Một cây thép I200 dài 6 mét nặng 127,8 kg. Cây I300 cùng chiều dài nặng 220,2 kg. Chênh lệch đó quyết định cần cẩu nào vào được công trường, và quyết định luôn con số trên hoá đơn. Vậy mà tên gọi hai loại chỉ khác nhau đúng một chữ số.
Bảng dưới đây gom 12 quy cách thép hình I đang lưu hành ở thị trường phía Nam, kèm trọng lượng theo mét và theo cây tiêu chuẩn. Quý khách tra được ngay. Nhưng phần đáng đọc hơn nằm ở mục thứ ba, chỗ chúng tôi nói về một chuyện ít nơi nhắc tới: cùng gọi là thép chữ I, thị trường Việt Nam đang bán hai họ thép có tiết diện khác hẳn nhau, chênh lệch khối lượng tới 22%.
Bốn con số trong tên một cây thép I
Tên đầy đủ của một quy cách luôn có bốn số, viết theo thứ tự cố định. Lấy I200 × 100 × 5,5 × 8 làm ví dụ:
- 200 mm — chiều cao tiết diện (h). Đo từ mặt ngoài cánh trên xuống mặt ngoài cánh dưới. Đây là con số quyết định khả năng chịu uốn, và cũng là con số dùng để gọi tên cây thép.
- 100 mm — bề rộng cánh (b). Cánh càng rộng thì dầm càng khó bị xoắn hoặc mất ổn định ngang.
- 5,5 mm — chiều dày bụng (t1). Bụng là tấm thép đứng nối hai cánh, gánh phần lớn lực cắt.
- 8 mm — chiều dày cánh (t2). Hai cánh gánh mô men uốn. Dày thêm 1 mm ở cánh có tác dụng hơn hẳn dày thêm 1 mm ở bụng.
Nhiều bảng báo giá chỉ ghi vắn tắt “I200” rồi bỏ ba số còn lại. Cách viết đó gây nhầm thật sự, vì cùng chiều cao 200 mm vẫn có nhiều tiết diện khác nhau. Khi đặt hàng, quý khách nên yêu cầu ghi đủ bốn số vào đơn.
Bảng tra quy cách và trọng lượng thép hình I từ I100 đến I600
Trọng lượng trong bảng là khối lượng danh nghĩa theo bảng tiêu chuẩn, không phải số tự suy từ kích thước. Lý do có ở mục dưới. Cột “cây 6 m” và “cây 12 m” tính thẳng từ khối lượng mỗi mét, dùng để ước tải cẩu và ước số chuyến xe.
| Quy cách | h × b × t1 × t2 (mm) | Trọng lượng (kg/m) | Cây 6 m (kg) | Cây 12 m (kg) | Kiểu cánh |
|---|---|---|---|---|---|
| I100 | 100 × 55 × 4,5 × 7,2 | 9,46 | 56,8 | 113,5 | vát |
| I120 | 120 × 64 × 4,8 × 7,3 | 11,50 | 69,0 | 138,0 | vát |
| I150 | 150 × 75 × 5,0 × 7,0 | 14,00 | 84,0 | 168,0 | song song |
| I175 | 175 × 90 × 5,0 × 8,0 | 18,10 | 108,6 | 217,2 | song song |
| I200 | 200 × 100 × 5,5 × 8,0 | 21,30 | 127,8 | 255,6 | song song |
| I250 | 250 × 125 × 6,0 × 9,0 | 29,60 | 177,6 | 355,2 | song song |
| I300 | 300 × 150 × 6,5 × 9,0 | 36,70 | 220,2 | 440,4 | song song |
| I350 | 350 × 175 × 7,0 × 11,0 | 49,60 | 297,6 | 595,2 | song song |
| I400 | 400 × 200 × 8,0 × 13,0 | 66,00 | 396,0 | 792,0 | song song |
| I450 | 450 × 200 × 9,0 × 14,0 | 76,00 | 456,0 | 912,0 | song song |
| I500 | 500 × 200 × 10,0 × 16,0 | 89,60 | 537,6 | 1.075,2 | song song |
| I600 | 600 × 200 × 11,0 × 17,0 | 106,00 | 636,0 | 1.272,0 | song song |
Chiều dài cây tiêu chuẩn ở Việt Nam là 6 mét và 12 mét. Các cỡ từ I100 đến I200 thường có sẵn cây 6 m tại kho. Từ I300 trở lên, cây 12 m phổ biến hơn vì dầm nhịp lớn cần hạn chế mối nối.
Hai họ thép cùng mang tên chữ I — và cách phân biệt trong ba giây
Đây là chỗ hay sai nhất, và cũng là chỗ tốn tiền nhất.
Thép chữ I ra đời với tiết diện cánh vát: mặt trong của cánh nghiêng, dày ở chân và mỏng dần ra mép. Đó là hệ tiết diện theo tiêu chuẩn GOST 8239 của Liên Xô cũ, được Việt Nam tiếp nhận qua TCVN 1655:1975. Ở nước ta hiện chỉ còn hai cỡ nhỏ đi theo hệ này là I100 và I120.
