее обучение (55,9%).

Выпускники базовой степени ежегодно поступают в различные профессии, в том числе:

Чтобы узнать, что делать со своей базовой степенью, поищите, что я могу сделать со своей степенью?

Направления выпускников базовой степени

Место назначения	Процент
Работает полный рабочий день	32.1
Работаю неполный рабочий день	7,8
Дальнейшее обучение	34,4
Работа и учеба	21,5
Без работы

Тип работы	В процентах
Уход за детьми и сопутствующие личные услуги	16.1
Младшие специалисты здравоохранения	12,2
Преподаватели и специалисты в области образования	6,5
Персональные услуги по уходу	6,2
Специалисты по социальному обеспечению и жилью 5			4,5
Другое	49,2

Виды работы, указанные в Великобритании

Данные о направлениях от Агентства статистики высшего образования.

Написано Дэниелом Хиггинботэмом, редактором

Перспективы · Июнь 2019

Вам также может понравиться…

.

применений обучения с подкреплением в реальном мире | автор: garychl

II. Приложения

Эта часть написана для обычных читателей. В то же время он будет более ценным для читателей, знакомых с RL.

Управление ресурсами в компьютерных кластерах

Разработка алгоритмов распределения ограниченных ресурсов для различных задач является сложной задачей и требует эвристики, созданной человеком. В документе «Управление ресурсами с глубоким обучением с подкреплением» [2] показано, как использовать RL для автоматического обучения распределению и планированию ресурсов компьютера для ожидающих заданий с целью минимизировать среднее замедление выполнения задания.

Пространство состояний было сформулировано как текущее распределение ресурсов и профиль ресурсов заданий. Для области действия они использовали уловку, позволяющую агенту выбирать более одного действия на каждом временном шаге. Вознаграждение представляло собой сумму (-1 / продолжительность работы) по всем заданиям в системе. Затем они объединили алгоритм REINFORCE и базовое значение, чтобы вычислить градиенты политики и найти лучшие параметры политики, которые дают распределение вероятностей действий для минимизации цели.Щелкните здесь, чтобы просмотреть код на Github.

Управление светофорами

В статье «Многоагентная система на основе обучения с подкреплением для управления сигналами сетевого трафика» [3] исследователи попытались разработать контроллер светофора для решения проблемы перегрузки. Однако, протестированные только в смоделированной среде, их методы показали лучшие результаты, чем традиционные методы, и пролили свет на потенциальное использование многоагентного RL при проектировании системы трафика.

Транспортная сеть с пятью перекрестками.Источник.

Пять агентов были размещены в транспортной сети с пятью перекрестками, с агентом RL на центральном перекрестке для управления сигнализацией трафика. Состояние было определено как восьмимерный вектор, каждый элемент которого представляет относительный транспортный поток на каждой полосе движения. Агенту было доступно восемь вариантов, каждый из которых представлял комбинацию фаз, а функция вознаграждения была определена как уменьшение задержки по сравнению с предыдущим временным шагом. Авторы использовали DQN, чтобы узнать значение Q пар {состояние, действие}.

Робототехника

Существует огромная работа по применению RL в робототехнике. Читателям предлагается обратиться к [10] для обзора RL в робототехнике. В частности, [11] обучил робота изучать правила сопоставления необработанных видеоизображений с действиями робота. Изображения RGB подавались на CNN, а выходными данными были крутящий момент двигателя. Компонент RL представлял собой управляемый поиск политик для генерации обучающих данных, полученных из его собственного распределения состояний.

Демо статьи.

Конфигурация веб-системы

В веб-системе имеется более 100 настраиваемых параметров, и процесс настройки параметров требует наличия опытного оператора и многочисленных проверок на наличие ошибок.В статье «Подход с подкреплением к автоконфигурации онлайн-веб-системы» [5] была показана первая попытка автономной реконфигурации параметров в многоуровневых веб-системах в динамических средах на основе виртуальных машин.

Процесс реконфигурации можно сформулировать как конечный MDP. Пространство состояний представляло собой конфигурацию системы, пространство действий — {увеличение, уменьшение, сохранение} для каждого параметра, а вознаграждение определялось как разница между заданным целевым временем отклика и измеренным временем отклика.Авторы использовали безмодельный алгоритм Q-обучения для выполнения задачи.

