Классы арматуры таблица: Классы арматуры и марки стали

маркировка, таблица классификации марок арматурной стали, характеристики и их применение.

Без арматуры сегодня не обходится ни один крупный строительный объект, на котором используется бетон. Ведь последний, несмотря на высокую прочность, легко повреждается при работе на изгиб и растяжение. Благодаря металлическим прутам этот недостаток устраняется, и набравший достаточную прочность материал способен выдерживать значительные нагрузки всех типов без вреда для себя. Но для каждого строительного объекта подходящим выбором станут разные материалы и, соответственно, разный класс арматуры. В одном случае стоит отдать предпочтение тонкой арматуре одной марки стали, способной без вреда для себя годами работать в агрессивной окружающей среде. А в другом понадобится толстая арматура из другой марки стали. Расскажем об этом.

Зачем используются классы арматуры?

Сегодня изготавливаются металлические пруты, различающиеся между собой по ряду факторов. Чтобы отобразить характеристики материала, являющиеся важнейшими при выборе для конкретного строительного объекта, была разработана специальная классификация арматуры. Опытному строителю или проектировщику достаточно взглянуть на марку материала, чтобы точно узнать всю необходимую информацию:

• метод изготовления;
• класс;
• диаметр;
• особые свойства.

Точно также, выполняя работы по проектированию или строительству, профессионал может легко представить все нагрузки, какие должен будет выдерживать материал и точно назвать класса арматуры, которые понадобятся для конкретного объекта. Начнем расшифровку с самого начала.

Необходимость применения

Арматура нужна для прочности и выносливости бетона и используется в процессе любого строительства. Устойчивость бетона к растяжению, намного меньше чем к фактору сжатия. Благодаря рифленой поверхности арматура хорошо закрепляется в бетоне и уменьшает его деформацию.

Арматура – это металлическое изделия в виде стержня
Чистый бетон не имеет высокого свойства прочности, и чтобы увеличить его долговечность, бетон и арматуру соединили в железобетоне. Железобетонные конструкции предназначены надежному укреплению постройки в сравнении с обычным бетоном:

• арматура защищает бетон от резких перепадов температуры;
• повышается прочность при одновременном воздействии факторов сдавливания и растяжения;
• арматура препятствует образованию бетонных трещин.

Арматура используется и в фундаменте. Он берет на себя любые виды нагрузок от вышестоящих конструкций и потому должен быть максимально прочным. Дополнительно на фундамент воздействуют движения грунтов и морозное пучение. Арматура в фундаменте работает как эффективная защита и помогает сопротивляться разрушению бетона.

Как изготавливается арматура?

В первую очередь в маркировке арматуры упоминается метод изготовления. Например, в марке А240 литера “А” обозначает, что материал является горячекатаным или же холоднокатаным.

Ещё одна литера – “Ат”. Она обозначает, что вы имеете дело с термоупрочненной арматурой. Её стоимость выше, так как в производстве она сложнее. Сначала прут разогревается до температуры в 1000 градусов по Цельсию, после чего за считанные секунды охлаждается до +500 градусов. Благодаря этому прут обладает куда большей прочностью. Поэтому он находит применение в разных сферах, начиная от строительства, когда на железобетон приходится большая нагрузка, и заканчивая машиностроением и изготовлением мебели.

Также в некоторых случаях встречается литера “В”. Она указывает, что арматура является холоднодеформированной. Кроме того, существует литера “К” – канаты. Это уже другая специализация, но чтобы иметь возможность легко и быстро расшифровать класс, эту литеру также будет полезно запомнить.

Функциональность

Для армирования сборного железобетона используется арматура до класса А600. Классы выше этого закладываются в напряжённые ЖБ конструкции.

Виды арматуры по назначению.

• Рабочая (продольная и поперечная): принимает основные типы нагрузок в железобетонном изделии, диаметр определяется расчётами.
• Монтажная (распределительная и конструктивная): для формирования объёмных каркасов, сеток.
• Распределительная: обеспечивает правильное расположение рабочих стержней.
• Конструкционная: не рассчитывается; устанавливается в местах, которые могут подвергаться случайным нагрузкам.
• Анкерная: для формирования закладных элементов, в том числе захватных петель.

Расход арматуры всех видов в железобетонных конструкциях составляет от 50 до 80 кг на кубометр бетона, но не менее 8 кг. Расчёт необходимого количества для ленточного фундамента приведён ниже.

Основные виды арматуры

Следующим упоминается сам класс арматурной стали. Всего существует шесть классов:

• А240;
• А300;
• А400;
• А600;
• А800;
• А1000.

Кроме того, в некоторых случаях встречается иное обозначение – А1, А2 … А6. Но это обозначение считается устаревшим – оно применялось в Совестком Союзе и именно его использовал действующий на тот момент ГОСТ. Сегодня большинство производителей и покупателей использует иную классификацию сортамента арматуры.

А240 – единственная марка, которая выпускается с гладким сечением. Её диаметр может колебаться от 6 до 40 миллиметров. Простота изготовления снижает стоимость материала, но его нельзя использовать в качестве основного рабочего – только в качестве вспомогательного, например, при изготовлении каркаса. Гладкая поверхность ухудшает сцепление с бетоном, в результате ухудшая свойства железобетона. Временно может сопротивляться растяжению до 380 мегапаскалей.

Класс арматуры А-I(А240)

Все остальные классы имеют периодическое сечение, то есть, на поверхности находятся ребра, улучшающие качество сцепления с бетоном. Для большей наглядности сведем все их характеристики воедино – таблица позволит легко подобрать подходящий материал, а также понять значение маркировки:

Как видите, диаметр может различаться, что позволяет подобрать подходящий материал для каждого конкретного строительного объекта.

