Вязание спицами для малышей. Теплые вязаные вещи для самых маленьких, новорожденных.
Случайные записи

Как связать арматуру на фундамент


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

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

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

Схема армирования

Содержание статьи

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

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

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

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

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

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

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

Какая арматура нужна

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

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

Классы арматуры и ее диаметры

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

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

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

Определение толщины арматуры

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

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

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

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

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

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

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

Шаг установки

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

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

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

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

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

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

Армирование углов

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

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

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

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

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

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

Армирование подошвы ленточного фундамента

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

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

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

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

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

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

Сколько нужно прутка

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

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

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

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

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

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

  • Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.

    По одной из технологий арматуру вяжут прямо в опалубке

  • Вблизи от котлована готовят отрезки каркаса. Их переносят по частям и устанавливают на предназначенное им место, связывая в единое целое. Так работать удобнее, за исключением того, что связанные конструкции из арматуры переносить очень неудобно и тяжело.

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

  • Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
  • Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
  • Далее есть два варианта:
    • Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
    • Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.

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

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

  • Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
  • Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
  • К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
  • В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
  • Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
  • Привязываются горизонтальные перемычки.

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

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

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

Как заделать трещины в фундаменте

Если в вашем фундаменте есть трещины шириной более 1/4 дюйма, или если у вас есть трещины от ступенек в блоках или кирпичах, вы можете нанять подрядчика, чтобы заткнуть их эпоксидной смолой (1500-3000 долларов США) или сделать это самостоятельно с помощью эпоксидной шпатлевки, но в любом случае вы только предотвратите попадание воды.

Необходимо устранить основную проблему.

Чаще всего виновата вода. Он может накапливаться в почве вокруг фундамента, что расширяет почву и оказывает давление на стены и фундаментные основания, вызывая появление трещин.

Убедитесь, что все желоба и водостоки находятся в хорошем рабочем состоянии, и что почва вокруг вашего фундамента правильно выровнена - он должен иметь уклон не менее 6 дюймов на каждые 10 футов по горизонтали.

Большинство фундаментов должны иметь дренажную систему по периметру, такую ​​как французский дренаж, который отводит подземные воды от фундамента.

Этот слив может заблокироваться, что приведет к скоплению воды в почве и окажет давление на стены фундамента.Если вы подозреваете, что слив заблокирован, вам нужно будет нанять профессионала, чтобы прочистить его.

Если фундамент неровный

Популярные чтения

    Покупка и продажа домов во время пандемии: что нужно знать

    Стоит ли продавать свой дом?

    Ресурсы, которые помогут вам сориентироваться в новой недвижимости нормально.

    Как продезинфицировать свой дом во время коронавируса

    Очистка и разгрузка

    Раствор отбеливателя или медицинский спирт - лучший вариант для дезинфекции дома.

    5 стратегий сохранения отношений для любой пары, покупающей дом

    Купи продай

    Покупка дома - это увлекательно. Спорите при покупке дома? Не так много. Вот как сохранить мир во время охоты за домом.

Фундамент с опрокидыванием, прогибом или серьезной трещиной требует значительного усиления для предотвращения дальнейшего разрушения.

Отремонтируйте стены изнутри с помощью деревянных или стальных распорок, сетки из углеродного волокна или стеновых анкеров, расположенных на расстоянии 6 футов или около того друг от друга по всей стене.

Приблизительно от 500 до 700 долларов за штуку деревянные и стальные распорки устанавливаются у стены и прикрепляются к полу и потолочным балкам, блокируя дальнейшее движение. Однако они проникают в подвал примерно на 6 дюймов, что затрудняет отделку стен.

Более новый вариант, который стоит вдвое дешевле и практически незаметен, включает в себя нанесение эпоксидной смолы вертикальными полосами и затем надавливание на сетку из углеродного волокна, чтобы зафиксировать стену на месте.

Стеновые анкеры похожи на большие болты.Они состоят из металлических пластин в вашем дворе (устанавливаемых путем земляных работ) и металлических пластин на внутренней стороне ваших фундаментных стен. Плиты соединены стальными стержнями, заложенными горизонтально. Соединители постепенно затягиваются для стабилизации и выравнивания стены.

Стеновые анкеры размещаются через каждые 6-8 футов и стоят от 400 до 600 долларов каждый. Если фундаментная стена сильно прогибается (более чем на 3 дюйма) или если вы хотите сделать ее снова прямой, вы, вероятно, не сможете решить проблему изнутри.

Возможно, вам потребуется выкопать часть или весь фундамент и восстановить его - работа от 30 000 до 40 000 долларов.