Хотя авторы использовали некоторые другие методы, такие как инициализация политики, для устранения большого пространства состояний и вычислительной сложности проблемы вместо потенциальных комбинаций RL и нейронной сети, считается, что новаторская работа проложила путь для будущих исследований в эта зона.

Химия

RL также может применяться для оптимизации химических реакций. [4] показали, что их модель превосходит современные алгоритмы, и обобщены на несходные базовые механизмы в статье «Оптимизация химических реакций с помощью глубокого обучения с подкреплением».

В сочетании с LSTM для моделирования функции политики агент RL оптимизировал химическую реакцию с помощью марковского процесса принятия решений (MDP), характеризуемого {S, A, P, R}, где S — набор экспериментальных условий (например, температура, pH и т. д.), A — набор всех возможных действий, которые могут изменить условия эксперимента, P — вероятность перехода от текущего условия эксперимента к следующему условию, а R — награда, которая является функцией состояния.

Приложение отлично подходит для демонстрации того, как RL может сократить трудоемкую работу, выполняемую методом проб и ошибок, в относительно стабильной среде.

Персонализированные рекомендации

Предыдущая работа над новостными рекомендациями столкнулась с рядом проблем, включая быстро меняющуюся динамику новостей, пользователям быстро надоедает, а показатель CTR не может отражать уровень удержания пользователей. Guanjie et al. применили RL в системе рекомендаций новостей в документе, озаглавленном «DRN: концепция глубокого обучения с подкреплением для рекомендаций новостей» для борьбы с проблемами [1].

На практике они создали четыре категории функций, а именно: A) функции пользователя и B) функции контекста как характеристики состояния среды и C) функции новостей пользователя и D) функции новостей как функции действий.Четыре характеристики были введены в Deep Q-Network (DQN) для расчета Q-значения. Список новостей был выбран для рекомендации на основе Q-значения, и нажатие пользователем на новости было частью вознаграждения, полученного агентом RL.

Авторы также использовали другие методы для решения других сложных проблем, включая воспроизведение памяти, модели выживания, Dueling Bandit Gradient Descent и так далее. Пожалуйста, обратитесь к бумаге для получения подробной информации.

Торги и реклама

Исследователи из Alibaba Group опубликовали статью «Назначение ставок в реальном времени с многоагентным подкрепляющим обучением в медийной рекламе» [6] и заявили, что их распределенное кластерное решение для многоагентных торгов (DCMAB) достигло многообещающие результаты, и поэтому они планируют провести живое тестирование на платформе Taobao.

Подробности реализации предоставлены пользователям для изучения. Вообще говоря, рекламная платформа Taobao — это место, где продавцы могут делать ставки, чтобы показывать рекламу покупателям. Это может быть проблема с несколькими агентами, потому что продавцы делают ставки друг против друга, и их действия взаимосвязаны. В документе продавцы и покупатели были сгруппированы в разные группы, чтобы уменьшить вычислительную сложность. Пространство состояний агентов показало статус затрат-доходов агентов, пространство действий было предложением (непрерывным), а вознаграждение было доходом, вызванным кластером клиентов.

Алгоритм DCMAB. Источник: https://arxiv.org/pdf/1802.09756.pdf

В статье также изучались другие вопросы, в том числе влияние различных настроек вознаграждения (корыстные или согласованные) на доходы агентов.

Games

RL так хорошо известен в наши дни, потому что это основной алгоритм, используемый для решения различных игр и иногда для достижения сверхчеловеческой производительности.

RL против линейной модели против человека. Щелкните здесь, чтобы найти источник.

Самыми известными должны быть AlphaGo [12] и AlphaGo Zero [13].AlphaGo, обученная бесчисленным человеческим играм, уже достигла сверхчеловеческих качеств, используя сеть ценностей и поиск по дереву Монте-Карло (MCTS) в своей политической сети. Тем не менее, позже исследователи подумали и попробовали более чистый подход RL — обучить его с нуля. Исследователи позволили новому агенту AlphaGo Zero поиграть с самим собой и наконец победить AlphaGo 100–0.