Классификация

В строительстве существует огромное количество операций, где присутствие арматуры обязательно. Все процессы разные, каждому предъявляются свои требования. Поэтому даже профессионалы не всегда могут сказать, где и какая арматура должна использоваться. Поэтому и была проведена классификация арматурных стержней, цель которой – упростить выбор и провести унификацию продукции.

Горячекатаная арматура

Стальная арматура делится на классы в зависимости от разных параметров.

1. По технологии изготовления она относится к категориям горячекатаной, холоднодеформированной и катаной.
2. По типу профиля: рифленая и гладкая. К первой относятся классы А2, А3, А4 и А5, ко второй А1.
3. По эксплуатационным условиям: напрягаемая и ненапрягаемая. В первом случае сооружения каркаса или армирующей сетки арматуру натягивают, заливают бетоном, а после его высыхания освобождают. Происходит сжатие стали, которая сжимает и бетонную конструкцию.
4. По ориентации в арматурных каркасах она может быть продольной или поперечной. В продольных рядах арматурные стержни класса А1 устанавливать не рекомендуется. И подвергать ее сварке нельзя.

Технология производства холоднодеформированной арматуры

Отдельно в классификации стоит разделение по химическому составу металла (стали). Три позиции:

1. В основе лежит класс прочности. Он разделяется на несколько позиций. Существует разные обозначения типов арматуры, поэтому иногда потребители путаются. К примеру, класс А1, он же АI или А240. Соответственно А2-AII-А300; А3-АIII-А400; А4-АIV-А500; А5-АV-А600 и так далее.
2. Производители выпускают термически упрочненную арматуру, в маркировку которой входит буква «т». Здесь шесть классов. Ат400, Ат500, Ат600, Ат800, Ат1000, Ат1200. Если просто, то в процессе производства арматурных стержней при горячей деформации производят дополнительное быстрое охлаждение, за счет чего увеличиваются прочностные характеристики металла.
3. По степени окисления: СП – спокойная, КП – кипящая, ПС – полуспокойная. В основе разделения лежит технология производства. К примеру, кипящая сталь получила название, потому что в процессе заливки из нее бурно выделяются газы, она кипит. Это самая низкосортная сталь за счет образования внутри большого количества пор от выделяющегося газа. Из трех групп при сооружении арматурных каркасов и сеток лучше выбирать спокойную.

При выборе обращайте внимание на арматурные классы. Они определяют в какую конструкцию какую арматуру надо укладывать. По классам четко проведено разделение основных параметров и характеристик стального профиля. А именно диаметра, предела прочности на разрыв и исходного материала, из которого изделие выпускается. Ниже приведена упрощенная таблица, в которой параметры разбросаны в зависимости от класса арматурных стержней.

Таблица арматурных классов

Как определить диаметр?

Важнейшим параметром является именно диаметр. От него зависит, какую нагрузку он сможет выдержать, предел тягучести и ряд других. Поэтому при обозначении марки арматуры обязательно указывается её диаметр. Целиком классификация выглядит следующим образом: А200 D30. Именно последнее число, идущее после буквы D или символа Ø показывает толщину прута.

Некоторые дотошные покупатели, выбирая подходящий материал, сверяют его реальную толщину с указанной в паспорте, используя штангенциркуль. Им нередко приходится удивляться серьёзному несоответствию – различие может составлять несколько миллиметров. Однако, стоит учитывать, что при периодическом сечении (то есть, наличии рёбер на пруте) замерить номинальный диаметр невозможно. В узких местах он будет меньше указанного значения, а на ребрах – больше. Поэтому специалисты используют усредненное значение. Его характеристики и указывают в таблицах.

Область применения

Арматура очень широко применяется в строительстве:

• гражданские здания;
• мосты, гидроэлектростанции и плотины;

Арматура в строительстве

• заводы и фабрики;
• применяется в закладке фундаментов;
• шахты, аэродромы и портовые сооружения.

Арматуру используют в изготовлении ломов и штифтов, кроме того, прутья популярны в частном применении на дачных участках (в пристройках, заборах и сараях).

Особые свойства

Также арматуру различают по назначению. В сравнительно редких случаях металлический прут должен иметь ряд свойств, делающих его подходящим для применения. Этого добиваются разными способами – путем добавления специальных примесей в сплав или же особой обработкой. В любом случае, арматура приобретает уникальные характеристики. На наличие особых свойств указывает литера, стоящая в конце кодировки. Обычно встречаются следующие обозначения:

• С – свариваемая. Обычно при сборке из арматуры каркаса использование сварки крайне нежелательно – перегрев снижает прочность, а кроме того, снижает устойчивость перед коррозией. Но существует специальный металл, в состав которого входят добавки, повышающим его возможность противостоять негативным последствиям;
• К – устойчивая перед коррозией. Благодаря специальным добавкам (хром, вольфрам и прочие), арматура способна на протяжении многих лет работать не только в условиях повышенной влажности, но и при контакте с агрессивной средой – щелочной, кислой, обладающей повышенным содержанием кислорода;
• СК – арматура, обладающая обоими вышеперечисленными свойствами. Имеет высокую стоимость, поэтому используется сравнительно редко, только когда обычная не справляется со сложными условиями эксплуатации.

Конечно, на эту продукцию существует специальный ГОСТ, предъявляющий к ней особые требования.

Дополнительная маркировка

Так, согласно ГОСТ класс арматуры с индексом «Т» относится к металлопрокату с термообработкой прутка. Буква «К» указывает на противокоррозионный цинковый слой, а «СК» — возможность его сварки при сборке конструкций. Такое обозначение нужно для выбора способа монтажа, например, оцинкованные стержни предназначены для крепления «вязкой».

