Hệ thống tiêu chuẩn áp dụng cho xà gồ thép
Xà gồ thép cán nguội chịu sự chi phối của hai nhóm tiêu chuẩn: tiêu chuẩn vật liệu (material standard) quy định thành phần hóa học, cơ tính và dung sai sản xuất; và tiêu chuẩn thiết kế kết cấu (design standard) hướng dẫn tính toán khả năng chịu lực. Hiện tại Việt Nam chưa có tiêu chuẩn riêng cho xà gồ cán nguội — các dự án thường áp dụng EN hoặc ASTM tùy xuất xứ thiết bị.
EN 10162 — Tiêu chuẩn châu Âu về thép cán nguội tiết diện hở
EN 10162 (Cold-formed Steel Sections — Technical Delivery Conditions) là tiêu chuẩn châu Âu quan trọng nhất cho xà gồ C và Z. Tiêu chuẩn này quy định:
- Phân loại và ký hiệu: Tiết diện C, Z, sigma (Σ) và hat; ký hiệu theo chiều cao × chiều rộng × chiều dày
- Dung sai kích thước: Chiều dày t: ±0,10 mm (t ≤2 mm) và ±0,15 mm (t >2 mm); chiều cao H: ±1 mm; chiều rộng cánh B: ±1,5 mm; độ thẳng: tối đa 1 mm/m chiều dài
- Điều kiện bề mặt: Không cho phép rỗ khí, nứt hoặc vẩy sắt nhìn thấy; gỉ bề mặt nhẹ (patina) chấp nhận được nếu không ảnh hưởng cơ tính
- Yêu cầu thử nghiệm: Kiểm tra kéo (tensile test) và uốn gập (bend test) theo EN ISO 6892-1 và EN ISO 7438
EN 10162 áp dụng cho thép carbon và thép hợp kim thấp, không áp dụng cho thép không gỉ. Tiêu chuẩn kết hợp với EN 10025, EN 10346 (thép mạ kẽm nhúng nóng) và EN 10152 (thép mạ kẽm điện phân) để xác định đầy đủ vật liệu.
ASTM A570 / A1011 — Tiêu chuẩn Mỹ
ASTM A570 (nay được thay thế một phần bởi ASTM A1011) là tiêu chuẩn cho thép cán phẳng cường độ cao dùng làm xà gồ. Grade phổ biến nhất là Grade 50 (Fy = 345 MPa, Fu = 415 MPa). Yêu cầu chính:
- Giới hạn chảy tối thiểu (Fy): Grade 33 = 228 MPa; Grade 37 = 255 MPa; Grade 40 = 276 MPa; Grade 50 = 345 MPa; Grade 55 = 379 MPa; Grade 80 = 552 MPa
- Giới hạn bền tối thiểu (Fu): tương ứng từ 310 MPa đến 621 MPa tùy grade
- Độ giãn dài tối thiểu: 18–22% trên chiều dài đo 50 mm
- Thành phần hóa học: C ≤0,15–0,25% tùy grade; Mn ≤1,35%; P ≤0,035%; S ≤0,04%
ASTM A1011 SS Grade 50 là mác thép thông dụng nhất cho xà gồ trong dự án theo tiêu chuẩn Mỹ, tương đương EN S350GD (thép mạ kẽm) hoặc S350 (thép không mạ).
JIS G3350 — Tiêu chuẩn Nhật Bản
JIS G3350 (Light Gauge Steel for General Structures) quy định thép cán nguội tiết diện hình cho kết cấu thông thường. Mác phổ biến:
- SSC400: Rm ≥ 400 MPa; Re ≥ 245 MPa; giãn dài ≥21%
- SSC490: Rm ≥ 490 MPa; Re ≥ 325 MPa; giãn dài ≥19%
SSC400 tương đương ASTM A570 Gr.40 và EN S250GD; SSC490 tương đương ASTM A570 Gr.50 và EN S350GD. Tiêu chuẩn JIS G3350 phổ biến với các dự án có máy móc và khung thép nhập khẩu từ Nhật Bản.