Самые популярные советы по уходу за домом

    17 вещей, которые нельзя делать с вашим домом

    Советы по уходу за домом

    Сохраните винтажные обои, но модернизируйте этот ретро-термостат, отнимающий время и деньги, до программируемого.

    Вы только думаете, что это правда: 10 мифов, которые стоят вам времени и денег

    Советы по уходу за домом

    Копите деньги для более важных вещей, например, для ипотеки.

    5 хитростей, чтобы ваши трубы не взорвались этой зимой

    Советы по уходу за домом

    Даже если вы думаете, что они уже начали мерзнуть.

    Определите 9 проблем с этим домом (советы новым домовладельцам)

    Советы по уходу за домом

    Яркие признаки того, что вы плохо проводите техобслуживание, например, парковку на траве.

    12 вопросов, которые вы хотели бы задать, прежде чем переехать

    Советы по уходу за домом

    Избегайте сожалений, зная, какие вопросы следует задать РИЭЛТОРУ® или владельцу, прежде чем переехать в новый дом.

Если часть вашего фундамента вымыта

Если из-за поломки водопровода, забитого желоба или проблемы с дренажем на вашем дворе вдоль фундамента по периметру хлынул каскад воды, чтобы подорвать территорию, подрядчик мог бы укрепить этот участок большим количеством бетона или установить подкладку на подоконник, снова сделайте площадь ровной.Или вам может потребоваться оторвать часть фундамента, заново залить и связать новую часть со старым с помощью арматуры и эпоксидной смолы.

Простые ремонтные работы с использованием бетона и пиломатериалов могут стоить от 500 до нескольких тысяч долларов. Просто убедитесь, что первопричина устранена, иначе ремонт не продлится долго.

Если вы не нашли очевидной причины проблемы

Может сидеть на почве, которая расширяется при влажности и сжимается при высыхании. Эта так называемая «обширная почва» встречается во всех штатах и ​​повредила около четверти всех домов в США.С., по данным Американского общества инженеров-строителей.

Если вы подозреваете, что проблема в этом, обратитесь в местную строительную администрацию, чтобы узнать, есть ли в вашем районе обширные почвы.

Работать с таким типом почвы сложнее всего, если у вас плиточный фундамент, поскольку доступ под плиту ограничен. Во-первых, постарайтесь уменьшить колебания влажности под вашим домом. Убедитесь, что почва наклонена в сторону от дома, и отводите всю воду из водостока. Замените водный ландшафт в пределах 5 футов от стен растениями, которым нужно мало воды, или, что еще лучше, проложите бетонную дорожку вокруг дома, чтобы дождевая вода не впитывалась туда.

Если вы живете во влажном климате и замечаете проблемы с решением проблем, такие как липкие двери во время засухи, попробуйте противоположный подход. Поддерживайте равномерно влажную почву, проводя капельное орошение по периметру во время засухи. Если вы видите трещины в почве, она слишком сухая. Но не сливайте воду в трещину; поливайте на расстоянии одного или двух футов от фундамента и используйте автоматический таймер, чтобы добавлять немного воды несколько раз в день, а не сразу много.

Подрядчик может поднять затонувшую площадку в центре комнаты с помощью «отбойки грунта» или перекачивания цементного раствора под плиту под давлением.

Грязевые подъемники, однако, не поднимают несущие стены. Для этого вам необходимо поддержать плиту опорой, доходящей до более стабильного слоя, что стоит от 5000 до десятков тысяч долларов.

Варианты опор включают стальные стойки, приводимые в движение гидравлически, и винтовые опоры с лопастями, которые ввинчиваются в почву. Стоимость установки составляет 1200-1500 долларов за пирс, через каждые 6-8 футов.

Другой вариант состоит из сборных бетонных элементов высотой около 1 фута, которые прижимаются друг к другу под весом дома, образуя под ними колонны.

Подрядчики, как правило, специализируются на единственном решении и часто быстро указывают на проблемы других систем. Вот почему так полезно иметь руководство инженера-строителя. По правде говоря, лучший вариант зависит от обстоятельств.

Работа с инженером-строителем

Надежный совет от инженера-строителя. Первоначальный визит (около 500 долларов США) должен выявить серьезность вашей проблемы и подсказать, что делать дальше. Если вам нужен полный технический отчет, рассчитывайте заплатить несколько тысяч долларов.Вам также может понадобиться инженер по почвам и образцы керна, что удвоит стоимость.

В конце концов, вы должны получить письменный отчет, в котором даются конкретные рекомендации и излагаются плюсы и минусы каждого варианта. Если вам нужно сложное исправление, вы можете нанять почасового инженера (100-200 долларов США) для проверки, пока работа ведется.

