Cách tính trọng lượng thép hình
Trọng lượng thép hình tính bằng công thức W = ρ × A × L, trong đó ρ = 7,850 kg/m³ là khối lượng riêng thép carbon, A là diện tích tiết diện ngang (m²) và L là chiều dài (m). Kết quả cho ra trọng lượng tính bằng kg.
Công thức cơ bản
W (kg) = ρ × A × L = 7,850 × A (m²) × L (m)
Hoặc đơn giản hơn: W (kg) = w (kg/m) × L (m), trong đó w là trọng lượng đơn vị tra từ bảng catalog.
Đổi đơn vị diện tích: 1 cm² = 0.0001 m², 1 mm² = 0.000001 m²
Ví dụ tính trọng lượng từng loại thép hình
Ví dụ 1: Thép H300×300 (H300×300×10×15)
- Diện tích tiết diện A = 119.8 cm² = 0.011980 m²
- Trọng lượng đơn vị: w = 7,850 × 0.011980 = 94.0 kg/m
- Một cây dài 9m: W = 94.0 × 9 = 846 kg
- 10 cây 9m: W = 8,460 kg ≈ 8.46 tấn
Ví dụ 2: Thép hộp SHS 150×150×6
Tính diện tích tiết diện hộp vuông rỗng:
- A = (B×H) – (b×h) = (150×150) – (138×138) = 22,500 – 19,044 = 3,456 mm²
- Trong đó b = B – 2t = 150 – 2×6 = 138mm (kích thước trong)
- A = 3,456 mm² = 33.56 cm² = 0.003456 m²
- w = 7,850 × 0.003456 = 27.1 kg/m (catalog ghi 25.9 kg/m do góc bo)
Lưu ý: Tính toán thủ công thường cao hơn giá trị catalog 2-5% vì không tính bán kính góc bo bên trong. Nên dùng giá trị catalog cho tính toán chính thức.
Ví dụ 3: Xà gồ C150×65×2.5
Tiết diện chữ C lipped channel gồm bản bụng + 2 cánh + 2 lip:
- Bản bụng: 150 × 2.5 = 375 mm²
- 2 cánh: 2 × 65 × 2.5 = 325 mm²
- 2 lip (gờ cuốn): 2 × 15 × 2.5 = 75 mm² (ước tính lip = 15mm)
- Tổng A ≈ 375 + 325 + 75 = 775 mm²
- w ≈ 7,850 × 0.000775 = 6.08 kg/m (chưa trừ góc bo)
- Thực tế catalog: 3.48 kg/m — sai lệch lớn do kích thước lip và cách đo tham chiếu khác
Lưu ý: Với xà gồ C/Z thành mỏng, tính toán thủ công kém chính xác. Luôn dùng bảng catalog của nhà sản xuất.
Ví dụ 4: Thép tấm A36 1500×6000×12mm
- Thể tích: V = 1.5m × 6m × 0.012m = 0.108 m³
- W = 7,850 × 0.108 = 847.8 kg
- 1 tấm A36 1500×6000×12: gần đúng 848 kg
Công thức tính nhanh thép tấm
W (kg) = 7.85 × t (mm) × chiều dài (m) × chiều rộng (m)
Ví dụ: Tấm 12mm × 1.5m × 6m = 7.85 × 12 × 1.5 × 6 = 848 kg
Quy tắc nhớ: 1m² tấm thép dày 1mm = 7.85 kg. Tấm dày 10mm = 78.5 kg/m².
Cách tính diện tích bề mặt để sơn hoặc mạ
Bề mặt để sơn (m²/m dài) cần thiết để ước tính khối lượng sơn và mạ kẽm:
- H300×300: Bề mặt = chu vi tiết diện ≈ 2×(cao + rộng – dày bụng) + 4×cánh ≈ 1.50 m²/m
- Hộp SHS 150×150: Bề mặt = 4 × 0.15 = 0.60 m²/m
- Ống tròn 114mm: Bề mặt = π × d = π × 0.114 = 0.358 m²/m
- Xà gồ C150×65: Bề mặt = khai triển tiết diện ≈ 0.45-0.50 m²/m
- Q1: Công thức tính trọng lượng thép hình là gì?
- W = ρ × A × L = 7,850 kg/m³ × diện tích tiết diện (m²) × chiều dài (m). Kết quả tính bằng kg.
- Q2: Khối lượng riêng thép là bao nhiêu?
