Thép hộp chữ nhật dùng để làm gì?
Thép hộp chữ nhật (RHS) được ứng dụng chủ yếu trong các cấu kiện ngang chịu uốn một phương — dầm, đà, thanh giằng ngang — nhờ momen quán tính Ix lớn hơn Iy khi đặt cạnh dài theo phương chịu lực. Trong kiến trúc hiện đại, RHS còn là vật liệu nền tảng cho kết cấu kính mỏng nhẹ và khung cửa quy mô lớn.
1. Dầm ngang khung thép nhẹ nhà xưởng
Đây là ứng dụng kỹ thuật quan trọng nhất của RHS trong kết cấu. RHS 150×100 đến 250×150 thành 5–8 mm làm xà ngang chính của khung nhà xưởng nhịp 12–24 m. Cạnh dài (chiều cao H) đặt theo phương đứng để tối đa hóa momen kháng uốn. So với thép I cùng trọng lượng, RHS chịu xoắn tốt hơn nhiều — quan trọng khi tải không đối xứng.
Cỡ RHS thông dụng cho dầm nhà xưởng VN
| Nhịp dầm (m) | Tải phân bố (kN/m) | RHS khuyến nghị | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| 4–6 | 5–10 | RHS 100×60×4 | Xà phụ, đà gác |
| 6–9 | 5–10 | RHS 150×100×5 | Dầm nhà kho nhẹ |
| 9–12 | 8–15 | RHS 200×100×6 | Dầm nhà xưởng |
| 12–18 | 10–20 | RHS 250×150×8 | Dầm chính hoặc tổ hợp |
2. Kết cấu mái kính (glass roof structure)
Mái kính hiện đại (skylight, atrium, mái giếng trời) yêu cầu cấu kiện gọn, mỏng và thẩm mỹ. RHS 80×40 đến 150×60 thành 4–6 mm là vật liệu tiêu chuẩn cho khung mái kính nhà dân, văn phòng, trung tâm thương mại. Cạnh rộng (B) đặt nằm ngang làm bề mặt gối kính; cạnh cao (H) chịu tải trọng kính và gió. Mối hàn góc và mối hàn đối đầu được gia công phẳng để đảm bảo lắp kính kín nước.
3. Vách kính curtain wall khung thép
Hệ curtain wall khung thép (steel stick system) dùng RHS 60×40 đến 100×50 làm thanh đứng (mullion) và thanh ngang (transom). Tiết diện chữ nhật giúp phân bố tải kính sang hai phương khác nhau: thanh đứng chịu tải gió theo phương ngang (Iy lớn) còn thanh ngang chịu trọng lượng bản thân kính (Ix lớn). Khả năng phân phối lực linh hoạt này là ưu điểm của RHS so với nhôm định hình trong ứng dụng quy mô lớn.
4. Khung cửa lớn và cổng cuốn công nghiệp
Cửa kéo, cửa lùa, cổng cuốn nhà xưởng yêu cầu khung cứng, nhẹ nhưng không vênh. RHS 80×40 đến 100×60 thành 3–4 mm là khung cánh cửa kéo tiêu chuẩn. Thanh ngang RHS đặt cạnh dài theo phương nằm ngang tăng độ cứng chống vênh cánh — vấn đề phổ biến khi dùng thép đặc hoặc thép góc.
5. Thanh giằng ngang và chéo trong khung thép
Hệ giằng của nhà xưởng — giằng cánh mái, giằng cột — dùng RHS nhỏ (60×40, 80×40) hoặc SHS (50×50, 60×60) thay cho thép tròn hoặc thép góc truyền thống. RHS chịu tốt cả nén lẫn kéo, không bị oằn cục bộ khi tỷ lệ b/t đạt yêu cầu phân loại tiết diện. Mối nối bu-lông hoặc hàn bản mã đơn giản.
6. Khung kết cấu nội thất và trưng bày
RHS 40×20 đến 80×40 thành 1,5–2 mm được dùng làm giá treo tường, kệ trưng bày showroom, khung đèn chiếu sáng vì tiết diện mỏng gọn cho phép thiết kế tối giản. Cạnh rộng làm mặt gắn lên tường; cạnh cao chịu tải trọng vật trưng bày.
7. Đường ray trượt và dẫn hướng
Trong hệ thống cửa lùa công nghiệp, ray hàng hóa nhà kho, RHS thành dày (t ≥ 5 mm) được dùng làm thanh ray thay thế thép UPN hoặc thép chữ I nhỏ. Mặt phẳng của RHS giúp bánh xe trượt ổn định; tiết diện kín giảm biến dạng cục bộ tại điểm tiếp xúc tải tập trung.
8. Cầu bộ hành và kết cấu nhỏ ngoài trời
RHS 100×60 đến 200×100 làm dầm chính cầu bộ hành nhịp ngắn 4–8 m, cầu tạm công trình. So với thép I cùng tiết diện, RHS chống ăn mòn tốt hơn (ít khe hở tích nước), nhẹ hơn khi kết hợp cấp thép S355 thay vì S235, và chi phí bảo dưỡng thấp hơn trong suốt vòng đời công trình.
Câu hỏi thường gặp
- RHS 150×75 hay RHS 200×100 cho dầm nhịp 9 m?
- Tải trọng quyết định lựa chọn. Tải phân bố 8–10 kN/m nhịp 9 m, RHS 200×100×6 (S355) thường đủ với hệ số an toàn phù hợp. Cần tính toán độ võng ≤ L/300 và momen uốn theo TCVN 5575.
- RHS có thể làm dầm cantilever (dầm công-xon) không?
- Có. RHS rất phù hợp cho dầm công-xon vì tiết diện kín chống xoắn tốt — quan trọng khi tải lệch tâm hoặc tải điểm tại đầu dầm. Chiều dài công-xon tối đa nên ≤ 1/3 nhịp chính để kiểm soát độ võng.
- Sơn bảo vệ RHS ngoài trời cần những gì?
- Vệ sinh bề mặt Sa 2,5; sơn lót zinc phosphate; sơn trung gian epoxy; sơn phủ polyurethane. Bịt hai đầu kín để ngăn nước và ẩm tích trong lòng ống. Kiểm tra và sơn lại 5–7 năm/lần ở môi trường ngoài trời bình thường.