Цветовая маркировка арматуры из низколегированной стали:

• А-IV – красный;
• A-V – красный с зеленым;
• A-VI – красный с синим.

Если стержни произведены из термоупрочненного металла, обозначение несколько иное:

• АТ-III – белый с синим;
• AT-IV – белый с желтым;
• AT-4K – зеленый;
• AT-V – синий;
• AT-V-CK – белый с зеленым;
• AT-VK – желтый с зеленым;
• AT-VI – желтый;
• AT – VIK – желтый с синим.

Если прутья изготовлены с соблюдением требований по маркировке различить их выйдет по виду. Визуально важен и рисунок профиля, он считается ключевым признаком после свойств материала. Правда, без буквенно-цифровой маркировки не обойтись. Например, для сварочных работ берут арматуру с индексом «С», тогда как остальные модификации подходят лишь для связки проволокой или соединения специальными муфтами.

классификация по назначению, виды, что означает её класс

Арматура – это материал, без которого не обходится ни одно строительство: от небольшого дома до монументальных сооружений. Частные застройщики с ним тоже знакомы, но мало кто знает, что сортамент арматуры определен государственным документом: ГОСТом 5781-82.

Содержание

1. Сортамент арматуры – что это такое
2. Классы и маркировка строительной арматуры
3. Какая бывает по прочности и механическим параметрам
4. Виды продукции
5. По способу производства
6. По сечению стержня
7. По особенностям монтажа
8. По расположению в конструкции
9. По предназначению
10. По способу использования
11. Обозначения и характеристики разных классов
12. Проволока
13. Канаты

Сортамент арматуры – что это такое

Арматура – это стальные прутки, которые используются для увеличения прочностных характеристик бетонных конструкций, таких общеизвестных как фундаменты, колонны, ригеля, ростверки, сваи и прочее. Такие строительные конструкции получают название железобетонные или ЖБИ.

Именно от назначения строительной конструкции используются разные виды арматурных прутков. Их ассортимент и называется сортаментом, где основными отличительными качествами выступают технология изготовления, структура поверхности арматурных стержней, размеры их сечения.

Классы и маркировка строительной арматуры

Вся используемая в строительстве арматура в основном применяется в зависимости от того, каким нагрузкам бетонная конструкция будет подвергаться. Отсюда и несколько государственных стандартов, определяющих сортамент изделия.

В ГОСТах горячекатаная арматура делится на классы:

1. А1. Это гладкая арматура сечением 6-40 мм. До 12 мм выпускается в бухтах или прутках, выше этого значения только в стержнях. Этот класс применяют практически везде, где необходимо провести армирование. Но чаще в стяжках, в монолитных конструкциях. Изготавливают этот тип из стали «3».
2. А2. Это рифленый вид, где присутствуют два продольных выступа и большое количество поперечных. Последние расположены по винтовой линии и имеют одинаковый заход, то есть с одной стороны. Сечение профиля – 10-80 мм. Выпускается в бухтах и стержнях, если диаметр не превышает 12 мм, и только в прутках выше этого размера. Изготавливается из стали «5», более прочной.
3. А3. Еще один рифленый вариант, в котором все те же два продольных выступа и множество поперечных. Последние располагаются по-другому, чем в предыдущем варианте. То есть в направлении друг к другу с заходом с противоположных сторон. Сечение изделия 6-40 мм. До 10 мм выпускается в бухтах и стержнях, выше данного параметра в прутках. Сырьем для этого сортамента выступают специальные стали: 35ГС или 25Г2С.
4. А4, А5 и А6. Этот вид арматурных стержней в частном домостроении используется редко. Арматура дорогая, потому что выпускается из специализированной стали. Все три разновидности по внешнему виду и размерным параметрам от марки А3 практически не отличаются. У них немного реже расположены поперечные выступы. Строители их чаще используют в бетонных конструкциях, которые подвержены большим динамическим нагрузкам или подвергающихся серьезным силам растяжения.

Сегодня маркировка изменилась, поэтому не все знают ее, что приводит к непониманию, о чем идет речь. Внизу в таблице даны новые марки арматуры.

Внимание! ГОСТом определено, что любой класс рифленой арматуры может быть и гладким. Все зависит от договоренности заказчика с производителем.

В новой маркировке цифровые обозначения – это показатель предела текучести стали, который определяет прочностные характеристики металла. То есть, предел текучести – это максимальные напряжения, возникающие внутри стального прутка, после которых арматура начинает деформироваться.

Какая бывает по прочности и механическим параметрам

Стальная арматура, выпускаемая по ГОСТу 5781-82, имеет строгие значения по прочности и другим механическим параметрам. Но в документе также указаны послабления для показателя линейного удлинения изделий и для временного сопротивления.

1. Для А2 диаметром больше 40 мм удлинение может изменяться на 2,5-3%.
2. Для А2С временное сопротивление может снижаться до 426 МПа. Буква «С» в маркировке обозначает, что этот класс может использоваться для сварки.
3. Для А3 временное сопротивление может снижаться до 560 МПа.

Параметры:

Внимание! ГОСТом определено, что ребра арматуры могут иметь незначительные повреждения. Но сами стержни должны быть монолитными без каких-либо изъянов.

Виды продукции

Разобравшись, что такое арматура, обозначим, что на рынке она представлена небольшим ассортиментом в плане внешних особенностей. То есть, она или гладкая, или рифленая, в виде прутков или скрученная в бухты.

По способу производства

Производители сегодня предлагают три разновидности строительной арматуры, которые отличаются технологией изготовления.

