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

Как связать каркас из арматуры для ленточного фундамента


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

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

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

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.

Инженер-строитель: Пример проектирования 3: Армированный ленточный фундамент.

Несущая стена одноэтажного дома должна опираться на широкий армированный ленточный фундамент.

Исследование участка выявило рыхлые и среднезернистые почвы от уровня земли до значительной глубины. Почва изменчива и имеет безопасную несущую способность от 75 до 125 кН / м2. Также были выявлены уязвимые места, где нельзя было рассчитывать на несущую способность.

Здание может поддерживаться на грунтовых балках и сваях, снятых до прочного основания, но в этом случае выбрано решение - спроектировать широкий усиленный ленточный фундамент, способный перекрывать мягкую область номинальной ширины.

Для минимизации дифференциальных расчетов и позволяют для мягких областей, допустимое опорное давление будет ограничено па = 50 кН / м2 в течение. Мягкие участки, встречающиеся во время строительства, будут удалены и заменены тощей бетонной смесью; Кроме того, основание будет спроектировано таким образом, чтобы охватить предполагаемые углубления на 2,5 м. Это значение было получено из указаний по местным впадинам, которые были даны позже на фундаментах плотов. Плита перекрытия пола предназначена для подвешивания, хотя она будет залита с использованием грунта в качестве несъемной опалубки.

Загрузки


Если фундамент и надстройка проектируются в соответствии с принципами предельного состояния, нагрузки должны храниться как отдельные необработанные характеристические мертвые и заданные значения (как указано выше), как для расчета давления на опору фундамента, так и для проверок работоспособности. Затем, как обычно, нагрузки должны быть скорректированы для расчета отдельных элементов в предельном состоянии.

Для фундаментов, подверженных только статическим и прилагаемым нагрузкам, факторные нагрузки для расчета арматуры лучше всего выполнять путем выбора среднего коэффициента частичной нагрузки, γP, для покрытия как статических, так и накладываемых нагрузок надстройки из Рис.11.22 (это копия Рис. 11.20 Условия расчета железобетонной полосы.).

Рис. 11.22 Комбинированный частичный коэффициент безопасности для статических + приложенных нагрузок.
Из Рис. 11.22 , комбинированный частичный коэффициент запаса прочности по нагрузкам надстройки составляет γP = 1,46.

Вес основы и засыпки, f = средняя плотность × глубина
= 20 × 0.9
= 18,0 кН / м2

Это все статическая нагрузка, следовательно, комбинированный коэффициент частичной нагрузки для нагрузок на фундамент, γF = 1,4.

Определение ширины фундамента
Новые уровни земли аналогичны существующим, таким образом (вес) нового фундамента не требует дополнительной оплаты и может быть проигнорирован.

Минимальная ширина фундамента равна


Принять ленточный армированный фундамент шириной 1,2 м и глубиной 350 мм из бетона марки 35 (, см.рис.11.23 ).

Рис. 11.23 Пример расчета усиленного ленточного фундамента - нагрузки и опорные давления.


Реактивное расчетное давление вверх для расчета боковой арматуры
Боковой изгиб и сдвиг b = 1000 мм.

Таким образом, vu

Нагрузка для перекрытия углублений
В местах локального углубления фундамент действует как подвесная плита.Предельная нагрузка, вызывающая изгиб и сдвиг в фундаменте, - это общая нагрузка, т.е. нагрузка надстройки + нагрузка на фундамент, которая определяется как

.
Продольный изгиб и сдвиг из-за углублений
Предельный момент из-за перекрытия фундамента - предполагается, что он просто поддерживается - в локальной депрессии 2,5 м составляет Ширина для расчета арматуры b = B = 1200 мм.
Таким образом, vu

Впадина на углу здания
В предыдущих расчетах предполагалось, что впадина расположена под сплошным ленточным основанием.Углубление
могло также произойти в углу здания, где две опоры пересекались под прямым углом. Затем следует выполнить аналогичный расчет, чтобы обеспечить верхнее усиление обеих опор до консоли в этих углах.

Рис. 11.24 Пример расчета армированного ленточного фундамента - арматура.

.

Каковы требования к толщине ленточного фундамента?