Từ cỡ I150 trở lên thì khác. Thứ mà các nhà máy Posco, An Khánh hay Đại Việt đang bán dưới tên “thép hình I” thực chất là dãy H cánh hẹp theo tiêu chuẩn kích thước JIS G3192 của Nhật, đã được nội địa hoá trong TCVN 7571-15:2019. Tiết diện này có mặt trong cánh phẳng, dày đều từ chân ra mép.
| Chiều cao | Bán ở Việt Nam dưới tên “thép I” (cánh song song) | Thép I cánh vát cùng chiều cao | Chênh lệch |
|---|---|---|---|
| 200 mm | 200 × 100 × 5,5 × 8,0 — 21,30 kg/m | 200 × 100 × 7,0 × 10,0 — 26,00 kg/m | nặng hơn 22,1% |
| 300 mm | 300 × 150 × 6,5 × 9,0 — 36,70 kg/m | 300 × 150 × 8,0 × 13,0 — 48,30 kg/m | nặng hơn 31,6% |
| 400 mm | 400 × 200 × 8,0 × 13,0 — 66,00 kg/m | 400 × 150 × 10,0 × 18,0 — 72,00 kg/m | nặng hơn 9,1% |
Con số 22% ở trên không phải chuyện lý thuyết. Một kỹ sư tra bảng thép I nước ngoài rồi ghi “I200, 26 kg/m” vào dự toán sẽ nhận về hàng nặng 21,3 kg/m. Khối lượng thép hụt gần một phần tư so với tính toán. Nếu bài toán kết cấu đã sát ngưỡng, đó là sai số đủ để phải làm lại.
Cách kiểm nhanh ngay tại bãi: nhìn mặt trong của cánh. Phẳng đều từ chân ra mép là cánh song song. Nghiêng và mỏng dần ra mép là cánh vát. Không cần thước, không cần cân.
Cần lưu ý thêm một điều về tên gọi. Vì dãy cánh hẹp thuộc nhóm H nên nhiều nơi ghi cùng một cây thép thành H200 × 100 × 5,5 × 8, nơi khác lại ghi I200 × 100 × 5,5 × 8. Hai cách viết đó chỉ cùng một mặt hàng khi bốn con số trùng nhau. Chúng tôi đã lập bảng tra trọng lượng thép H riêng để quý khách đối chiếu.
Công thức tính nhanh, và vì sao nó luôn thiếu khoảng 3%
Khi trong tay không có bảng tra, quý khách vẫn ước được khối lượng từ bốn con số kích thước. Diện tích mặt cắt bằng hai cánh cộng phần bụng nằm giữa:
Diện tích (mm²) = 2 × b × t2 + (h − 2 × t2) × t1
Khối lượng (kg/m) = Diện tích × 0,00785
Hằng số 0,00785 là khối lượng riêng của thép cacbon, 7.850 kg mỗi mét khối, đã quy về đơn vị milimét.
Áp cho I200 × 100 × 5,5 × 8: diện tích ra 2.612 mm², khối lượng ra 20,50 kg/m. Bảng tiêu chuẩn ghi 21,30 kg/m. Công thức thiếu 0,80 kg mỗi mét.
| Quy cách | Công thức hình học (kg/m) | Bảng tiêu chuẩn (kg/m) | Thiếu |
|---|---|---|---|
| I100 | 9,24 | 9,46 | 2,3% |
| I120 | 11,31 | 11,50 | 1,7% |
| I150 | 13,58 | 14,00 | 3,0% |
| I175 | 17,54 | 18,10 | 3,1% |
| I200 | 20,50 | 21,30 | 3,7% |
| I250 | 28,59 | 29,60 | 3,4% |
| I300 | 35,58 | 36,70 | 3,0% |
| I350 | 48,25 | 49,60 | 2,7% |
| I400 | 64,31 | 66,00 | 2,6% |
| I450 | 73,77 | 76,00 | 2,9% |
| I500 | 86,98 | 89,60 | 2,9% |
| I600 | 102,25 | 106,00 | 3,5% |
Sai số này không ngẫu nhiên và cũng không phải lỗi tính. Chỗ bụng gặp cánh, nhà máy cán một đoạn bo góc để phân bố ứng suất và để phôi chảy đều trong lỗ hình. Phần thép ở bốn góc bo đó có thật, có khối lượng, nhưng công thức hình học thuần không đếm được. Độ lệch đo trên cả 12 quy cách nằm trong khoảng 1,7% đến 3,7%, trung bình 2,9%.
Vậy dùng công thức khi nào? Khi cần ước nhanh tải trọng bản thân hoặc so sánh hai phương án tiết diện. Còn khi lên dự toán hay đối chiếu phiếu cân, quý khách hãy lấy số trong bảng tra. Cộng thêm 3% vào kết quả công thức cũng cho con số dùng tạm được.