1. Горячекатаная, она же стержневая. Этот вид чаще остальных используется в строительстве. Именно он обозначен ГОСТом 5781-82. Суть технологии заключается в том, что небольших размеров заготовку нагревают и прокатывают между большим количеством валков, удлиняя и уменьшая в диаметре. Маркировка начинается буквой «А».
2. Холоднотянутая, она же холоднодеформированная. Технология основана на том же прокате, только заготовку не нагревают. Ее как бы вытягивают из заготовки. Отсюда невозможность производить арматуру большого сечения. Выпускаемый диапазон изделий 3-8 мм. Такую арматуру часто называют катанкой. Маркировка начинается буквой «В». Арматура выпускается гладкой или с периодическим профилем.
3. Канатная. Это несколько проволок, скрученных в один прут. Такую арматуру используют для армирования бетонных сосудов, работающих под давлением. Неважно, сосуд заполняется жидкостью, газом или сыпучим материалом. Канаты также укладывают в длинные конструкции, которые применяют для покрытия больших пролетов. Маркировка начинается буквой «К».

В строительстве чаще применяется горячекатаный тип арматуры.

В маркировке могут находиться и другие буквенные обозначения. Рассмотрим это на примере сортамента арматуры А400.

1. Если в марке присутствует буква «С», к примеру, А400С, то значит, такой материал можно варить электросваркой.
2. Буква «К», к примеру, А400К, говорит, что эта разновидность имеет повышенные антикоррозионные свойства.
3. Буквы «СК» – стержни обладают антикоррозийными качества, плюс – их можно сваривать.
4. «В» обозначает, что стержни были дополнительно упрочнены процессом вытяжки самой стали, используемой в производстве.

По сечению стержня

Большое значение при выборе стержней имеет их поперечное сечение. Чем больше, тем прочнее в будущем будет изготавливаемая бетонная конструкция. Но при этом увеличивается себестоимость железобетонных изделий. Поэтому архитекторы и инженеры-разработчики точно следуют указаниям ГОСТа.

В этом документе присутствует таблица площади арматуры, напрямую связанная с сечением прутков. В этой же таблице есть столбец, где двум этим параметрам соответствует масса 1 м профиля. То есть ГОСТом учтены все размерные характеристики, привязанные друг к другу. Это удобно, потому что при проектировании строительных конструкций надо учитывать их массу. Не надо что-то рассчитывать, нужно просто обратиться к этой таблице.

Тем более, рассчитать какой-то параметр рифленой арматуры сложно. Ребра мешают провести точные замеры. На фото ниже показана эта таблица из ГОСТа.

По особенностям монтажа

Существует разделение арматурных прутков, основанное на условиях работы стержней. Здесь две группы:

1. Напрягаемые. Для этого лучше использовать материал, который может выдерживать большие растягивающие нагрузки. Обычно это арматура из высокопрочной стали.
2. Ненапрягаемые. Это все виды арматуры, используемые в обычных железобетонных изделиях. Их также можно использовать в напрягаемых конструкциях, только в виде нерабочей разновидности.

По расположению в конструкции

Независимости от класса арматуры, последняя в пространстве может устанавливаться без ограничений. Здесь четыре позиции:

1. Вертикальное расположение. Это сваи и колонны.
2. Горизонтальное. Это ригеля, балки и прогоны.
3. Перпендикулярное расположение в горизонтальной плоскости. Это бетонные полы, стяжки, площадки, плиты перекрытия, плитные фундаменты.
4. Перпендикулярные в вертикальной плоскости: железобетонные стены (панели), стены жесткости.

По предназначению

По назначению стальная арматура делится на четыре группы:

• рабочая;
• распределительная;
• монтажная;
• хомуты.

Первая предназначена для сопротивления растягивающим нагрузкам, которым подвергается железобетонное изделие в процессе своей эксплуатации. Как пример это обычная бетонная стяжка. Эти элементы обычно располагают вдоль бетонной конструкции.

Вторая – это элементы металлической конструкции, он же каркас, которым связывают между собой рабочую арматуру. И вместе с ней они выполняют комплексные задачи по укреплению ЖБИ. Расположение – поперечное.

Третья – в эту группу входят элементы каркаса, которые поддерживают его в пространстве в разных положениях. Четвертая – это элементы, которые создают условия для восприятия поперечных нагрузок, плюс – за счет хомутов внутри ЖБИ не появляются косые трещины и другие изъяны.

У такой классификации арматуры нет определенных требований по выбору класса. То есть любой тип может находиться в одной из групп. Но требования к продольной и поперечной арматуре разные. Первые должны выдерживать нагрузки. Вторые усилиям подвергаются, но главная их задача – удерживать в форме и пространстве арматурный каркас.

По способу использования

Стержневая арматура, обозначаемая буквой «А», используется в разных бетонных конструкциях. Вот несколько назначений:

1. А-1 – для ненапрягаемых элементов. Можно использовать в качестве рабочей поперечной или монтажной.
2. А-2 применяется там же.
3. А-3 и А-4 в основном используют для элементов напрягаемого типа.

Обозначения и характеристики разных классов

Создавая проект объекта, архитекторы большое внимание уделяют спецификации арматуры. Это документ, в которой внесены таблицы по каждому изделию или конструкции с указанием обозначения арматуры.

К примеру, если заливаются колонны, то для них выводится таблица, где указано:

• какая арматура должна быть установлена, это касается и поперечной, и продольной:
• количество стержней;
• их длина и сечение.

В этом случае требования к видам арматуры для строительства той или иной конструкции четко обозначенные. То есть, если колонна должна выдерживать большие нагрузки, то в ней используется арматура большего сечения. Нельзя увеличивать количество прутков, снижая диаметр стержней.