Связанный:

.

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 от его собственных действий и опыта.

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

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

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

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

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

Чтобы построить оптимальную политику, агент сталкивается с дилеммой исследования новых состояний, одновременно максимизируя свое общее вознаграждение.Это называется компромиссом между и эксплуатацией . Чтобы сбалансировать и то, и другое, лучшая общая стратегия может включать краткосрочные жертвы. Таким образом, агент должен собрать достаточно информации, чтобы принять наилучшее общее решение в будущем.

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

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

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

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

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

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

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

  1. RL довольно широко используется при создании ИИ для компьютерных игр. AlphaGo Zero - первая компьютерная программа, победившая чемпиона мира в древней китайской игре го. Другие включают игры ATARI, 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 из необработанных пикселей, автор Андрей Карпати поможет вам запустить и запустить свой первый агент глубокого обучения с подкреплением всего с помощью 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.
.

Обучение с подкреплением: Введение в концепции, приложения и код | Райан Вонг

Часть 1: Введение в обучение с подкреплением, объяснение общих терминов, концепций и приложений.

В этой серии сообщений блога об обучении с подкреплением я попытаюсь создать упрощенное объяснение концепций, необходимых для понимания обучения с подкреплением и их приложений. В этом начальном посте я выделю некоторые из основных концепций и терминологии обучения с подкреплением.Эти концепции будут дополнительно объяснены в будущих сообщениях блога с приложениями и реализациями в реальных проблемах.

Часть: 1 ・ 2 ・ 3 ・ 4 ・…

Обучение с подкреплением (RL) можно рассматривать как подход, который находится между контролируемым и неконтролируемым обучением. Он не контролируется строго, поскольку он не полагается только на набор помеченных данных обучения, но и не является обучением без учителя, потому что у нас есть награда, которую мы хотим, чтобы наш агент максимизировал. Агенту необходимо найти «правильные» действия в различных ситуациях для достижения своей общей цели.

Обучение с подкреплением - это наука о принятии решений.

В обучении с подкреплением не используется супервизор, и агент использует только вознаграждение , чтобы определить, хорошо ли он справляется. Время - ключевой компонент в RL, где процесс последовательный с отложенной обратной связью . Каждое действие агента влияет на следующие данные, которые он получает.

Обучение с подкреплением в применении к играм Atari компанией DeepMind

В чем заключается проблема обучения с подкреплением?

До сих пор мы говорили, что агент должен найти «правильное» действие. Правильное действие зависит от награды .

Вознаграждение: Вознаграждение Rₜ - это скалярный сигнал обратной связи, который показывает, насколько хорошо агент работает на этапе t .

В обучении с подкреплением нам нужно определить нашу проблему так, чтобы ее можно было применить для удовлетворения нашей гипотезы вознаграждения .Примером может служить игра в шахматы, где агент получает положительное вознаграждение за победу в игре и отрицательное вознаграждение за проигрыш.

Гипотеза вознаграждения : Все цели можно описать максимизацией ожидаемого совокупного вознаграждения.

Поскольку наш процесс включает последовательных решений, задач, наши действия на раннем этапе могут иметь долгосрочные последствия для нашей общей цели .Иногда может быть лучше пожертвовать немедленной наградой (награда на временном шаге рупий), чтобы получить больше долгосрочной награды. Пример, применимый к шахматам, - это жертва пешки для взятия ладьи на более позднем этапе.

Цель : Цель состоит в том, чтобы выбрать действия для максимизации общей будущей награды.

.

Мягкая реализация обучения с подкреплением в торговле парами | by Wai

Графики цен

Давайте создадим функцию для построения графика цен и спредов за период выборки. Цены пересчитаны на 1 в начале образца. Обратите внимание, что второй подзаголовок будет отображать торговый диапазон, указанный симметричным порогом торговли (th) и stop_loss (stop):

Ценовая пара JNJ-PG Ценовая пара KO-PEP

Тест коинтеграции

Следующие коды вычисляют p-значение для теста коинтеграции, и нулевая гипотеза не является коинтеграцией.Таким образом, если значение p равно , малое , вероятность наблюдения коинтегрированной взаимосвязи должна быть относительно высокой .

Обратите внимание, что тест ниже предназначен для всего временного ряда. Во время обучения мы должны тестировать и торговать на основе выбранных образцов.

Следующие результаты показывают, что, даже если их корреляции сравнимы, вероятность нахождения коинтегрированной связи сильно различается.

