Trong các siêu công trình như nhà máy nhiệt điện, kho xưởng tiền chế nhịp lớn hay các tòa nhà cao tầng, hệ thống khung xương bằng thép phải gánh vác tải trọng hàng ngàn tấn. Trong đó, thép hình H (H-Beam) được vinh danh là “vua của các loại dầm cột” nhờ cấu trúc hình học ưu việt, khả năng triệt tiêu ứng suất xoắn hoàn hảo.
Bài viết này sẽ đi sâu vào việc giải phẫu đặc tính cơ lý, cung cấp bảng tra barem kích thước chuẩn xác và giới thiệu các tiêu chuẩn mác thép quốc tế được ứng dụng rộng rãi hiện nay.
Thép hình H là gì? Cấu trúc hình học mặt cắt chữ H
Thép hình H là một loại vật liệu kết cấu được cán nóng (Hot-rolled) nguyên khối, có thiết diện mặt cắt ngang hình chữ H in hoa. Giống như các loại dầm khác, cấu tạo của thép H chia làm 2 phần chính: Bụng thép (Web) chịu lực cắt và Cánh thép (Flanges) nằm song song ở hai đầu chịu lực uốn.
Sự khác biệt cốt lõi giữa thép chữ H và thép chữ I: Rất nhiều người bị nhầm lẫn giữa hai cấu kiện này. Tuy nhiên, về mặt thiết kế hình học:
- Tỷ lệ kích thước: Thép hình I có phần cánh rất hẹp và bụng cao. Trong khi đó, ở cột thép hình H, chiều rộng của hai cánh (B) gần bằng hoặc bằng chính xác chiều cao của bụng (H).
- Độ dày: Cánh và bụng của thép H thường có độ dày rất lớn và đồng đều. Cánh của thép H hoàn toàn thẳng (phẳng), không có độ vát (taper) ở mặt trong như thép hình I.
Tại sao thép hình chữ H là lựa chọn số một làm cột chịu lực?
Tại sao thép hình chữ H là lựa chọn số một làm cột chịu lực?Trong vật lý kết cấu, một cột thép dựng đứng phải gánh chịu tải trọng nén dọc tâm (Axial load) từ hệ mái và các tầng phía trên truyền xuống. Kẻ thù lớn nhất của cột chịu nén không phải là bị ép nát, mà là hiện tượng mất ổn định tổng thể – bị cong vênh, oằn (Buckling) sang một bên.
Với thiết diện hình chữ I hoặc chữ U, momen quán tính trục X và trục Y có sự chênh lệch rất lớn, dẫn đến việc cột dễ bị oằn theo phương yếu hơn. Ngược lại, thép hình chữ H với phần cánh rất rộng và dày, tạo ra tiết diện đối xứng gần như hình vuông.
Điều này giúp momen quán tính chống uốn (Moment of Inertia) dọc theo cả hai trục X và Y được phân bổ đồng đều, tối ưu hóa khả năng chống vặn xoắn và lật ngang. Đó là lý do tuyệt đại đa số các cột chịu lực chính trong nhà thép tiền chế (PEB) đều bắt buộc phải sử dụng thép hình H.
Bảng tra quy cách kích thước và barem trọng lượng thép H tiêu chuẩn
Bảng tra quy cách kích thước và barem trọng lượng thép H tiêu chuẩnĐể bóc tách khối lượng dự toán và tính toán năng lực chịu tải, kỹ sư cần tra cứu kích thước thông qua ký hiệu: H x B x t1 x t2 (Trong đó: H = Chiều cao bụng; B = Chiều rộng cánh; t1 = Chiều dày bụng; t2 = Chiều dày cánh).