В спецификации указывают точное обозначение арматурных элементов. При сооружении бетонных конструкций менять их нельзя.

Обозначения и характеристики горячекатаной разновидности были выше полностью освещены. Немного информации по другим классам арматуры – что это, чем отличаются, где применяются, представлены далее.

Проволока

Проволочная арматура обозначается буквой «В». Она выпускается и в виде гладких прутков – В-1, и в виде рифленых – Вр-1. Производители предлагают и изделия высокопрочного типа, обозначаемого как В-2 (гладкая) и Вр-2 (с периодическим профилем).

В таблице указано усилие на разрыв разных диаметров проволоки.

В-1 диаметром до 5 мм используют как ненапрягаемую. В-2 и Вр-2 до 8 мм и в качестве напрягаемого типа.

Внимание! Соединять электросваркой проволоку В-2 и Вр-2 нельзя, потому что она в производстве подвергается низкотемпературному отпуску.

Канаты

Этот тип арматурных стержней изготавливают в один или два ряда, используя 7-19 проволок: обычные или оцинкованные.

По показателю временного сопротивления канаты делятся на 14 подгрупп. А само значение располагается в диапазоне 107-2352 МПа. Широкая вилка дает возможность выбрать вариант для конкретной железобетонной конструкции. Это дорогая продукция, в частном домостроении не используется.

Внимание! Канаты используются только в качестве напрягаемой арматуры.

Разобравшись с арматурой – что это такое, как она работает в бетонных конструкциях, каковы ее характеристики и предназначение каждого класса, можно говорить о том, что этот строительный материал, обладая широким ассортиментом, имеет строгое назначение в зависимости от вида и типа. И, если в спецификации к строительству обозначен класс, то менять его на другой нельзя. Замена возможна, только когда это подтверждает разработчик строительного проекта.

Таблица поведения для печати | Укрепляющие плиты

Скопируйте эту раскадровку

Больше вариантов

Создайте доску позитивного подкрепления

Что такое диаграммы положительного подкрепления?

Многие из нас, вероятно, выросли, когда нас ругали за негативное поведение, независимо от того, были ли мы наказаны, лишены привилегий или просто отправлены в наши комнаты. С тех пор времена, безусловно, изменились. С этими изменениями происходит более широкое использование позитивных формулировок и подкреплений, особенно в академической среде.

С момента реализации различных академических инициатив на национальном уровне на протяжении всей недавней истории основное внимание уделялось удержанию учащихся в классе. Теоретически это прекрасно, но как педагог вы, скорее всего, сталкивались с по крайней мере одним учеником, чье поведение негативно влияло на остальную часть класса. Постоянное указание и исправление негативного поведения обычно не помогает классу, учителю и, что наиболее важно, ученику, демонстрирующему такое поведение. Положительное подкрепление часто может изменить ситуацию и по-настоящему мотивировать ученика.

Положительное подкрепление — это акт поощрения или похвалы за положительное поведение в попытке изменить, избежать или полностью остановить негативное поведение. Как и любая другая доска с картинками, например, доска напоминаний, таблица положительного подкрепления персонализируется для каждого человека.

Скопируйте эту раскадровку

Больше вариантов

Создайте доску позитивного подкрепления

Шаги по созданию таблицы положительного подкрепления

1. Определите желаемое поведение.
2. Определить армирование.
3. Определите, сколько случаев положительного поведения должно произойти, чтобы получить подкрепление.
4. Определите подходящий интервал для потенциального получения подкрепления

• После каждого занятия
• Ежедневно
• Еженедельно
• После заданного количества вхождений

Поведение

Прежде чем создавать таблицу положительного подкрепления, вам нужно решить, с каким негативным поведением вы хотите покончить. Как только вы это узнаете, выясните, каково положительное встречное поведение. Например:

• Выступление вне очереди против поднятия спокойной руки
• Бег по коридору и ходьба на ногах
• Кричать или говорить тихим или внутренним голосом

Это лишь некоторые основные примеры. Это может работать для любого поведения.

Положительное подкрепление

При выборе подкрепления очень полезно знать ученика. Подкрепление будет привлекательным только в том случае, если ученику это нравится. Также важно сохранять реалистичность. Как учитель, вы должны убедиться, что поощрение действительно может быть присуждено. Доска положительного подкрепления не сработает, если учащийся по какой-либо причине не может получить подкрепление.

Часто бывает полезно включить в этот процесс учащегося. Они, скорее всего, почувствуют себя более вовлеченными и легче «покупаются» на концепцию. Другая идея состоит в том, чтобы создать доску выбора наград . Включите несколько подкреплений, которые ученик может выбрать, когда заработает.

Скопируйте эту раскадровку

Больше вариантов

Создайте доску позитивного подкрепления

Интервалы

Другим аспектом, о котором следует помнить, является частота, с которой учащиеся будут получать подкрепление. Иногда это будет зависеть от поведения. Если поведение, которое вы пытаетесь исправить, повторяется часто, подумайте о более частом подкреплении. Если это происходит реже, возможно, имеет смысл подумать о менее частом подкреплении.

Домашнее использование

Используемые примеры в основном предназначены для использования в школе, но этот тип техники управления поведением можно использовать и дома. Просто подумайте о графике работы. Когда ребенок выполняет свою работу по дому, он обычно получает какой-то стимул. Его также можно использовать для отслеживания личной гигиены:

• Чистка зубов
• Мытье рук
• Принятие душа/купание
• Горшок-диаграмма

Как использовать

Теперь, когда вы успешно создали таблицу положительного поведения, пришло время ее использовать. Эта часть проста. Когда учащийся продемонстрирует желаемое поведение, отметьте это на доске. Это может быть наклейка, звездочка, галочка или любой другой способ, который работает лучше всего. После того, как учащийся успешно демонстрирует желаемое поведение заданное количество раз, он получает подкрепление.