Существует ряд факторов, влияющих на толщину ленточного фундамента, таких как состояние потери, типы почвы и глубина фундамента. Обсуждаются требования к толщине ленточного фундамента в зависимости от условий нагрузки и глубины фундамента.

Рис.1: Ленточный фундамент

Требования к толщине ленточного фундамента

Толщина ленточного фундамента, несущего легкие нагрузки

Обычно толщина ленточного фундамента равна выступу от поверхности фундамента или стены, но не менее 150 мм.Эта минимальная толщина необходима для того, чтобы ленточный фундамент обладал достаточной жесткостью и, следовательно, мог перекрывать слабые карманы в грунте.

Кроме того, чтобы выдерживать продольное усилие, создаваемое путем термического сжатия и расширения и движения влаги фундамента стены. Если тип почвы под фундаментом - глина, то набухание глины может быть большим и оказывать давление на фундамент. Именно на ленточный фундамент необходимо наложить минимальный предел.

Толщина ленточного фундамента, выдерживающего большие нагрузки

Если ленточный фундамент выдерживает большие нагрузки, то толщина фундамента определяется его прочностью, чтобы выдерживать сдвиговые и изгибающие моменты, которые могут привести к разрушению выступа фундамента.

Рисунок 2 объясняет разрушение при изгибе и сдвиге соответственно. Если арматура не заделана в ленточный фундамент, то разрушение основания ленточного фундамента будет определять его толщину.

Рис.2: Разрушение ленточного фундамента при изгибе и сдвиге

Разрушения при изгибе можно избежать, используя бетон достаточной толщины. можно применить ступенчатый или наклонный переход заданной толщины от лицевой стороны стены к нижней ширине.

Иногда ленточный фундамент проектируется консервативно, выбирая толщину, которая предотвращает развитие напряжения на нижней стороне ленты. Такая толщина обычно равна удвоенному выступу полосы.

Тем не менее, учитывается 45-градусное распределение нагрузок у основания ленточного фундамента. И в соответствии с этим распределением нагрузки небольшое напряжение растяжения в основании фундамента допустимо, но его величина неизвестна.

Толщина глубокого и широкого ленточного фундамента

Если глубина и ширина ленточного фундамента велики, необходимо учитывать экономичное использование бетона, учитывая толщину фундамента.Это связано с тем, что можно использовать значительное количество бетона, который не способствует передаче нагрузок от стены на грунт под фундаментом.

Количество бетона, используемого для строительства фундамента, можно уменьшить, ступенчато увеличивая выступ фундамента. Однако строительство опалубки для ступенчатого строительства будет дорогостоящим и может превысить стоимость дополнительного бетона, используемого, когда ступенчатые выступы не используются.

Что касается наклонных выступов ленточного фундамента, это улучшит экономичность фундамента, если только коэффициент уклона не превышает один вертикальный к трем горизонтальным.

Если уклон проекции фундамента больше 1 по вертикали на 3 по горизонтали, тогда необходима опалубка, которая явно увеличивает стоимость строительства.

В случае сильно нагруженного или широкого ленточного фундамента рекомендуется провести сравнение стоимости неармированного ленточного фундамента и армированного ленточного фундамента. Это связано с тем, что первое привело бы к большей экономии в этом случае, особенно когда глубина фундамента увеличивается, чтобы достичь сдутого слоя слабой почвы.

Кроме того, стоимость бетона, используемого в случае неармированного бетона, меньше, чем стоимость бетона, используемого в случае железобетонного ленточного фундамента.Потому что последний должен соответствовать требованиям правил применения, тогда как бетон в соотношении 1: 9 может использоваться для неармированного бетонного фундамента в неагрессивном грунте.

.

ML Intro 6: Обучение с подкреплением для недифференцируемых функций | автор: Ли Таненбаум

Этот пост следует за этой серией, но представляет собой важный переходный момент. Теперь мы закончили с проблемой обучения основам контролируемого обучения и расширяемся, чтобы решать недифференцируемые проблемы (мотивация глубокого обучения с подкреплением).