Deep Learning

В последнее время можно увидеть все больше и больше попыток объединить RL и другую архитектуру глубокого обучения, и они показали впечатляющие результаты.

Одной из наиболее влиятельных работ в RL является новаторская работа Deepmind по объединению CNN с RL [7]. Поступая таким образом, агент получает возможность «видеть» окружающую среду через сенсорную систему больших измерений, а затем учиться взаимодействовать с ней.

RL и RNN — еще одна комбинация, которую люди использовали для опробования новой идеи. RNN — это тип нейронной сети, у которой есть «воспоминания». В сочетании с RL, RNN дает агентам возможность запоминать вещи. Например, [8] объединил LSTM с RL для создания Deep Recurrent Q-Network (DRQN) для игр Atari 2600.[4] также использовали RNN и RL для решения задачи оптимизации химических реакций.

Deepmind показал [9], как использовать генеративные модели и RL для создания программ. В модели агент, обученный враждебно, использовал сигнал в качестве вознаграждения для улучшения действий, вместо того, чтобы распространять градиенты во входное пространство, как при обучении GAN.

Ввод и созданный результат. См. Источник. .

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 современные 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 творческий потенциал машины.В отличие от людей, искусственный интеллект может собирать опыт из тысяч параллельных игровых процессов, если алгоритм обучения с подкреплением запускается 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 нардового искусственного интеллекта 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 необходимо, чтобы автономное транспортное средство ставило безопасность на первое место, минимизировало время поездки, уменьшало загрязнение, предлагало пассажирам комфорт и соблюдало 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 так, чтобы их было легче и эффективнее. Хотя это возможно и уже делалось в лабораториях Стэнфорда, жесткое подключение всех команд и прогнозирование всех возможных моделей ходьбы требует от высококвалифицированных программистов большой работы.

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 , когда приобретение новых знаний приводит к удалению некоторых старых из сети (чтобы прочитать дальше в этом выпуске, 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» прыгает, как кенгуру, вместо того, чтобы делать то, что от него ожидалось — ходить — 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 завершал 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.

• В качестве примера мы использовали прогноз оттока. Мы проанализировали данные о клиентах и ​​разработали алгоритм для группировки похожих клиентов. Однако мы не сами 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 подходят человеческому мозгу. 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 создание 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, в то время как 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 предотвратить использование системы и побудить машину выполнять задачу ожидаемым образом. Обучение с подкреплением полезно, когда нет «правильного способа» выполнить задачу, 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 глазури. 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, обычно 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 движения, 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.

.

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

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

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

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

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

Некоторые ключевые термины, которые описывают основные элементы проблемы RL:

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

Проблема RL лучше всего может быть объяснена с помощью игр.Давайте возьмем игру PacMan , где цель агента (PacMan) состоит в том, чтобы съесть еду в сетке, избегая при этом призраков на своем пути. В этом случае сеточный мир — это интерактивная среда для агента, в которой он действует. Агент получает награду за поедание еды и наказание, если его убивает призрак (проигрывает в игре). Состояния — это местоположение агента в мире сетки, а общая совокупная награда — это агент, выигравший игру.

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой: исследовать новые состояния, одновременно максимизируя свою общую награду.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы сбалансировать и то, и другое, лучшая общая стратегия может включать краткосрочные жертвы. Таким образом, агент должен собрать достаточно информации, чтобы принять наилучшее общее решение в будущем.

Марковские процессы принятия решений (MDP) — это математические основы для описания среды в RL, и почти все задачи RL могут быть сформулированы с использованием MDP. MDP состоит из набора конечных состояний S среды, набора возможных действий A (s) в каждом состоянии, действительной функции вознаграждения R (s) и модели перехода P (s ’, s | a).Однако в реальных условиях окружающей среды, скорее всего, не хватает каких-либо предварительных знаний о динамике окружающей среды. В таких случаях пригодятся безмодельные методы RL.

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

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

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

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

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

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

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

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

Для понимания основных концепций RL можно обратиться к следующим ресурсам.

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

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

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

.

No related posts.