Плакаты положительного поведения

Если вы хотите дополнительно настроить диаграммы поведения или создать стандартные диаграммы поведения для всего класса, вы можете сделать плакаты положительного поведения. Их можно адаптировать для любого использования, особенно для тех, которые указаны здесь, и они отлично подходят, если вы работаете в небольшом классе или с более чем одним учеником.

Положительное подкрепление — отличный инструмент, который может помочь заменить нежелательное поведение более желательным.

Создание раскадровки

Как создавать и использовать диаграммы положительного поведения в специальном образовании

1 Определите желаемое поведение

Определите конкретное негативное поведение, с которым вы хотите справиться, и определите его положительный аналог. Например, если негативное поведение говорит вне очереди, позитивное поведение может заключаться в тихом поднятии руки.

2 Выберите поощрение

Выберите поощрение, которое является мотивирующим для учащегося и реалистичным для награждения. Учитывайте предпочтения учащихся и по возможности привлекайте их к процессу принятия решений. Вы можете создать доску выбора наград с различными вариантами на выбор ученика.

3 Определите критерии получения поощрения

Определите, сколько случаев положительного поведения требуется для получения поощрения. Определите подходящий интервал для потенциального подкрепления, например, после каждого действия, ежедневно, еженедельно или после определенного количества событий.

4 Создайте диаграмму положительного поведения

Создайте диаграмму, чтобы визуально представить желаемое поведение и прогресс в получении поощрения. Используйте стикеры, звездочки, галочки или любой другой способ, чтобы отметить каждый случай положительного поведения на графике.

5 Внедрение схемы

Разместите таблицу положительного поведения на видном месте, где учащийся может легко отслеживать свои успехи. Объясните учащимся схему и убедитесь, что они понимают связь между позитивным поведением и получением поощрения.

6 Вознаграждайте и поощряйте

Всякий раз, когда учащийся демонстрирует желаемое поведение, отмечайте его в таблице. Как только будет достигнуто заданное количество позитивного поведения, дайте подкрепление, как и было обещано. Отметьте успех учащегося и поощряйте его продолжать демонстрировать позитивное поведение.

Часто задаваемые вопросы о таблицах положительного поведения для специального образования

Для поощрения каких типов поведения у детей можно использовать таблицы положительного подкрепления?

Таблицы положительного подкрепления можно использовать для поощрения широкого спектра действий, от базовых гигиенических процедур, таких как чистка зубов и мытье рук, до более сложных социальных навыков, таких как обмен и чередование, до академических задач, таких как выполнение домашних заданий или практика чтения. Суть в том, чтобы определить конкретные модели поведения, которые вы хотите поощрять, а затем создать диаграмму, которая отслеживает прогресс в достижении этих целей.

Как долго вы должны использовать таблицу положительного подкрепления или рабочий лист?

Продолжительность использования диаграммы положительного подкрепления или рабочего листа будет зависеть от человека и целевого поведения. Некоторое поведение может быть относительно легко изменено, и для его подкрепления может потребоваться всего несколько недель, в то время как для других может потребоваться постоянное подкрепление в течение более длительного периода времени. Важно регулярно оценивать прогресс и при необходимости корректировать стратегию подкрепления.

Существуют ли какие-либо потенциальные недостатки в использовании диаграмм или рабочих листов положительного подкрепления?

Хотя диаграммы положительного подкрепления и рабочие листы могут быть эффективными инструментами для поощрения положительного поведения, у них есть некоторые потенциальные недостатки, о которых следует знать. Чрезмерная зависимость от внешних вознаграждений может привести к отсутствию внутренней мотивации и сосредоточению внимания на вознаграждениях, а не на желаемом поведении. Кроме того, некоторые дети могут быть чрезмерно сосредоточены на наградах и впадать в уныние или разочарование, если они их не получают. Важно использовать положительное подкрепление как часть более широкой стратегии управления поведением, которая также включает моделирование, обратную связь и другую положительную поддержку.

Как вы отказываетесь от использования диаграммы или рабочего листа положительного подкрепления?

После того, как желаемое поведение установлено, важно постепенно отказываться от использования диаграммы или рабочего листа положительного подкрепления. Этого можно добиться, постепенно уменьшая частоту поощрений и повышая ответственность ребенка за свое поведение. Важно продолжать давать положительную обратную связь и поощрение по мере необходимости, а также поощрять ребенка к развитию внутренней мотивации и чувства выполненного долга.

Введение в Q-Learning, часть 2/2

Назад к блогу Томас Симонини
Томас Симонини

⚠️ Новая обновленная версия этой статьи доступна здесь 👉 https://huggingface. co/deep-rl-course/unit1/introduction

Эта статья является частью курса глубокого обучения с подкреплением. Бесплатный курс от новичка до эксперта. Ознакомьтесь с программой здесь.

⚠️ новая обновленная версия этой статьи доступна здесь 👉 https://huggingface.co/deep-rl-course/unit1/introduction

Эта статья является частью курса обучения глубокому подкреплению. Бесплатный курс от новичка до эксперта. Ознакомьтесь с программой здесь.

В первой части этого модуля, , мы узнали о методах, основанных на значениях, и о разнице между Монте-Карло и обучением на основе временной разницы .

Итак, во второй части мы изучим Q-Learning , и реализуем наш первый RL-агент с нуля , агент Q-Learning, и будет обучать его в двух средах:

1. Frozen Lake v1 ❄️: где нашему агенту нужно будет перейти из начального состояния (S) в целевое состояние (G) только пешком. на замороженных плитках (F) и избегая отверстий (H).
2. Автономное такси 🚕: где агенту понадобится , чтобы научиться ориентироваться в городе, чтобы перевозить пассажиров из пункта А в пункт Б.