DIN 18807 — Tiêu chuẩn Đức về tấm mái và xà gồ
DIN 18807 (Trapezprofile im Hochbau — Trapezoidal steel sheeting in building) quy định tấm lợp thang sóng và xà gồ đi kèm. Mặc dù chủ yếu cho tấm lợp, DIN 18807 cũng quy định yêu cầu thiết kế xà gồ đỡ tấm lợp thang sóng bằng phương pháp giới hạn (limit state design), bao gồm kiểm tra ổn định cục bộ và biến dạng. DIN 18807 còn được áp dụng gián tiếp tại Việt Nam qua các dự án thiết bị Đức/châu Âu.
EN 1993-1-3 — Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép thành mỏng
EN 1993-1-3 (Eurocode 3 Part 1-3: General Rules — Supplementary Rules for Cold-formed Members and Sheeting) là tiêu chuẩn thiết kế kết cấu quan trọng nhất cho xà gồ C và Z. Tiêu chuẩn này quy định:
- Tính toán ổn định cục bộ (local buckling) của bản bụng và cánh thành mỏng
- Tính toán ổn định xoắn ngang (lateral-torsional buckling) cho dầm thành mỏng
- Thiết kế hệ xà gồ liên tục (continuous purlin system) với kỹ thuật overlap
- Hệ số an toàn vật liệu γM0 = 1,0 và γM1 = 1,0 cho thép thành mỏng cán nguội
Tương đương phía Mỹ là AISI S100 (North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members), được áp dụng trong dự án theo chuẩn Mỹ.
Tương đương giữa các hệ tiêu chuẩn
| EN (châu Âu) | ASTM (Mỹ) | JIS (Nhật) | Fy (MPa) |
|---|---|---|---|
| S250GD (EN 10346) | A1011 Gr.33–36 | SSC400 | 250 |
| S350GD (EN 10346) | A1011 Gr.50 | SSC490 | 350 |
| S550GD (EN 10346) | A1011 Gr.80 | — | 550 |
Yêu cầu kiểm tra và chứng nhận vật liệu
Theo EN 10162 và các tiêu chuẩn tương đương, mỗi lô xà gồ xuất xưởng cần có mill certificate (chứng chỉ xuất xưởng) ghi rõ: mác thép, số lô sản xuất, kết quả thử kéo (Fy, Fu, độ giãn dài), chiều dày thực đo và lớp mạ bề mặt. Tại công trường, cần kiểm tra chiều dày thực bằng thước kẹp tại ít nhất 3 điểm/thanh và đối chiếu với hồ sơ vật liệu. Sai số chiều dày >0,15 mm so với công bố là dấu hiệu cần kiểm tra thêm.
Câu hỏi thường gặp
- Việt Nam có tiêu chuẩn riêng cho xà gồ thép không?
- Hiện tại chưa có TCVN riêng cho xà gồ cán nguội C/Z. Các dự án áp dụng EN 10162, ASTM A1011 hoặc JIS G3350 tùy nguồn gốc thiết kế. TCVN 9391 (kết cấu thép) và TCVN 10307 (hàn) được áp dụng bổ sung.
- Xà gồ không có mill certificate có dùng được không?
- Không nên dùng cho kết cấu chịu lực chính. Trong trường hợp không có mill certificate, cần lấy mẫu thử kéo độc lập trước khi sử dụng để xác nhận cơ tính đáp ứng yêu cầu thiết kế.
- Chiều dày xà gồ tối thiểu theo tiêu chuẩn là bao nhiêu?
- EN 10162 không quy định chiều dày tối thiểu cho xà gồ, nhưng thực tế thiết kế theo EN 1993-1-3 không nên dùng dưới 1,5 mm cho kết cấu chịu tải. AISI S100 quy định chiều dày cơ bản tối thiểu 0,89 mm cho cấu kiện đơn giản.