Chọn quy cách thép hình I nào cho từng loại kết cấu
Không có quy cách nào tốt nhất. Chỉ có quy cách đủ và quy cách thừa. Dưới đây là các dải mà chúng tôi thường thấy trong hồ sơ khách đặt hàng, để quý khách có mốc so sánh trước khi kỹ sư tính chính thức.
- I100 và I120 — khung mái nhẹ, xà gồ nhịp lớn, giá đỡ thiết bị, khung nhà cấp bốn. Hai cỡ này còn thuộc hệ cánh vát nên khi hàn cần chú ý mặt cánh nghiêng, bản mã phải vát theo hoặc chêm.
- I150 đến I250 — dầm sàn nhà phố, nhà xưởng nhịp dưới 12 mét, dầm cầu trục tải nhẹ. Đây là dải bán chạy nhất, hàng sẵn kho quanh năm.
- I300 đến I400 — dầm chính nhà tiền chế, cột khung, dầm cầu trục 5 đến 10 tấn. Từ đây trở lên nên đặt cây 12 mét để giảm mối nối.
- I450 đến I600 — kết cấu nhịp lớn, dầm chuyển, cầu trục tải nặng. Hàng thường phải đặt trước, ít khi có sẵn.
Một nguyên tắc đáng nhớ khi so hai phương án: tăng chiều cao tiết diện có tác dụng hơn tăng bề dày. Khả năng chịu uốn tỷ lệ với bình phương chiều cao, trong khi nó chỉ tỷ lệ bậc nhất với bề dày. Nói cách khác, chuyển từ I200 lên I250 thường rẻ hơn là giữ I200 rồi tăng dày bụng, dù hai cách cùng đạt một mục tiêu.
Ngược lại, thép I không phải lựa chọn tốt cho cột chịu nén. Tiết diện chữ I khoẻ theo phương đứng nhưng yếu theo phương ngang, nên cột dễ mất ổn định theo trục yếu. Trường hợp đó nên dùng thép H cánh rộng, hoặc thép hộp.
Câu hỏi thường gặp về quy cách thép hình I
Thép I200 và thép H200 có phải một không?
Tuỳ bốn con số phía sau. H200 × 100 × 5,5 × 8 và I200 × 100 × 5,5 × 8 là cùng một cây, chỉ khác tên gọi trên phiếu. Nhưng H200 × 200 × 8 × 12 là mặt hàng khác hẳn: cánh rộng 200 mm thay vì 100 mm, nặng 49,9 kg/m. Quý khách hãy đối chiếu đủ bốn số trước khi xác nhận đơn.
Vì sao cân thực tế lệch so với bảng tra?
Bảng tra ghi khối lượng danh nghĩa, còn cây thép thật có dung sai cán. Chiều dày bụng và cánh được phép sai lệch trong phạm vi nhà sản xuất công bố, nên một lô hàng có thể nhẹ hoặc nặng hơn bảng vài phần trăm. Lệch dưới 3% là bình thường. Lệch trên 5% thì nên yêu cầu cân lại và kiểm tra chứng chỉ lô hàng.
Thép I cán nóng và thép I tổ hợp hàn khác nhau thế nào?
Thép cán nóng ra khỏi máy cán ở dạng liền khối, quy cách cố định theo bảng. Thép tổ hợp hàn được ghép từ ba tấm thép phẳng, nên chiều cao và bề rộng đặt tự do theo thiết kế. Cán nóng rẻ hơn và giao nhanh hơn. Tổ hợp hàn dùng khi cần tiết diện ngoài bảng, thường là dầm cao trên 600 mm.
Mác thép của thép hình I là gì?
Phổ biến nhất ở thị trường Việt Nam là SS400 theo JIS G3101:2020, tương đương ASTM A36. Giới hạn chảy tối thiểu 245 MPa với chiều dày đến 16 mm. Công trình cần cường độ cao hơn thì dùng SM490 theo JIS G3106. Mác thép ghi trên chứng chỉ lô hàng, không đọc được bằng mắt, nên quý khách hãy yêu cầu bản sao khi nhận hàng.
Trước khi đặt hàng, tra thêm hai thứ
Quy cách mới là một nửa câu chuyện. Nửa còn lại là hàng có sẵn không và giá thời điểm nào.
Quy cách trong bảng trên là quy cách tiêu chuẩn, nhưng không phải cỡ nào cũng có sẵn tại kho ở mọi thời điểm. Các cỡ từ I150 đến I300 thường xuyên có hàng. Cỡ I450 trở lên nên hỏi trước vài ngày.
Về giá, thép hình biến động theo giá phôi và theo từng nhà máy, nên chúng tôi cập nhật riêng ở trang giá thép I thay vì ghi cứng trong bài này. Quý khách cần bảng tra quy cách của loại thép hình khác thì xem thêm bảng kích thước thép U hoặc các loại thép hình phổ biến.
Cần tư vấn chọn quy cách cho một hạng mục cụ thể, quý khách gọi 0938 337 999 (Zalo cùng số). Gửi kèm nhịp dầm và tải dự kiến thì chúng tôi đối chiếu nhanh hơn.