Dưới đây là bảng barem quy cách thép hình H thông dụng (Đơn vị tính: mm & kg/m):
| Mã Sản Phẩm | Kích Thước (H x B x t1 x t2) mm | Trọng Lượng (kg/m) | Diện tích mặt cắt ngang (cm²) |
| Thép H100 | 100 x 100 x 6 x 8 | 17.2 | 21.90 |
| Thép H125 | 125 x 125 x 6.5 x 9 | 23.8 | 30.31 |
| Thép H150 | 150 x 150 x 7 x 10 | 31.5 | 40.14 |
| Thép H200 | 200 x 200 x 8 x 12 | 49.9 | 63.53 |
| Thép H250 | 250 x 250 x 9 x 14 | 72.4 | 92.18 |
| Thép H300 | 300 x 300 x 10 x 15 | 94.0 | 119.8 |
| Thép H400 | 400 x 400 x 13 x 21 | 172.0 | 218.7 |
(Ghi chú: Bảng barem được tham khảo theo tiêu chuẩn kích thước dung sai JIS G 3192. Kích thước H siêu trường siêu trọng từ 500mm trở lên vui lòng liên hệ kỹ thuật để nhận catalogue chi tiết).
Tiêu chuẩn kỹ thuật và mác thép chế tạo thép hình H phổ biến
Để đảm bảo kết cấu tòa nhà không bị đổ sập dưới tác động của bão lụt hay rung chấn động đất, phôi để cán thép H phải là các mác thép carbon cường độ cao đã được kiểm nghiệm cơ tính nghiêm ngặt.
- JIS G3101 (Mác SS400): Tiêu chuẩn Nhật Bản, là mác thép phổ biến số 1 tại Việt Nam. Yêu cầu giới hạn chảy (Yield Point) ≥ 245 MPa và độ bền kéo đứt (Tensile Strength) từ 400 – 510 MPa.
- ASTM A36: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ. Cực kỳ được ưa chuộng trong các dự án FDI đầu tư nước ngoài nhờ khả năng hàn (Weldability) tuyệt vời, kết nối các bích thép cực kỳ vững chắc.
- GB/T 700 (Mác Q235B / Q345B): Tiêu chuẩn Trung Quốc. Dòng Q345B (tương đương hợp kim thấp cường độ cao) được dùng cho các trụ H gánh tải siêu nặng.
Trước khi lắp dựng, bộ phận QA/QC bắt buộc phải nghiệm thu chứng chỉ xuất xưởng (CO/CQ) để chứng minh nguồn gốc và các thông số Test Report của lô hàng.
Ứng dụng dầm thép H trong kết cấu xây dựng và hệ thống cơ điện
Ứng dụng dầm thép H trong kết cấu xây dựng và hệ thống cơ điệnNhờ sức mạnh vô song, thép hình H hiện diện trong các cấu trúc hạ tầng quan trọng:
- Khung nhà thép tiền chế (PEB): Làm cột chịu lực chính (Main Column) và dầm chính nối các nhịp nhà xưởng rộng hàng chục mét.
- Dầm cầu trục (Crane Girder): Chịu lực nén và ma sát từ bánh xe của hệ thống palang cầu trục nâng hạ khối lượng lớn trong nhà máy cơ khí.
- Hệ thống cơ điện (M&E): Làm khung bệ đỡ (Skid) cho các cỗ máy phát điện, máy biến áp công suất lớn, khung đỡ tháp giải nhiệt (Cooling Tower).
- Để tìm hiểu chi tiết bản vẽ và thông số, kỹ sư có thể truy cập catalog kỹ thuật thép hình H. Hoặc tham khảo thêm thép hình quy cách tiêu chuẩn để kết hợp hoàn hảo cùng các thanh giằng chữ V, U trong kết cấu.
Quý khách hàng/Kỹ sư dự án cần bảng tra cứu barem thép H hoặc yêu cầu báo giá gia công cắt/khoan lỗ/mạ kẽm thép chữ H theo thiết kế bản vẽ, hãy liên hệ ngay Zencomex. Chúng tôi phân phối thép hình chính hãng chất lượng cao kèm chứng chỉ CO/CQ đầy đủ.
CÔNG TY CỔ PHẦN SẢN XUẤT VÀ XUẤT NHẬP KHẨU ZENCOMEX
- Hotline/Zalo: 0909 126 992
- Email: zencomex.vietnam@gmail.com
- Văn phòng giao dịch: 100 Đường TA13, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
- Nhà máy sản xuất: 1 Đường số 171, Xã Bình Mỹ, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
- Website: zencomex.vn