Причин перехода три:

  1. Мы завершили все важные детали о предыдущем разделе; как разрабатывать собственные нейронные сети для решения конкретных задач с использованием обеих сетевых архитектур, настраиваемых функций потерь и изучения скрытых общих представлений.
  2. Мы в значительной степени сосредоточились на проблеме маркетинговой атрибуции, но концепция маркетинга будет сильно мотивировать потребность в действии, моделирование которой требует обучения с подкреплением (RL).
  3. Я читаю лекцию в Нью-Йоркском университете по курсу Vision и Machine Learning с профессором Дави Гейгером (а также стандартную корпоративную лекцию, которую я буду читать для сотрудников PepsiCo), потому что я раньше преподавал RL. Это предоставит инструменты, доступные для использования RL в курсовом проекте.

Я должен отметить, что теперь, когда у вас есть базовые инструменты машинного обучения, RL - лишь один из многих способов продолжить обучение. Дальнейшими шагами к обучению машинному обучению может быть изучение сложных практических приложений вашего существующего набора инструментов, более глубокое понимание кодирования / математики машинного обучения или изучение обмена параметрами через некоторые курсы Стэнфордские публикации в Интернете с бесплатными лекциями / домашними заданиями (CS231N для обработки изображений и CS224N для Языковое моделирование).

Этот пост представляет собой введение в номенклатуру, типы проблем и инструменты RL, доступные для решения недифференцируемых проблем машинного обучения.

После этой лекции вы должны понять:

  • Термины: среды, состояния, агенты, действия, имитационное обучение, DAgger, функции ценности, политики и вознаграждения
  • Проблема машинного обучения при наличии недифференцируемых вознаграждений, обучение действию и моделирование недетерминированной среды.
  • Как пользоваться помощью экспертов для обучения с помощью DAgger.
  • Моделирование недифференцируемых вознаграждений с помощью градиентов политики.
  • Оценка значений состояний с помощью функций значений.
  • Обучение действию с помощью вероятностной выборки, градиентов политики и моделирования отложенного вознаграждения.
  • Q-Learning для одновременного моделирования состояний и ценностей (и алгоритм «Критик-исполнитель» для этого в пространствах непрерывных действий, таких как Задача маркетинговых действий)
  • Моделирование не полностью наблюдаемых сред путем кондиционирования наблюдений.

Для контролируемого машинного обучения нам нужен набор данных для моделирования. Таким образом, это разваливается в некоторых настройках без данных.

Имитационное обучение: копирование экспертов

В области обучения действию (например, робототехники, геймплея или другого интерактивного принятия решений) мы можем учиться, копируя экспертов. Если у нас есть датчики, которые могут фиксировать как входные данные, так и соответствующие действия человека / эксперта , мы можем собрать набор данных и применить контролируемые методы обучения для копирования действий эксперта.

Имитационное обучение - это просто обучение с учителем для копирования действий эксперта. Вы смотрите, как агент действует в разных состояниях, и обучаете модель копировать это.Обучение с учителем.

DAgger: альтернативная генерация и использование данных

Допустим, у нас есть алгоритм, который заставляет людей ходить в смоделированной среде. Мы могли бы обучить этот алгоритм у эксперта, управляющего нашим агентом ходьбы, а затем обучить модель копировать эксперта. Но специалист всегда будет ходить идеально, и мы никогда не увидим, как исправить ошибки. Таким образом, когда мы запускаем нашу обученную модель, она движется вперед правильно, а затем, как только она сбивается с нормальной траектории, она не знает, что делать, поэтому быстро дает сбой.

Это ужасно! Человек / эксперт знает, что делать, чтобы исправить ошибку. Итак, что мы делаем, так это позволяем нашей модели управлять симуляцией и на каждом этапе спрашивать человека о правильном действии. Мы повторяем, обучая нашу модель копировать вновь собранные данные, а затем просим эксперта дать дополнительные предложения.

Это DAgger, просто позвольте вашей модели принимать решения о том, как ей действовать, и спросите эксперта, как действовать во всех исследуемых ею ситуациях. Обучите свою модель копировать решения экспертов, а затем запустите симуляцию, используя свою более умную модель.

Контролируемое обучение работает следующим образом:

  1. Предсказать результат
  2. Вычислить потерю / ошибку вывода
  3. Обновить систему прогнозирования

Что, если бы алгоритм должен был увидеть объект и угадать, что это за объект. Например, вы можете увидеть фрукт, и вашим результатом может быть слово «Apple».