Этот модуль является основным, если вы хотите иметь возможность работать над Deep Q-Learning (модуль 3).

Итак, приступим! 🚀

• Представляем Q-Learning
  • Что такое Q-Learning?
  • Алгоритм Q-Learning
  • Вне политики и в соответствии с политикой
• Пример Q-Learning

Знакомство с Q-Learning

Что такое Q-Learning?

Q-Learning — это основанный на ценности метод , не входящий в политику, который использует подход TD для обучения своей функции «действие-ценность»:

• Вне политики : мы поговорим об этом в конце этой главы.
• Метод на основе значений : находит оптимальную политику косвенно, обучая функцию значения или действия-значения, которая сообщает нам значение каждого состояния или каждой пары состояние-действие.
• Использует подход TD:   обновляет свою функцию действия-ценности на каждом этапе, а не в конце эпизода.

Q-Learning — это алгоритм, который мы используем для обучения нашей Q-функции , функция действие-ценность , которая определяет ценность пребывания в определенном состоянии и выполнения определенного действия в этом состоянии.

Учитывая состояние и действие, наша функция Q выводит значение состояния-действия (также называемое значением Q).

  Q исходит из «Качества» этого действия в этом состоянии.

Внутренне наша Q-функция имеет Q-таблицу, в которой каждая ячейка соответствует паре значений состояние-действие.  Считайте эту Q-таблицу памятью или шпаргалкой нашей Q-функции.

Если мы возьмем этот пример лабиринта:

Q-таблица инициализирована. Вот почему все значения равны 0. Эта таблица 90 160 содержит для каждого состояния четыре значения состояния-действия.

Здесь мы видим, что значение состояния-действия начального состояния и повышения равно 0:

Следовательно, Q-функция содержит Q-таблицу , которая содержит значение каждой пары действий-состояний.  И учитывая состояние и действие,  наша Q-функция будет искать внутри своей Q-таблицы, чтобы вывести значение.

Учитывая пару состояния и действия, наша Q-функция будет искать внутри своей Q-таблицы, чтобы вывести значение пары состояние-действие (значение Q).

Если подытожить, Q-Learning — это алгоритм RL, который: -таблица   , содержащая все значения пары состояние-действие.

И если у нас есть оптимальная Q-функция , у нас есть оптимальная политика , поскольку мы знаем для каждого состояния, какое действие лучше предпринять.

Но вначале, наша Q-таблица бесполезна, поскольку она дает произвольные значения для каждой пары состояние-действие (в большинстве случаев мы инициализируем Q-таблицу 0 значениями). Но, как мы будем  исследуйте окружающую среду и обновите нашу Q-таблицу, это будет давать нам все более и более точные приближения.

Здесь мы видим, что с обучением наша Q-таблица стала лучше, поскольку благодаря ей мы можем узнать значение каждой пары состояние-действие.

Итак, теперь, когда мы понимаем, что такое Q-Learning, Q-Function и Q-Table, давайте углубимся в алгоритм Q-Learning .

Алгоритм Q-обучения

Это псевдокод Q-Learning; давайте изучим каждую часть и посмотрите, как это работает, на простом примере, прежде чем внедрять его. Не пугайтесь, это проще, чем кажется! Мы рассмотрим каждый шаг.

Шаг 1: Мы инициализируем Q-Table

Нам нужно инициализировать Q-Table для каждой пары состояние-действие. Большую часть времени мы инициализируем со значениями 0.

Шаг 2: Выберите действие с использованием жадной стратегии Эпсилон

Стратегия жадности Эпсилон — это политика, которая обрабатывает компромисс между разведкой и эксплуатацией.

Идея состоит в том, что мы определяем эпсилон ɛ = 1.0:

• С вероятностью 1 — ɛ  : мы выполняем эксплуатацию  (иначе наш агент выбирает действие с наивысшим значением пары состояние-действие).
• С вероятностью ɛ: мы проводим исследование  (попытка случайного действия).

В начале обучения вероятность проведения исследования будет огромной, так как ɛ очень высока, поэтому большую часть времени мы будем исследовать.  Но по мере того, как идет обучение, а, следовательно, и наша  Q-Table становится все лучше и лучше в своих оценках, мы постепенно уменьшаем значение эпсилон , так как нам потребуется все меньше и меньше исследований и больше эксплуатации.

Шаг 3: Выполните действие At, получите награду Rt+1 и следующее состояние St+1

Шаг 4: Обновление Q(St, At)

Помните, что в TD Learning мы обновляем нашу политику или значение функция (в зависимости от выбранного нами метода RL) 90 160 после одного шага взаимодействия.

Чтобы создать цель TD,  мы использовали немедленное вознаграждение Rt+1R_{t+1}Rt+1​ плюс дисконтированное значение пары состояние-действие следующего состояния (мы называем это начальной загрузкой).

Следовательно, наша формула обновления Q(St,At)Q(S_t, A_t)Q(St​,At​)  выглядит следующим образом:

Это означает, что для обновления нашего Q(St,At)Q(S_t , A_t)Q(St​,At​):

• Нам нужны St,At,Rt+1,St+1S_t, A_t, R_{t+1}, S_{t+1}St​,At​, Рт+1​,Ст+1​.
• Чтобы обновить наше значение Q в заданной паре состояние-действие, мы используем цель TD.

Как мы формируем цель TD?

