Thép hình xây dựng là gì?
Thép hình (structural steel sections) là thép được cán nóng hoặc cán nguội thành tiết diện đặc biệt (I, H, U, L, tấm, ống) để sử dụng làm cấu kiện kết cấu chịu lực. Khác với thép cây tròn dùng làm cốt thép bê tông, thép hình được dùng làm cột, dầm, dàn mái, xà gồ, khung nhà xưởng và các kết cấu thép tiền chế.
Phân loại thép hình
Thép I (I-beam / UB): Tiết diện chữ I, hai bản cánh (flange) sống sống nối bởi bản bụng (web). Chịu uốn tốt, dùng làm dầm nhịp vừa trong nhà xưởng, sàn nhà. Cánh hẹp (narrow flange), ký hiệu I theo TCVN hoặc IPE theo EN.
Thép H (H-beam / Wide Flange): Tiết diện H, cánh rộng hơn thép I, chịu nén và uốn tốt. Dùng làm cột, dầm chính trong kết cấu thép nhà công nghiệp và nhà cao tầng. Ký hiệu HEA/HEB theo EN, W-section theo ASTM.
Thép U/C (Channel): Tiết diện chữ U, dùng làm xà gồ mái, thành giằng, ray trượt, khung phụ. Ký hiệu UPN, UPE theo EN hoặc C-channel.
Thép L (Angle steel): Tiết diện chữ L, cạnh bằng nhau hoặc không bằng nhau. Dùng làm thành giằng, ốp góc cột, khung đỡ. Ký hiệu L hoặc EA (Equal Angle), UA (Unequal Angle).
Thép tấm (Plate): Dày 4–100mm, rộng 1000–3000mm. Dùng làm dầm hàn, vỏ bể chứa, thân tàu, cầu dầm hộp. Thép tấm cán nóng theo TCVN 7571:2006.
Thép ống (HSS — Hollow Structural Section): Ống tròn (CHS) hoặc ống vuông/chữ nhật (SHS/RHS). Chịu xoắn và nén đúng tâm tốt, dùng làm cột ống, thành giàn, kết cấu không gian.
Tiêu chuẩn thép hình
TCVN 1654:2008 — thép hình cán nóng (I, U, L); TCVN 7571:2006 — ống thép kết cấu; TCVN 7814:2007 — thép tấm cán nóng; ASTM A36 — thép kết cấu thông thường fy=250 MPa; ASTM A572 Gr.50 — fy=345 MPa; EN 10025 S235/S275/S355 — thép kết cấu châu Âu; JIS G3101 SS400/SS490/SS540 — thép Nhật Bản phổ biến tại VN.
Cấp độ bền thép hình
Giới hạn chảy (fy) quyết định khả năng chịu lực của thép hình: S235/SS400 fy=235 MPa — thép phổ thông, nhà xưởng thông thường; S275 fy=275 MPa; S355/A572 Gr.50 fy=355 MPa — nhà cao tầng, cầu, công trình chịu lực nặng; S460 fy=460 MPa — thép cường độ cao cho công trình đặc biệt.
Kết cấu thép tiền chế
Nhà xưởng thép tiền chế (pre-engineered steel building) là hệ kết cấu hoàn chỉnh: cột I/H + dầm mái I/H + xà gồ Z hoặc C + mái tôn + tường bao tôn/panel sandwich. Ưu điểm: thi công nhanh (3–6 tháng), kiểm soát chất lượng cao tại xưởng, dễ mở rộng. Nhược điểm: cần xử lý chống rỉ định kỳ, chống cháy phức tạp hơn kết cấu BTCT.
Hàn thép hình
Mối hàn kết nối các cấu kiện thép hình: SMAW (que hàn thủ công) — phổ biến tại công trường; GMAW/MIG (hàn MIG) — năng suất cao; SAW (hàn hồ quặng dưới thuốc) — chất lượng cao tại xưởng cho dầm hàn. Mối hàn phải được kiểm tra bằng VT (quan sát), MT hoặc UT (siêu âm) theo cấp công trình. Tiêu chuẩn hàn: TCVN 9386:2012 kết hợp AWS D1.1.
Câu hỏi thường gặp về thép hình
Chọn thép H hay thép I cho dầm nhà xưởng? Thép H (wide flange) có bản cánh rộng hơn, chịu nén tốt hơn, phù hợp làm cột và dầm chính. Thép I (narrow flange) nhẹ hơn, dùng cho dầm phụ và xà gồ.
Thép hình cần sơn bảo vệ không? Có. Thép hình dễ bị ăn mòn nếu tiếp xúc không khí ẩm. Yêu cầu tối thiểu: sơn chống rỉ 1 lớp lót + 1–2 lớp phủ. Công trình ven biển: hệ sơn 4–5 lớp hoặc mạ kẽm nhúng nóng (HDG).
Thép hình có cần kiểm tra lý lịch xuất xứ không? Có. Cần yêu cầu Mill Certificate (giấy chứng nhận xuất xưởng từ nhà máy luyện cán) kèm theo lô hàng. Đặc biệt cho công trình có quy mô lớn hoặc yêu cầu kiểm định nhà nước.
Xem thêm
- Thép xây dựng — cốt thép CB300V CB400V CB500V
- Tôn lợp và ngói — vật liệu bao che nhà xưởng thép
- So sánh kết cấu BTCT và kết cấu thép
- Tiêu chuẩn vật liệu TCVN — TCVN 7571 thép ống kết cấu