«Что это за фрукт?» «Яблоко». «Неправильно!»

Если вы угадали правильно, вам предоставляется файл cookie (или алгоритм дает +1). Если вы угадали неверно, вы будете наказаны (или алгоритм получит 0 или -1).

Мы не можем сформулировать это как проблему контролируемого обучения, потому что мы не знаем, каково правильное значение, когда мы ошибаемся. Все, что мы можем сделать, это «когда мы делаем вещи правильно, делать такие вещи чаще» и «когда мы ошибаемся, делать подобные вещи реже».

Например, на изображении выше представьте, что наша модель предсказывала «Apple» и была оштрафована, чтобы сказать, что это неверно. При обучении с учителем мы должны сказать, что «в данном случае вы должны были предсказать« арбуз »», но в этой среде у нас нет такого контроля.Как научить модель работать лучше?

Введение в градиенты политики

Градиенты политики позволяют нам назначать градиенты без дифференцируемой функции потерь. Например, когда мы прогнозируем этикетку для арбуза, мы фактически прогнозируем распределение вероятности по возможным словам / этикеткам. Мы произвольно выбрали слово «Apple», и это было неправильно.

С помощью градиентов политики мы назначаем отрицательный градиент прогнозу «Apple», что делает все остальные более вероятными. Затем мы выполняем обычное обратное распространение и обновляем наши параметры на основе этой потери.Если бы вместо этого мы выбрали «Арбуз» и получили правильный прогноз, мы бы присвоили положительный градиент нашему прогнозу.

Мы можем использовать градиенты политики, чтобы научить модель пробовать разные вещи (случайная выборка) и научиться делать больше правильных вещей и меньше ошибок.

Это простая концепция градиентов политики для недифференцируемых вознаграждений. Мы также ввели понятие вознаграждения, которое представляло собой печенье (+1) или штраф (-1), которое мы получаем в результате предположения.

Детерминированные градиенты политики для распределения бюджета / маркетинга (также известные как градиенты политики для непрерывных действий)

Что делать, если вы не хотите прогнозировать Softmax и образец для выполнения действий? Что, если в качестве решения вам нужно только одно детерминированное число ? На самом деле градиент политики не может этого сделать, потому что вы не знаете, в каком направлении двигаться в этом случае, чтобы получить лучшее вознаграждение.

Предлагаем упрощенную задачу распределения бюджета. У вас есть время года. В качестве действия вы выбираете сумму бюджета, которую хотите потратить, а в качестве вознаграждения вы получаете прибыль (доход минус расходы бюджета).

Для нашего пространства действий мы не можем перечислять действия и прогнозировать Softmax вероятности каждого действия, как в обычных градиентах политики, но вместо этого мы можем оценить параметры гауссиана для выборки. Таким образом, мы можем предсказать непрерывное значение, потому что мы можем производить выборку наших непрерывных значений из гауссиана без необходимости однозначной оценки вероятности для каждого значения.Мы можем научиться оптимизировать нашу дистрибуцию, чтобы получать большую прибыль. Это включает в себя сначала изучение функции f (состояние, действие), которая оценивает значение действия, а затем мы дифференцируем эту функцию для оптимизации нашего генератора действий.

В частности, проблема распределения бюджета / маркетинга - это проблема непрерывных действий, и мы расширим ее дальше с помощью более общего алгоритма «субъект / критик» после того, как представим Q-Learning.

Теперь мы рассмотрим концепцию обучения действию посредством вероятностной выборки, градиентов политики и моделирования отложенного вознаграждения.

Давайте подумаем об игре в шахматы и ML. Игра продолжается по стартовой позиции, чередованию действий и обновлению доски до патовой ситуации или победы. Шахматы - это полностью наблюдаемая игра, в которой вся важная информация об игре находится на доске в текущее время.

В конце игры игрок либо выигрывает (+1), либо проигрывает (-1), либо ничья (0).

В ML мы хотели бы изучить лучшую политику действий, чтобы гарантировать победу в игре независимо от того, как играет наш оппонент.Мы называем это обучением политикой действий, а не обучением конкретному действию, потому что мы не хотим учиться лучшим действиям для победы в шахматах. Например, наилучшее действие зависит от текущего состояния доски, и не существует глобального наилучшего действия, которое следует выполнять при любых обстоятельствах.

