Nên chọn thép tấm loại nào?
Việc chọn mác thép tấm phụ thuộc vào ba yếu tố chính: mức tải trọng thiết kế, tiêu chuẩn áp dụng của dự án và yêu cầu gia công (hàn, uốn, cắt). Chọn đúng mác giúp tối ưu chi phí vật liệu mà vẫn đảm bảo an toàn; chọn thừa cường độ lãng phí ngân sách, chọn thiếu gây nguy cơ kết cấu.
1. Tiêu chí quyết định chính
Tải trọng và chiều dày tiết diện: Khi chiều dày yêu cầu để đủ cường độ vượt quá 20–25 mm với A36, nâng lên A572 Gr50 thường tiết kiệm hơn do giảm trọng lượng 15–25%. Nếu A572 vẫn cần chiều dày lớn, xem xét S355 hoặc A514 (thép cường độ rất cao, Fy ≥ 690 MPa) cho kết cấu đặc biệt.
Tiêu chuẩn dự án: Dự án theo AISC/AASHTO dùng A36 hoặc A572; dự án theo Eurocode 3 dùng S235/S275/S355; dự án JIS dùng SS400/SM490/SM570. Không trộn lẫn hệ tiêu chuẩn nếu không có sự phê duyệt rõ ràng của kỹ sư thiết kế.
Khả năng hàn: A36 và S235 hàn dễ nhất. A572 và S355 cần kiểm tra CE với tấm dày >25 mm. Thép cường độ rất cao (A514, S690) yêu cầu quy trình hàn đặc biệt, que hàn phù hợp và kiểm tra mối hàn nghiêm ngặt hơn.
2. Bảng tư vấn chọn mác theo loại công trình
| Loại công trình | Mác thép tấm khuyến nghị | Mác thay thế | Lý do chính |
|---|---|---|---|
| Nhà xưởng nhịp nhỏ (<18 m) | A36 / SS400 | S235 | Tải thấp, ưu tiên chi phí thấp |
| Nhà xưởng nhịp lớn (18–36 m) | A572 Gr50 / SM490 | S355 | Cần giảm trọng lượng khung |
| Nhà cao tầng (>8 tầng) | A572 Gr50 | S355 | Tiêu chuẩn AISC, giảm tiết diện cột |
| Bản mã kết nối phổ thông | A36 / SS400 | S235 | Không cần cường độ cao |
| Cầu đường bộ nhịp trung | A572 Gr50 | S355 J2 | AASHTO/EN 1993, giảm trọng lượng |
| Cầu nhịp lớn (>60 m) | S355 J2/K2 | A709 Gr50 | Yêu cầu độ dai va đập cao |
| Bồn chứa áp thấp | A36 | S235 | Chi phí thấp, hàn kín dễ |
| Bình áp lực (ASME) | A516 Gr70 | SA-537 Cl.1 | Bắt buộc theo ASME Sec. VIII |
| Kết cấu offshore | S355 NL/ML | A572 + Charpy S5 | Yêu cầu độ dai -40 đến -50°C |
| Cần cẩu & thiết bị nâng | S355 J2 / A572 | S420 | Mỏi, tải động, giảm trọng lượng |
| Sàn hoa văn công nghiệp | A36 / SS400 | S235 | Tải thấp, cần chống trượt |
| Tháp turbine gió | S355 NL | S420 ML | Mỏi, nhiệt độ thấp, chiều dày lớn |
3. Khi nào dùng A36 (hoặc SS400/S235)?
Chọn A36/SS400/S235 khi: (1) tải trọng thiết kế thấp đến trung bình; (2) chiều dày yêu cầu dưới 20 mm; (3) ngân sách hạn chế, dự án phải tối ưu chi phí vật liệu; (4) không có yêu cầu đặc biệt về độ dai va đập hay nhiệt độ thấp. Đây là lựa chọn mặc định cho 60–70% công trình dân dụng và công nghiệp thông thường tại Việt Nam.
4. Khi nào nên nâng lên A572 Gr50 hoặc S355?
Nâng mác thép khi: (1) thiết kế với A36 đòi hỏi chiều dày vượt quá 25–30 mm; (2) tải trọng động (cầu trục, tải chấn động) đòi hỏi kiểm soát mỏi; (3) trọng lượng bản thân kết cấu ảnh hưởng lớn đến tổng chi phí (cầu dài, tháp cao, cần cẩu); (4) tiêu chuẩn dự án quy định cụ thể (AISC 360, EN 1993). Chênh lệch giá A36 và A572 tại VN hiện nay khoảng 5–12%, trong khi tiết kiệm trọng lượng 15–25% nên A572 thường có lợi kinh tế trong các ứng dụng này.
5. Yếu tố phi kỹ thuật ảnh hưởng chọn mác
Nguồn cung: A36 và SS400 sẵn hàng rộng rãi tại VN (nhà máy Hòa Phát, Formosa, nhập khẩu Hàn Quốc, Trung Quốc). S355 và A572 phải đặt trước 2–4 tuần hoặc nhập khẩu. Dự án gấp nên ưu tiên mác sẵn có.
Chứng chỉ kiểm tra: Công trình xuất khẩu hoặc dự án FDI thường yêu cầu Mill Test Certificate (MTC) từ nhà máy có chứng nhận quốc tế (ISO 9001, Bureau Veritas, SGS). Không phải tất cả nhà cung cấp nội địa đều cấp được MTC đầy đủ cho mọi mác thép.
Câu hỏi thường gặp
- Có thể dùng S355 thay A572 Gr50 trong dự án AISC không?
- Về nguyên tắc có thể nếu kỹ sư thiết kế xem xét và phê duyệt tương đương vật liệu (material equivalency). Tuy nhiên cần kiểm tra toàn bộ bộ hồ sơ vật liệu (MTC, thành phần hóa học, CE) và đảm bảo mác S355 đáp ứng đầy đủ yêu cầu của AISC 360 đối với thép ngoại nhập.
- Thép tấm cường độ cao hơn có hàn khó hơn không?
- Không nhất thiết. S355 NL và ML có CE thấp hơn S355 JR/J0 vì hàm lượng C thấp hơn, thực tế hàn dễ hơn mặc dù cường độ cao hơn. Vấn đề hàn phụ thuộc nhiều vào CE hơn là cường độ danh nghĩa.
- Dự án nhà xưởng thông thường có cần MTC không?
- Về mặt pháp lý tại Việt Nam, hầu hết nhà xưởng dân dụng không bắt buộc MTC nhưng nhà thầu cần có phiếu kiểm tra chất lượng vật liệu (CO, CQ) từ nhà cung cấp. Công trình có vốn nhà nước hoặc dự án FDI thường yêu cầu MTC đầy đủ.