- ρ = 7,850 kg/m³ cho thép carbon và thép hợp kim thấp. Thép không gỉ 316L có ρ = 8,000 kg/m³. Nhôm ρ = 2,700 kg/m³.
- Q3: Cách tính trọng lượng 1 cây thép H200×200 dài 12m?
- Tra catalog: w = 49.9 kg/m (H200×200×8×12). W = 49.9 × 12 = 598.8 kg ≈ 0.6 tấn/cây.
- Q4: 1 tấn thép H300×300 dài bao nhiêu mét?
- 1,000 kg ÷ 94 kg/m = 10.64m. Tức khoảng 1 cây H300×300 dài 10.6m.
- Q5: Cách đổi cm² sang m² trong công thức tính?
- 1 cm² = 0.0001 m². Nhân A(cm²) với 0.0001 để được m². Ví dụ: A = 119.8 cm² = 119.8 × 0.0001 = 0.011980 m².
- Q6: Tại sao tính tay thường ra kết quả lớn hơn catalog?
- Vì tính tay giả định các góc vuông, trong khi thực tế có bán kính góc bo (root radius) ở vùng tiếp giáp bụng-cánh làm giảm diện tích thực. Sai lệch thường 2-8% tùy loại thép hình.
- Q7: Cách tính trọng lượng thép hộp rỗng SHS?
- A = (B×H) – (b×h) với b = B – 2t, h = H – 2t. Sau đó W = 7,850 × A(m²) × L. Hoặc đơn giản hơn: tra catalog theo ký hiệu đầy đủ.
- Q8: Tính trọng lượng thép tấm dày 20mm, khổ 2m×6m?
- W = 7.85 × 20 × 2 × 6 = 1,884 kg ≈ 1.88 tấn/tấm. Hoặc: V = 0.02 × 2 × 6 = 0.24m³; W = 7,850 × 0.24 = 1,884 kg.
- Q9: Cách tính trọng lượng thép ống?
- A = π/4 × (D² – d²) với D = đường kính ngoài, d = đường kính trong = D – 2t. Ví dụ ống 114.3mm × 5mm: A = π/4 × (0.1143² – 0.1043²) = 0.001716 m²; w = 7,850 × 0.001716 = 13.5 kg/m.
- Q10: Cách tính số lượng thép hình cần mua cho công trình?
- Tính tổng chiều dài từng loại tiết diện từ bản vẽ. Cộng thêm 3-5% hao hụt cắt. Chia cho chiều dài cây tiêu chuẩn (6m, 9m, 12m) để ra số lượng cây cần mua.
- Q11: Công thức tính nhanh trọng lượng thép tấm?
- W (kg) = 7.85 × dày (mm) × dài (m) × rộng (m). Tấm 1m² dày 10mm = 78.5 kg. Thuộc lòng số này giúp ước tính nhanh trên công trường.
- Q12: Tính trọng lượng thép chữ L (góc đều) L100×100×10?
- A = 2 × (100 × 10) – (10 × 10) = 1,900 mm² (tính gần đúng). w ≈ 7,850 × 0.0019 = 14.9 kg/m. Catalog JIS ghi L100×100×10 = 14.7 kg/m.
- Q13: Trọng lượng xà gồ C khác C catalog là do đâu?
- Do kích thước lip (gờ cuốn), bán kính góc bo và sai số sản xuất. Luôn dùng catalog nhà sản xuất cụ thể cho xà gồ cold-formed vì mỗi hãng có tiết diện hơi khác nhau.
- Q14: Cách tính khối lượng sơn cần dùng cho kết cấu thép?
- Tính bề mặt (m²) bằng cách nhân w_surface (m²/m dài) × tổng chiều dài. Chia cho coverage của sơn (m²/lít theo catalog sơn, thường 5-10 m²/lít/lớp). Nhân với số lớp sơn.
- Q15: Phần mềm nào hỗ trợ tính trọng lượng thép hình tự động?
- AutoCAD Steel (tích hợp trong Advance Steel), Tekla Structures, SDS/2 đều tự động tính trọng lượng từ mô hình 3D. Với bản vẽ 2D, dùng bảng Excel tra catalog hoặc calculator trực tuyến từ nhà sản xuất thép.
- Q16: Sai số bao nhiêu % là chấp nhận được trong tính toán trọng lượng?
- Cho dự toán mua sắm: ±5%. Cho kết cấu chịu lực (tải trọng bản thân): ±2%. Cho ước tính lên bản vẽ thiết kế, dùng chính xác giá trị catalog không làm tròn.