Chọn thép H100–H400 làm cột nhà xưởng theo khối lượng: bảng kg/m, kg/cây

Chọn cột nhà xưởng bằng thép H thường bắt đầu từ hai câu hỏi rất thực tế: mỗi cỡ nặng bao nhiêu, và lên một cỡ thì tốn thêm bao nhiêu thép? Bài này trả lời bằng số lấy từ catalog Cường Phát Steel cho tám cỡ H cánh rộng từ H100 đến H400, kèm các chỉ số hình học tự tính từ kích thước danh nghĩa để bạn thấy khối lượng tăng thêm đổi lại được gì. Bài không thay cho tính toán kết cấu: kích thước cột thật do kỹ sư thiết kế chốt theo tải mái, tải gió, cầu trục và chiều cao cột.

Catalog có những cỡ thép H cánh rộng nào để làm cột?

Có tám cỡ H cánh rộng, tức loại có chiều cao bằng bề rộng cánh: H100, H125, H150, H200, H250, H300, H350 và H400. Loại cánh rộng chịu lực tốt theo cả hai phương nên là lựa chọn quen thuộc cho cột. Bảng dưới liệt kê quy cách đủ bốn số (cao × rộng cánh × dày bụng × dày cánh) và khối lượng theo catalog, kèm khối lượng cây 6 m và 12 m tính bằng kg/m × chiều dài.

Lưu ý nhỏ về H125: trang sản phẩm ghi 23,8 kg/m theo bảng giá của Cường Phát, một số bảng barem khác ghi 23,6 kg/m. Chênh lệch này đến từ bán kính lượn góc và dung sai của từng nhà máy, nên khi đặt hàng hãy ghi rõ đang tính theo barem nào.

Lên một cỡ thì khối lượng tăng bao nhiêu phần trăm?

Mỗi bước lên cỡ làm khối lượng tăng từ 26% đến 58%, và bước lớn nhất là từ H150 lên H200. Bảng dưới so từng cặp cỡ liền kề trong catalog. Cột cuối cho biết độ cứng theo trục yếu tăng gấp mấy lần so với phần khối lượng tăng thêm.

Con số đáng chú ý là cột cuối: ở mọi bước, độ cứng theo trục yếu tăng nhanh hơn khối lượng, vì cánh rộng hơn và dày hơn đóng góp theo lũy thừa ba của bề rộng. Nói cách khác, thêm một cỡ làm cột cứng lên nhiều hơn mức tăng của hóa đơn thép. Đây là lý do với cột cao, kỹ sư phải cân nhắc giữa lên cỡ lớn hơn và bổ sung giằng; hai hướng này cho kết quả khối lượng và chi phí rất khác nhau.

Một cột nặng bao nhiêu kg theo chiều cao?

Khối lượng một cột bằng kg/m nhân chiều cao cột, chưa kể bản đế, bản mã và sườn gia cường. Bảng dưới tính sẵn cho năm chiều cao thường gặp để bạn ước khối lượng nhanh trước khi có bản vẽ chi tiết.

Ví dụ: cột H250x250x9x14 cao 6 m nặng 72,4 × 6 = 434,4 kg. Từ H300 trở lên, một cột 8 m đã nặng hơn 750 kg (94 × 8 = 752 kg) nên cần tính phương án cẩu và kê hàng ngay từ đầu.

Iy và bán kính quán tính cho biết gì về cột?

Cột thường mất ổn định theo trục yếu trước, nên Iy và bán kính quán tính ry là hai con số đáng xem nhất khi so các cỡ H với nhau. Các giá trị dưới đây được tự tính từ kích thước danh nghĩa (bỏ qua bán kính lượn giữa bụng và cánh), trùng với số được nêu trên các trang sản phẩm H200, H300 và H400 của Cường Phát; giá trị tra bảng tiêu chuẩn thường lớn hơn khoảng 1 – 4% vì có góc lượn.

Cột “Iy trên mỗi kg/m” cho thấy hiệu quả của từng cỡ: H100 chỉ đạt 8 cm⁴ cho mỗi kg/m, trong khi H400 đạt 130 cm⁴. Cỡ lớn dùng thép hiệu quả hơn cho nhiệm vụ chống mất ổn định, miễn là liên kết và mặt bằng cho phép dùng cột to.

Độ mảnh L/ry của cột thay đổi thế nào theo chiều cao?