1. Получаем награду после совершения действия Rt+1R_{t+1}Rt+1​.
2. Чтобы получить лучшее значение пары следующее состояние-действие , мы используем жадную политику для выбора следующего лучшего действия. Обратите внимание, что это не эпсилон-жадная политика, она всегда будет выполнять действие с наивысшим значением состояния-действия.

Затем, когда обновление этого Q-значения выполнено. Мы начинаем с new_state и снова выбираем наше действие , используя нашу эпсилон-жадную политику.

Вот почему мы говорим, что это неполитический алгоритм.

Вне политики и в соответствии с политикой

Разница незначительна:

• Вне политики : использование другой политики для действий и обновления.

Например, в Q-Learning жадная политика Epsilon (действующая политика) отличается от жадной политики, которая используется для выбора наилучшего значения действия в следующем состоянии для обновления нашего Q-значения (политика обновления).

Политика действия

Отличается от политики, которую мы используем во время обучения:

Политика обновления

• Политика On-policy:  с использованием той же политики для действия и обновления.

Например, с Sarsa, другим алгоритмом, основанным на значениях, политика Epsilon-Greedy выбирает пару next_state-action, а не жадную политику.

Сарса

Пример Q-Learning

Чтобы лучше понять Q-Learning, давайте рассмотрим простой пример:

• Ты мышь в этом крошечном лабиринте. Вы всегда 90 160 начинаете с одной и той же начальной точки.
• Цель состоит в том, чтобы съесть большую кучу сыра в правом нижнем углу и избежать яда. В конце концов, кто не любит сыр?
• Эпизод заканчивается, если мы съели яд, съели большую кучу сыра или прошли более пяти шагов.
• Скорость обучения 0,1
• Гамма (учетная ставка) равна 0,99

Функция вознаграждения выглядит следующим образом:

• +0:  Переход в состояние без сыра.
• +1:  Перейти к состоянию с небольшим количеством сыра.
• +10:  Едем в штат с большой кучей сыра.
• -10:  Перейти в состояние с ядом и таким образом умереть.
• +0 Если мы проводим более пяти шагов.

Обучить нашего агента оптимальной политике (то есть политике, которая идет вправо, вправо, вниз), мы будем использовать алгоритм Q-Learning .

Шаг 1: Мы инициализируем Q-Table

Итак, пока что наша Q-Table бесполезна ; нам нужно для обучения нашей Q-функции с использованием алгоритма Q-Learning.

Давайте сделаем это для 2 временных шагов обучения:

Временной шаг обучения 1:

Шаг 2: Выберите действие, используя Стратегию жадности Эпсилон я Иди направо.

Шаг 3: Выполните действие At, получите Rt+1 и St+1

Идя вправо, я получил маленький сыр, поэтому Rt+1=1R_{t+1} = 1Rt+1​= 1, и я в новом состоянии.

Шаг 4: Обновление Q(St,At)Q(S_t, A_t)Q(St​,At​)

Теперь мы можем обновить Q(St,At)Q(S_t, A_t)Q(St​ ,At​) по нашей формуле.

Временной шаг обучения 2:

Шаг 2: Выберите действие, используя жадную стратегию Эпсилон

Я снова выполняю случайное действие, так как эпсилон большое 0,99  (поскольку мы немного затухаем, потому что по мере обучения нам нужно все меньше и меньше исследовать).

Я отменил действие. Нехорошее действие, так как оно приводит меня к яду.

Шаг 3. Выполните действие At, получите Rt+1R_{t+1}Rt+1​ и St+1

Поскольку я перехожу в состояние отравления, я получаю Rt+1=−10R_{t +1} = -10Rt+1​=−10, и я умру.

Шаг 4: Обновление Q(St,At)Q(S_t, A_t)Q(St​,At​)

Поскольку мы мертвы, мы начинаем новую серию. Но здесь мы видим, что с двумя шагами разведки мой агент стал умнее.

По мере того, как мы продолжаем исследовать и использовать среду и обновлять Q-значения с использованием цели TD, Q-Table будет давать нам все более и более точные приближения. И таким образом, в конце обучения мы получим оценку оптимальной Q-функции.

Теперь, когда мы изучили теорию Q-Learning , давайте реализуем ее с нуля . Агент Q-Learning, которого мы будем обучать в двух средах:

1. Frozen-Lake-v1 ❄️ (нескользкая версия): где нашему агенту нужно будет перейти из начального состояния (S) в целевое состояние (G) , идя только по замороженным плиткам (F) и избегая отверстий (H).
2. Автономному такси 🚕 понадобится , чтобы научиться ориентироваться в городе, чтобы перевозить пассажиров из пункта А в пункт Б.

Начните обучение здесь 👉 https://colab.research.google.com/github/huggingface/deep-rl-class/blob/main/unit2/unit2. ipynb

Таблица лидеров 👉 https://huggingface.co/spaces/chrisjay/Deep-Reinforcement-Learning-Leaderboard

Поздравляем с завершением этой главы! Было много информации. И поздравляю с окончанием уроков. Вы только что внедрили свой первый RL-агент с нуля и поделились им в Hub 🥳.

Внедрение с нуля При изучении новой архитектуры важно понимать, как она работает.

Это нормально  , если вы все еще сбиты с толку  со всеми этими элементами. Это было то же самое для меня и для всех людей, которые изучали RL.

Потратьте время, чтобы полностью усвоить материал, прежде чем продолжить.

А так как лучший способ научиться и избежать иллюзии компетентности это проверить себя . Мы написали викторину, чтобы помочь вам найти, где вам нужно укрепить свое изучение .
Проверьте свои знания здесь 👉 https://github.com/huggingface/deep-rl-class/blob/main/unit2/quiz2.md

Очень важно освоить эти элементы и иметь прочную основу перед входом в забавная часть.