Xà gồ thép Z là gì?
Xà gồ thép Z (Z-purlin hoặc zed section) là thanh thép cán nguội có tiết diện hình chữ Z: bản bụng thẳng đứng ở giữa, cánh trên hướng sang một phía và cánh dưới hướng sang phía đối diện. Hai cánh Z nghiêng ngược chiều nhau, tạo ra hình dạng bất đối xứng điểm (point-symmetric) cho phép các thanh Z xếp chồng khớp lên nhau tại vị trí gối tựa (rafter). Đây là đặc điểm kỹ thuật quan trọng phân biệt Z với xà gồ C.
Hình dạng và kích thước xà gồ Z
Tiết diện Z gồm: bản bụng (web) chiều cao H, cánh trên (top flange) chiều rộng B₁ hướng sang trái, cánh dưới (bottom flange) chiều rộng B₂ hướng sang phải, và gân gia cường (lip) ở mép cánh. Ký hiệu: ZH×B×t, ví dụ Z200×70×2,5. Dải kích thước phổ biến từ Z100 đến Z300, chiều dày 1,5–4 mm.
Dải thương phẩm hay dùng:
- Z120×55×2,5 — nhà xưởng nhẹ nhịp 5–6 m
- Z150×65×2,5 — nhà xưởng tiêu chuẩn nhịp 6–7 m
- Z200×70×3,0 — công trình công nghiệp nhịp 7–9 m
- Z250×80×3,5 — nhịp lớn, tải nặng
- Z300×90×4,0 — công nghiệp nặng, nhịp đặc biệt
Kỹ thuật lắp chồng (overlap/sleeves) đặc trưng của xà gồ Z
Tại vị trí gối tựa trên rafter, hai thanh Z từ hai nhịp liền kề được xếp chồng lên nhau một đoạn gọi là sleeve length (thường 10–20% chiều dài nhịp, tối thiểu 400 mm). Do cánh trên của thanh này và cánh dưới của thanh kia hướng cùng chiều, hai thanh lồng khít vào nhau mà không tạo ra khoảng hở lớn. Vùng chồng được bắt bu-lông M12–M16 qua cả hai lớp, tạo thành tiết diện tổ hợp tăng moment quán tính.
Kỹ thuật này biến hệ xà gồ từ dầm đơn giản (simply supported) thành dầm liên tục (continuous beam), giảm moment giữa nhịp 20–30% so với dầm đơn, cho phép tăng nhịp hoặc giảm tiết diện. Đây là ưu điểm vượt trội của xà gồ Z so với xà gồ C ở hệ mái nhịp lớn.
Phân biệt xà gồ Z và xà gồ C
Điểm khác biệt cốt lõi: xà gồ C có hai cánh hướng cùng phía (đối xứng qua trục nằm ngang), còn xà gồ Z có hai cánh hướng ngược phía (đối xứng điểm). Do đó, xà gồ Z lắp chồng được (overlap), xà gồ C không lắp chồng được theo kiểu tương tự. Xà gồ C đơn giản hơn về chế tạo và lắp đặt; xà gồ Z hiệu quả hơn về kết cấu ở nhịp lớn và mái dốc cao.
Đặc tính kết cấu xà gồ Z
Tiết diện Z là tiết diện đối xứng điểm (point-symmetric), không có trục đối xứng. Tâm cắt (shear centre) nằm lệch khỏi trục bụng, tương tự xà gồ C nhưng theo hướng khác. Tuy nhiên, khi lắp chồng (overlapping), tổng hợp hai thanh Z tạo ra tiết diện gần đối xứng, giảm đáng kể hiệu ứng xoắn. Với mái dốc lớn hơn 10°, xà gồ Z có khả năng chịu tải tốt hơn C nhờ cánh nghiêng giảm moment xoắn do tải trọng vuông góc mặt mái.
Ứng dụng phù hợp cho xà gồ Z
Xà gồ Z được ưu tiên trong các trường hợp: nhịp xà gồ lớn (>7 m), tải trọng mái nặng (panel sandwich dày, tải tuyết vùng cao), mái dốc lớn hơn 10°, và công trình công nghiệp nặng cần tối ưu tiết diện. Hệ thống xà gồ Z liên tục với sleeve đang được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy, kho lạnh và nhà xưởng quy mô lớn tại Việt Nam.
Vật liệu và tiêu chuẩn
Giống xà gồ C, xà gồ Z sản xuất từ thép cuộn mạ kẽm (Z275) hoặc thép đen theo EN 10162, ASTM A570 Gr50, JIS G3350. Chiều dày 1,5–4 mm với dung sai ±0,10–0,15 mm. Giá thị trường xà gồ Z tương đương xà gồ C, dao động 18.000–26.000 đ/kg năm 2024.
Câu hỏi thường gặp
- Xà gồ Z có khó lắp hơn xà gồ C không?
- Kỹ thuật lắp chồng (overlap) đòi hỏi công nhân quen với trình tự đặt thanh đúng hướng và đúng vị trí sleeve. Tuy nhiên, hệ Z thường được cung cấp kèm bản vẽ lắp đặt chi tiết từ nhà sản xuất, giúp thi công chính xác.
- Chiều dài overlap tối thiểu là bao nhiêu?
- Thường 10–15% chiều dài nhịp, tối thiểu 400 mm. Chiều dài overlap chính xác do tính toán kết cấu quyết định theo moment tại gối tựa.
- Xà gồ Z có thể dùng cho tường bao không?
- Có thể, nhưng ít phổ biến hơn xà gồ C trong ứng dụng girt tường vì kỹ thuật lắp đặt phức tạp hơn ở vị trí tường thẳng đứng.