Chỉ số L/ry (chiều dài chia bán kính quán tính) càng lớn thì cột càng mảnh và càng dễ mất ổn định. Bảng dưới tính L/ry với hệ số chiều dài tính toán bằng 1,0 cho ba chiều cao cột, chỉ để bạn thấy xu hướng: cùng chiều cao, cỡ nhỏ mảnh hơn cỡ lớn bao nhiêu lần. Giới hạn độ mảnh cho phép và hệ số chiều dài tính toán thật (phụ thuộc giằng, liên kết đầu cột) do tiêu chuẩn thiết kế và kỹ sư quyết định, không đọc được từ bảng này.

Đọc bảng: cột cao 6 m bằng H150 có L/ry khoảng 158, trong khi cùng chiều cao bằng H250 chỉ khoảng 94. Muốn kéo L/ry xuống ở cột cao mà vẫn dùng cỡ nhỏ, kỹ sư thường bổ sung giằng cột theo phương yếu; đó là quyết định thiết kế, không phải việc tự chỉnh trên công trường.

Ví dụ tính tay: 10 cột cao 6 m, chọn H200 hay H250?

Giả sử bản vẽ cần 10 cột cao 6 m và phương án so sánh là H200x200x8x12 với H250x250x9x14. Đây là ví dụ minh họa phép tính, không phải đề xuất cỡ cột.

1. Một cột H200: 49,9 kg/m × 6 m = 299,4 kg; 10 cột = 2.994 kg.
2. Một cột H250: 72,4 kg/m × 6 m = 434,4 kg; 10 cột = 4.344 kg.
3. Chênh lệch: 1.350 kg, tức H250 nặng hơn 45%. Mỗi 1.000 đ/kg đơn giá tương ứng 1.350.000 đồng chênh lệch vật tư cho cả 10 cột.
4. Độ cứng đổi lại: Iy tăng 128% (từ 1.601 lên 3.647 cm⁴), L/ry của cột 6 m giảm từ 118 xuống 94.
5. Việc còn lại là của kỹ sư: cỡ nhỏ có đủ khả năng chịu lực không, và mức khối lượng thép tiết kiệm được có đáng với rủi ro hay không.

Cách quy ra tiền không cần biết giá hôm nay: lấy kg của cấu kiện nhân đơn giá. Mỗi 1.000 đ/kg chênh lệch đơn giá tương ứng 103.200 đồng cho một cột H100 cao 6 m và 1.032.000 đồng cho một cột H400 cùng chiều cao. Hãy thay đơn giá thật từ báo giá mới nhất của bạn.

Khung chọn: nếu bạn đang ở trường hợp nào thì xem cỡ nào?

Catalog mô tả ứng dụng điển hình của từng cỡ, và các mô tả này khá nhất quán. Bảng dưới gom lại để bạn có điểm xuất phát khi trao đổi với kỹ sư; nó không phải bảng chọn cột.

Trang H125 ghi rõ: nhà xưởng lớn, có cầu trục thường cần H200 trở lên. Giảm một cỡ cho rẻ kéo theo thay đổi cả liên kết, bản mã và bu lông, nên cần người thiết kế đồng ý.

Khi nào không nên chọn thép H cánh rộng làm cột?

• Khi công trình chỉ cần chịu uốn theo một phương và có giằng tốt: dầm cánh hẹp hoặc H dạng dầm nhẹ hơn nhiều. Xem phần so sánh trong bài so sánh thép I và H cùng chiều cao.
• Khi cột rất cao hoặc tải lớn dần theo chiều cao: nhiều công trình dùng tiết diện tổ hợp hàn từ thép tấm để thay đổi theo mô-men. Đó là hướng thiết kế khác, cần xưởng và kỹ sư.
• Khi mặt bằng, lối vào hoặc cẩu không cho phép cấu kiện nặng: nên tính khối lượng và chiều dài vận chuyển trước, xem bài một xe tải chở được bao nhiêu cây thép hình.
• Khi chỉ chọn theo giá mỗi kg: cỡ nhỏ rẻ trên mỗi cây nhưng có thể không đạt yêu cầu ổn định, dẫn đến phải thêm giằng hoặc đổi cỡ giữa chừng.

