Thép hộp chữ nhật (RHS) là gì?
Thép hộp chữ nhật, ký hiệu quốc tế RHS (Rectangular Hollow Section), là thép hình tiết diện rỗng khép kín có chiều cao khác chiều rộng (H ≠ B). Sự khác biệt về kích thước hai phương tạo ra momen quán tính không đều, cho phép tối ưu hóa tiết diện cho cấu kiện chịu uốn một phương như dầm ngang, thanh giằng và cánh cửa.
Ký hiệu và cách đọc thông số RHS
Ký hiệu đầy đủ: RHS B×H×t, trong đó B là chiều rộng, H là chiều cao (mm), t là bề dày thành (mm). Ví dụ: RHS 100×50×4 nghĩa là hộp chữ nhật rộng 100 mm, cao 50 mm, thành 4 mm. Khi đặt cạnh dài theo phương đứng (H > B), khả năng chịu uốn tăng đáng kể.
Bảng thông số RHS phổ biến
| Ký hiệu | B (mm) | H (mm) | t (mm) | Trọng lượng (kg/m) | Ix (cm⁴) |
|---|---|---|---|---|---|
| RHS 60×40×3 | 60 | 40 | 3,0 | 4,35 | 13,5 |
| RHS 80×40×3 | 80 | 40 | 3,0 | 5,19 | 24,6 |
| RHS 100×50×4 | 100 | 50 | 4,0 | 8,59 | 60,2 |
| RHS 120×60×4 | 120 | 60 | 4,0 | 10,60 | 109,0 |
| RHS 150×100×5 | 150 | 100 | 5,0 | 18,70 | 385,0 |
| RHS 200×100×6 | 200 | 100 | 6,0 | 27,40 | 919,0 |
| RHS 250×150×8 | 250 | 150 | 8,0 | 48,10 | 2750,0 |
Momen quán tính và ý nghĩa kỹ thuật
RHS có Ix ≠ Iy. Khi đặt cạnh dài theo phương chịu lực (H lớn hơn), momen quán tính Ix tăng theo lũy thừa bậc 3 của chiều cao — tiết diện chịu uốn hiệu quả hơn với cùng trọng lượng thép. Đây là lý do RHS ưu tiên dùng cho dầm, còn SHS ưu tiên cho cột.
So sánh momen quán tính RHS vs SHS cùng trọng lượng
Ví dụ: RHS 120×60×4 (10,60 kg/m) có Ix = 109 cm⁴, Iy = 36 cm⁴. SHS 90×90×4 (cùng ~10 kg/m) có Ix = Iy ≈ 77 cm⁴. Khi dùng làm dầm chịu uốn theo trục x, RHS hiệu quả hơn 42% với cùng lượng thép.
Tiêu chuẩn sản xuất
RHS được sản xuất theo EN10219 (cold-formed) và EN10210 (hot-formed) — cùng tiêu chuẩn với SHS. Tại Việt Nam, hầu hết RHS nhập khẩu từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản theo JIS G3466 hoặc ASTM A500 Gr.B. Bề dày thành thông dụng: 2–8 mm; cấp thép S235–S355.
Phân biệt RHS với SHS
| Tiêu chí | RHS | SHS |
|---|---|---|
| Hình dạng | Chữ nhật (B ≠ H) | Vuông (B = H) |
| Momen quán tính | Ix ≠ Iy | Ix = Iy |
| Ứng dụng chính | Dầm, thanh ngang | Cột, thanh đứng |
| Hướng đặt tối ưu | Cạnh dài theo phương chịu lực | Không phụ thuộc hướng |
Ứng dụng phổ biến của RHS
- Dầm ngang khung thép nhẹ: RHS 150–200 mm làm xà ngang nhà xưởng
- Mái kính và vách kính: tiết diện gọn, bề mặt phẳng dễ gắn kính
- Khung cửa và cổng lớn: tiết diện chữ nhật giúp phân bố tải đều
- Thanh giằng ngang và chéo: lực nén/kéo đúng tâm, tiết kiệm thép
- Bàn ghế kim loại công nghiệp: chân bàn RHS 60×40 phổ biến trong nội thất thép
Câu hỏi thường gặp
- RHS đặt đứng hay nằm ngang tốt hơn?
- Khi làm dầm chịu uốn theo phương đứng, đặt cạnh dài theo phương đứng (H > B theo phương thẳng đứng) giúp tăng momen kháng uốn. Khi làm thanh ngang chịu lực ngang, đặt cạnh dài theo phương ngang. Luôn tham chiếu sơ đồ lực để chọn hướng đặt đúng.
- RHS có chịu được tải trọng cột không?
- RHS có thể dùng làm cột nhưng phải chú ý trục yếu (I nhỏ hơn). Khi chiều dài cột lớn, oằn sẽ xảy ra theo trục yếu trước. SHS là lựa chọn tốt hơn cho cột vì tính đẳng hướng.
- Bề dày tối thiểu của RHS dùng làm kết cấu là bao nhiêu?
- Theo Eurocode 3, tỷ lệ b/t (bề rộng/bề dày) phải đáp ứng phân loại tiết diện. Thực tế kỹ thuật: t ≥ 3 mm cho kết cấu chịu lực; t ≥ 2 mm cho đồ nội thất và giá kệ nhẹ.