Иногда мы могли обнаружить коррелированное, но не коинтегрированное соотношение цен.Например, если цены на две акции со временем растут вместе, они положительно коррелируют. Однако, если эти две акции имеют разную скорость восходящего тренда, спрэд цен будет продолжать расти, а не колебаться в точке равновесия, и, следовательно, будет нестационарным.

Позвольте мне проиллюстрировать это с помощью эксперимента. Приведенный ниже код имитирует две сильно коррелированные цены акций на основе Geometric Brownian Motion (GBM) и Cholesky Decomposition , каждая из которых содержит 1000 выборок.

Как видите, несмотря на высокую корреляцию, значение p очень велико.

Построим эти временные ряды:

Цены и спред коррелированных цен GBM

Спред, показанный на нижнем подграфике, имеет тенденцию, а не возвращается к среднему.

3.3 Коинтеграция

Энгл и Грейнджер (1987) определяют двухэтапную идентификацию:

  1. Элементы коинтегрированного временного ряда должны иметь один и тот же порядок интегрирования
  2. Их линейная комбинация должна давать переменную с более низким порядком интегрирования

В нашем случае коинтеграция существует в компонентах стохастического тренда, когда более одной нестационарной и экзогенной переменной I (1) (так что они теоретически независимы друг от друга) точно компенсируют друг друга, давая стационарную линейную комбинацию и долгосрочное равновесие.В частности, два логарифмических курса акций I (1) x (1, t ) и x (2, t ) коинтегрируются, если существует коэффициент коинтеграции b , что дает стационарный временной ряд y ( t ) (т.е. I (0) ):

, где a - просто константа, а y ( t ) - наш целевой торговый спред.

По-видимому, мы можем просто использовать метод наименьших квадратов (OLS) для оценки спреда и коэффициента b , который представляет собой коэффициент хеджирования путем регрессии x (1, t ) против х (2, т ) . Первоначальная идея была основана на теореме Грейнджера о представлении и представлена ​​в форме модели исправления ошибок (ECM). Однако, основываясь на идее, сформулированной в Stock (1987), под названием super-consistency , оценщик OLS легче реализовать, и ожидается, что он будет иметь лучшую производительность при оценке коинтегрированных отношений из-за более быстрой сходимости к истинному коэффициенту регрессии.

3.4 Тест на коинтеграцию

Наиболее распространенный подход к тестированию на коинтеграцию - проверить, являются ли остатки из приведенной выше регрессии стационарными, используя Дики Фуллера (DF) или Расширенный тест Дики Фуллера (ADF) для единичного корня .

Единичный корень и тест Дики-Фуллера (DF)

Единичный корень - характеристика случайного процесса. Рассмотрим процесс с авторегрессией в порядке 1 (процесс AR (1) ):

e ( t ) - это белый шум, а 0 1 .Если процесс является нестационарным или чисто случайным, то гипотетическое значение c равно 1 (т. Е. Корень уравнения равен 1, и, следовательно, процесс равен I (1) ). Например, это может означать, что цена сегодня равна цене вчера плюс случайное значение.

Дики и Фуллер (1979) показывают, что статистика t в этом случае не соответствует распределению t , поэтому тестирование противоречиво. Чтобы решить эту проблему, мы можем изменить модель выше на:

и проверить нулевую гипотезу ( c -1) = 0 .Это так называемый тест Дики-Фуллера . Мы также можем добавить член перехвата или тенденции и проверить нулевую гипотезу о том, что их коэффициенты равны нулю, в зависимости от предположения.

Расширенный тест Дики-Фуллера (ADF)

Если мы расширим процесс авторегрессии до порядка p (т.е. AR ( p ) ):

, тогда мы можем применить Augmented Тест Дики-Фуллера с такой формулировкой:

и проверка нулевой гипотезы:

3.5 Реализация

В разделе 2.3 мы уже видели класс стратегии EGCointegration , и реализация согласуется с приведенным выше объяснением. Обратите внимание, что тестирование здесь основано на statsmodels.tsa.stattools.coint , а в той же библиотеке есть еще одна функция statsmodels.tsa.stattools.adfuller , которая используется для модульного корневого тестирования. Разница в том, что:

  • Coint - это, по сути, двухэтапный коинтеграционный тест Энгла-Грейнджера.Он проверяет остатки оцененных коинтегрирующих пар (2 входа временных рядов) с I (1), в то время как
  • adfuller проверяет единичные корни одномерного процесса (1 вход временного ряда)

В большинстве случаев два тесты должны дать такой же вывод, но coint более интуитивно понятен для нашей реализации.

.

Смотрите также

Scroll To Top