Thép chữ U cán nóng và xà gồ C cán nguội — hai loại khác nhau
Nhìn bề ngoài, thép chữ U (hot-rolled channel, UPN/UPE) và xà gồ C (cold-formed C-purlin) đều có tiết diện dạng chữ C hoặc U. Tuy nhiên quy trình sản xuất, đặc tính cơ học, phạm vi ứng dụng và chi phí của hai loại này hoàn toàn khác nhau — việc nhầm lẫn dẫn đến thiết kế sai hoặc lãng phí chi phí.
Bảng so sánh 8 tiêu chí
| Tiêu chí | Thép chữ U cán nóng (UPN/UPE) | Xà gồ C cán nguội (C-purlin) |
|---|---|---|
| 1. Quy trình sản xuất | Cán nóng (hot-rolled) ở nhiệt độ >1000°C từ phôi thép; góc trong hơi tròn (fillet radius) | Cán nguội (cold-formed) từ tấm thép cuộn mỏng ở nhiệt độ phòng; góc sắc, có thể có mép gấp (lip/stiffener) |
| 2. Bề dày thành | t_w = 5–14 mm (bụng); t_f = 8–20 mm (cánh); thay đổi theo quy cách | t = 1.5–4 mm đều toàn tiết diện; phổ biến 1.5, 2.0, 2.5 mm tại VN |
| 3. Chiều cao tiết diện | h = 80–400 mm theo EN 10365 | h = 80–300 mm; phổ biến C100, C150, C200, C250 tại VN |
| 4. Khối lượng (kg/m) | UPN 100 = 8.34 kg/m; UPN 200 = 25.3 kg/m; nặng hơn đáng kể | C150×65×t2.0 = 3.1 kg/m; C200×75×t2.5 = 5.0 kg/m; nhẹ hơn 3–5 lần |
| 5. Khả năng chịu lực | Momen chịu uốn cao hơn nhiều; phù hợp tải nặng, ray cần cẩu, giằng lớn | Momen chịu uốn thấp hơn; phù hợp tải mái nhẹ <1.5 kN/m², khoảng cách xà gồ 1.0–1.5 m |
| 6. Tiêu chuẩn thiết kế | EN 10025 / JIS G3101 / ASTM A36; thiết kế theo EN 1993-1-1 hoặc AISC 360 | EN 10346 (thép mạ kẽm); thiết kế theo EN 1993-1-3 (cold-formed) hoặc AISI S100 |
| 7. Chống ăn mòn | Cần sơn bảo vệ; không mạ kẽm sẵn; bề dày lớn nên tuổi thọ sơn dài hơn | Thường mạ kẽm nhúng nóng (Z275, Z350) hoặc mạ Aluzinc (AZ150) sẵn từ nhà máy |
| 8. Giá tham khảo (VN 2024) | 23.000–32.000 đ/kg; giá cao hơn do cán nóng, ít phổ biến hơn | 18.000–26.000 đ/kg; giá thấp hơn; phong phú quy cách trên thị trường |
Khi nào chọn thép U cán nóng?
- Tải trọng nặng: ray cần cẩu treo 1–5 tấn, dầm phụ sàn chịu tải lớn
- Môi trường khắc nghiệt: xưởng hóa chất, nhiệt độ cao, yêu cầu tuổi thọ dài
- Kết nối hàn quan trọng: bề dày lớn dễ hàn hơn, ít nguy cơ cháy thủng
- Khẩu độ lớn: xà gồ nhịp >6 m cần momen quán tính cao
Khi nào chọn xà gồ C cán nguội?
- Mái nhà xưởng tiêu chuẩn: tải tôn lợp + gió, khoảng cách xà gồ 1.2–1.5 m, nhịp 4–6 m
- Thi công nhanh: xà gồ C nhẹ, lắp bằng tay không cần cần cẩu lớn
- Chi phí tối ưu: tiết diện hiệu quả (vật liệu tập trung ở cánh và mép gấp)
- Đã mạ kẽm sẵn: giảm công sơn chống gỉ tại công trường
Điểm dễ nhầm lẫn
Trong tiêu chuẩn ASTM, “C-channel” (C-shape) là thép cán nóng hình chữ C, tương đương UPN châu Âu — hoàn toàn khác với “C-purlin” cán nguội. Khi mua hàng tại Việt Nam cần hỏi rõ: cán nóng hay cán nguội, bề dày bao nhiêu và có mạ kẽm không để tránh nhầm lẫn.
Câu hỏi thường gặp
- Xà gồ C150 và UPN 150 có thể thay thế nhau không?
- Không thể thay thế trực tiếp. UPN 150 nặng khoảng 14.7 kg/m, bề dày bụng 7 mm, momen quán tính I_x = 740 cm⁴. C150×65×t2.0 chỉ nặng 3.1 kg/m, I_x ≈ 68 cm⁴ — khả năng chịu uốn kém hơn ~10 lần. Cần kiểm tra tải trọng thực tế và tính toán lại.
- Xà gồ C có thể làm ray cần cẩu không?
- Không. Xà gồ C cán nguội bề dày quá mỏng, không đủ khả năng chịu tải tập trung lặp lại của xe con cần cẩu. Ray cần cẩu cần UPN hoặc thép ray (crane rail) cán nóng chuyên dụng.
- Cả hai loại có thể hàn được không?
- UPN cán nóng hàn tốt với que hàn thông thường. Xà gồ C mạ kẽm hàn khó hơn và cần làm sạch lớp kẽm tại vị trí hàn, lớp kẽm bị phá hủy bởi nhiệt phải sơn lại sau. Kết nối xà gồ C thường dùng bulông tự khoan (self-drilling screw) thay vì hàn.
- Giá xà gồ C rẻ hơn UPN bao nhiêu khi tính theo m dài?
- C150×t2.0 = 3.1 kg/m × 22.000 đ/kg ≈ 68.200 đ/m. UPN 150 = 14.7 kg/m × 28.000 đ/kg ≈ 411.600 đ/m — đắt hơn khoảng 6 lần tính theo m dài. Tuy nhiên UPN chịu tải lớn hơn nhiều nên cần so sánh theo khả năng chịu tải, không chỉ theo m dài.
- Xà gồ Z có khác xà gồ C không?
- Xà gồ Z (Z-purlin) cũng là thép cán nguội nhưng tiết diện chữ Z — mép gấp của hai cánh ngược chiều nhau. Z-purlin lắp chồng (lap joint) qua gối tốt hơn C-purlin, chịu gió tốt hơn trong mái dốc. Cả Z và C đều là thép cán nguội, không phải thép U cán nóng.