Вот почему мы изучаем политики , которые являются основной концепцией RL. Политика - это функция, которая выбирает действие, обусловленное текущим состоянием. Вы можете себе представить, что в шахматы всегда побеждает лучшая политика, потому что они отлично играют в любой ситуации.В RL мы часто изучаем оптимальную политику, что отличается от контролируемого обучения, где мы пытаемся построить статистическую модель наблюдаемого распределения.

В частности, как бы мы закодировали политику? К счастью, шахматы - это организованная сетка, поэтому мы могли бы просто принять каждое место на доске в качестве входных данных в нашу модель с одним горячим векторным значением, представляющим, какие из фигур, если таковые имеются, находятся в каждой ячейке. Мы должны вычислить вероятность softmax, по какой фигуре двигаться, и вычислить вероятность softmax, где она должна двигаться на доске, и отфильтровать, чтобы позволить ей выбирать только допустимые фигуры / ходы.

Но как обучать эту политику? В каждой последовательности мы выполняли множество действий, и наш оппонент выполнял множество действий, и затем игра заканчивалась на +1, -1 или 0.

Что ж, давайте будем конкретнее. Наша политика была функцией f (состояние доски) = вероятности действий. Затем мы могли бы вознаградить каждое из наших действий положительным градиентом, если последовательность завершилась победой, и наказать наши действия, если последовательность завершилась проигрышем.

Дисконтированные отложенные награды

Однако присвоение глобальных +1 или -1 всем нашим действиям должно показаться странным.Поскольку пространство последовательностей действий огромно, награда, которую вы получите, будет очень шумной, и тренироваться с такой скудной наградой в целом сложно. Поэтому мы хотим сделать награды более значимыми. Самый простой способ - избегать действий, которые быстро приводят к проигрышной ситуации (например, избегать попадания в ситуацию на доске, близкую к мату), и поощрять действия, быстро ведущие к выигрышной ситуации.

Мы предлагаем, чтобы количество положительного или отрицательного результата, связанного с наградой за действие, со временем уменьшалось по экспоненте.n, где каждый предыдущий шаг получает только (0 <Ɣ <1) такое же вознаграждение, как следующее. Таким образом, если вы совершите ужасную ошибку, которая приведет вас к внезапному проигрышу, это получит более негативный сигнал, чем игра, и через 20 ходов проиграете.

Альтернативный подход: функции значений

То, что мы обсуждали выше, называется оптимизацией функции политики. У нас есть функция, которая получает состояние и генерирует действие, и мы оптимизируем эту функцию.

Альтернативный подход - предсказать значение каждого состояния по тому, приведет ли это состояние к вознаграждению или приведет ли оно к хорошим будущим состояниям.Эта система особенно подходит, когда мы знаем полную динамику системы и можем выполнить резервное копирование, чтобы найти точное оптимальное решение в любом состоянии.

Это определяется уравнением резервного копирования Беллмана, которое нам не нужно полностью понимать для целей этой статьи. Это уравнение утверждает, что значение каждого состояния должно быть вычислено следующим образом:

  1. Итерация по каждому доступному действию из каждого состояния.
  2. Ценность каждого действия - это сумма полученного вознаграждения плюс предыдущая оценочная стоимость последующего состояния.

Чтобы предпринять действия с использованием этой системы, мы смотрим на все будущие состояния, в которые мы могли бы перейти, и выбираем действие, которое дает наилучшее будущее состояние.

Функции значений с учетом действий: Q-Learning

Вместо функций политики или функций значений мы можем объединить лучшее из обоих миров.

Q-функция - это функция, которая оценивает пары состояние-действие. Q-функция изучает значение пары состояние-действие и оценивает его как вознаграждение плюс оценку значения будущего состояния.В этом случае оценка значения будущего состояния оценивается путем принятия максимального значения всех действий, которые могут быть предприняты из этого состояния.

Формула обновления Q-Learning

Alpha можно рассматривать как скорость обучения, остальное следует как и раньше. Представим, что Q имеет функцию присвоения значений F (s, a) = значение пары состояние / действие. Затем мы можем выбрать действия на основе вероятностного softmax значений.

Затем мы оптимизируем нашу функцию Q, чтобы она была ближе к значению функции выше.