Những chỗ dễ nhầm khi chọn theo khối lượng

• Đừng so “H194” với “H150” theo tên: catalog ghi H194 nặng 30,6 kg/m, nhẹ hơn H150 (31,5 kg/m) vì H194 là loại cánh hẹp 150 mm (H194x150x6x9), dùng làm dầm. Tên gọi chỉ nói chiều cao nên đơn hàng luôn phải ghi đủ bốn số.
• Luôn nhân lại kg/m với chiều dài để kiểm số kg/cây trên báo giá; nhà cung cấp nào cũng nên trả lời được barem họ đang dùng.
• Bảng trong bài tính theo barem (khối lượng bán hàng). Cân thực tế một cây có thể lệch vài phần trăm; hãy thống nhất cách tính khối lượng trên báo giá.
• Khối lượng cột chưa gồm bản đế, bản mã, sườn và bu lông neo; cộng chúng vào dự toán riêng.

Đặt thép H làm cột tại Cường Phát Steel

Khi gửi yêu cầu, hãy ghi đủ quy cách bốn số (ví dụ H200x200x8x12), mác thép, chiều dài cây hoặc chiều dài cần cắt, số lượng và địa chỉ giao hàng. Xem toàn bộ quy cách tại danh mục thép hình, hoặc đối chiếu nhanh trong bảng tra thép hình H và công thức tính khối lượng thép. Nếu cần ước chi phí nhà xưởng nguyên khối, xem chi phí xây nhà xưởng khung thép 500 m².

Câu hỏi thường gặp

Thép H100 làm cột được không?

H100x100x6x8 là cỡ nhỏ nhất trong nhóm cánh rộng của catalog, nặng 17,2 kg/m. Cỡ này thường xuất hiện ở khung nhẹ, cột phụ hoặc kết cấu thấp; việc dùng làm cột chính nhà xưởng phải do kỹ sư tính. Bảng L/ry trong bài cho thấy cột cao 6 m bằng H100 rất mảnh so với cỡ lớn.

Một cây thép H200 dài 12 m nặng bao nhiêu kg?

Theo catalog, H200x200x8x12 nặng 49,9 kg/m nên một cây 12 m nặng khoảng 598,8 kg, cây 6 m khoảng 299,4 kg. Cần xe cẩu khi hạ hàng.

Cột nhà xưởng nên chọn thép H hay thép I?

Nếu cột chịu lực theo cả hai phương hoặc cần độ cứng trục yếu cao thì H cánh rộng hợp hơn. Thép I cánh hẹp nhẹ hơn nhưng yếu theo trục yếu, thường dùng làm dầm có giằng. Bài so sánh I và H cùng chiều cao có bảng chi tiết.

Có dùng bảng này để thiết kế cột được không?

Không. Bảng dùng để so khối lượng và ước vật tư. Thiết kế cột phải tính theo tiêu chuẩn kết cấu với tải trọng thật và liên kết thật, do kỹ sư có chuyên môn thực hiện.

Bán kính quán tính ry trong bài lấy từ đâu?

Tự tính từ kích thước danh nghĩa: Iy = [2 × tf × b³ + (h − 2tf) × tw³] / 12, ry = √(Iy / A). Công thức bỏ qua bán kính lượn nên số nhỏ hơn bảng tiêu chuẩn một chút.

Nguồn tham khảo

• Trang sản phẩm thép hình chữ H và chữ I trên cuongphatsteel.vn (quy cách, kg/m, mô tả ứng dụng): thép H200, thép H300, thép H400, thép I300, thép I400.
• Kiến thức kỹ thuật phổ biến: khối lượng riêng thép 7.850 kg/m³ (diện tích mặt cắt mm² × 0,00785 = kg/m); mô-men quán tính mặt cắt chữ nhật I = b·h³/12.

Mọi số liệu quy cách và khối lượng trong bài lấy từ catalog sản phẩm của Cường Phát Steel hoặc tự tính theo công thức nêu rõ. Bài mang tính tham khảo, không thay thế bản vẽ và tính toán của kỹ sư kết cấu.

Thép Cường Phát

Mr. Đức – Tôi là sale và kiêm quản trị nội dung website CÔNG TY CP ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CƯỜNG PHÁT CONSTRUCTION. Mã Số Thuế: 0315429498. Rất hân hạnh được hỗ trợ Anh/Chị. Hãy liên hệ trực tiếp với tôi qua số hotline: 0967.483.714