Deep Q-Learning

Deep Q-Learning позволяет нам комбинировать Q-обучение с общими аппроксиматорами функций. Вместо того, чтобы обновлять значение Q (s, a) для каждого действия, мы просто оптимизируем нейронную сеть Q (s, a), которая аппроксимирует значение каждой пары действий состояния, чтобы оно было близко к полученному вознаграждению плюс замороженная оценка будущее состояние (при условии наилучшего будущего действия).

К сожалению, вышеприведенный алгоритм будет нестабильным без особых ухищрений. Мы оптимизируем сеть, чтобы она была равна вознаграждению плюс сама себя.Мы могли бы легко оптимизировать обе эти сети, чтобы сделать их равными друг другу, компенсируя вознаграждение, но это, похоже, дает менее стабильный результат.

Вместо этого мы замораживаем внутреннюю Q-функцию, которую мы используем для аппроксимации нашего вознаграждения, и обучаем внешнюю Q-функцию приближать ее.

Затем мы можем регулярно замораживать нашу Q-функцию обновления и использовать ее для внутренней Q-сети, что позволяет Deep Q-Learning более надежно обучаться.

.

Детализация армирования изолированного основания

Детализация армирования фундамента так же важна, как и исследование площадки для проектирования конструкции фундамента. Хорошая детализация отражает требования к конструкции основания для устойчивости конструкции.

Хорошая детализация арматуры охватывает такие темы, как покрытие для армирования, исходя из экологических соображений, касающихся долговечности, минимального диаметра арматуры и стержней, правильного определения размеров основания. Желательно, чтобы фундамент был детализирован как в плане, так и на чертежах.

Именно поэтому в следующих разделах рассматриваются различные аспекты деталировки арматуры изолированного фундамента.

  1. Бетонное покрытие арматуры
  2. Минимальная арматура и диаметр стержня
  3. Распределение арматуры в изолированном фундаменте
  4. Арматурный дюбель
  5. Соединение внахлест

1. Бетонное покрытие арматуры

В соответствии с IS 456-200, минимальная толщина основной арматуры в основании не должна быть менее 50 мм, если основание находится в непосредственном контакте с поверхностью земли, и 40 мм для внешней открытой поверхности, такой как выравнивающая поверхность PCC.

Если выравнивание поверхности не используется, необходимо указать покрытие в 75 мм для покрытия неровной поверхности выемки.

2. Минимальный диаметр арматуры и стержня

Минимальный размер арматуры должен составлять не менее 0,12% от общей площади поперечного сечения
. Минимальный диаметр основной арматуры не должен быть менее 10 мм.

В одностороннем основании RCC арматура равномерно распределяется по всей ширине основания.

В двухстороннем квадратном фундаменте арматура, проходящая в обоих направлениях, равномерно распределяется по всей ширине фундамента. Но в случае двухсторонних прямоугольных опор арматура распределяется по всей ширине опоры в продольном направлении.

Однако для короткого направления арматура распределяется в центральной полосе согласно расчетам, приведенным ниже. Остальная арматура в коротком направлении равномерно распределяется по обеим сторонам центральной полосы.

Где y - длинная сторона, а x - короткая сторона основания.

Рис.1: Распределение арматуры в квадратном изолированном фундаменте

Рис. 2: Распределение арматуры - прямоугольное изолированное основание

4. Арматурный дюбель

Арматура дюбелями используется для привязки изолированного фундамента к указанной выше колонне. Что касается длины развертывания арматуры дюбелей, длина развертывания дюбелей в колонну и изолированное основание должна быть предусмотрена и четко указана на проектных чертежах.

Рис.3: Дюбели

5. Соединение внахлест

Должна быть четко указана длина стыка дюбеля и арматуры колонны. Анкеровка арматуры на изгиб и дюбелей должна быть проверена для предотвращения разрушения дюбелей в основании и для предотвращения разрушения стыков внахлест между дюбелями и стержнями колонны.

Рис.4: Арматура анкеровки

Рис. 5: Вид в разрезе деталей арматуры изолированного фундамента (типовая детализация арматуры)

Фиг.6: Вид сверху деталей армирования изолированного фундамента (типовые детали армирования)

.

Смотрите также

Scroll To Top