Bảng tra trọng lượng thép U: kg/m và kg/cây 6m, 12m

Trọng lượng thép U phải tra theo quy cách đầy đủ gồm chiều cao, rộng cánh, dày bụng và dày cánh, vì cùng tên gọi U100 hay U200 có nhiều loại nặng nhẹ khác nhau. Vài cỡ thông dụng: U100 x 46 x 4,5 nặng 8,59 kg/m, tức 51,54 kg/cây 6 m và 103,08 kg/cây 12 m; U100 x 50 x 5 x 7,5 nặng 9,36 kg/m (56,16 kg/cây 6 m, 112,32 kg/cây 12 m); U150 x 75 x 6,5 x 10 nặng 18,6 kg/m (111,6 kg và 223,2 kg); U200 x 80 x 7,5 x 11 nặng 24,6 kg/m (147,6 kg và 295,2 kg). Công thức chung: trọng lượng một cây (kg) = kg/m x chiều dài cây (m). Đây là trọng lượng lý thuyết theo tiêu chuẩn, cân thực tế được phép lệch trong một khoảng dung sai.

Thép U là gì, quy cách ghi thế nào?

Thép U là thép hình có mặt cắt chữ U, gồm một bản bụng thẳng và hai bản cánh vuông góc với bụng, cùng quay về một phía. Thép U cán nóng từ phôi, thị trường hay gọi là U đúc, có góc trong giữa bụng và cánh được lượn tròn và mặt trong cánh thường hơi vát. Ngoài ra có thép U chấn nguội, gấp từ thép tấm hoặc thép cuộn nên cánh và bụng dày bằng nhau, một điểm khác giữa thép U dập và U cán nóng. Bài này chủ yếu nói về thép U cán nóng; trọng lượng U chấn tính riêng ở phần cách tính.

Mặt lưng phẳng giúp thép U dễ áp sát vào tường, sàn hoặc cấu kiện khác để hàn, bắt bu lông. Mặt cắt chỉ đối xứng theo một trục, nên khi làm dầm chịu tải lớn, thép U thường được ghép đôi lưng đối lưng hoặc có giằng để chống xoắn.

Quy cách thép U ghi theo thứ tự H x B x t1 x t2, đơn vị mm:

• H: chiều cao bụng.
• B: chiều rộng cánh.
• t1: độ dày bụng.
• t2: độ dày cánh. Với cánh vát, đây là độ dày trung bình đo ở khoảng giữa cánh.

Ví dụ U200 x 80 x 7,5 x 11 là thép U cao 200 mm, cánh rộng 80 mm, bụng dày 7,5 mm, cánh dày 11 mm. Nhiều báo giá chỉ ghi ba số đầu như U100 x 46 x 4,5; ba số này vẫn đủ để biết đang nói tới loại nào trong bảng tra. Thép U cán nóng thường bán theo cây dài 6 m hoặc 12 m: các cỡ nhỏ hay có cây 6 m, các cỡ từ U150 trở lên hay ở cây 12 m.

Ứng dụng của thép U theo nhóm cỡ

Bảng tra trọng lượng phục vụ dự toán, tính tải xe và nghiệm thu khối lượng. Cỡ thép cho kết cấu chịu lực do tính toán thiết kế quyết định, còn cách dùng phổ biến theo nhóm cỡ như sau:

• U50 đến U100: khung cửa, khung bàn ghế, giá kệ, khung máy, thanh đỡ và nẹp viền.
• U120 đến U200: xà gồ, dầm phụ, khung sàn và khung thùng xe tải, khung nhà tiền chế nhỏ, bệ máy.
• U250 đến U400: dầm và cột tổ hợp trong nhà xưởng, kết cấu đỡ thiết bị nặng, sàn thao tác.

Khi cần dầm chịu uốn lớn hơn, thiết kế thường chuyển sang thép I hoặc H; trọng lượng các cỡ thép I xem tại bảng tra trọng lượng thép I.

Tiêu chuẩn thép U quyết định trọng lượng thế nào?

Ở Việt Nam, thép chữ U cán nóng có tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7571-11:2019. Trên thị trường, quy cách thép U chủ yếu đi theo ba hệ, mỗi hệ có bảng kích thước và trọng lượng riêng:

• JIS G3192 (Nhật Bản): các cỡ U75 đến U380, cánh rộng, gặp ở cả hàng trong nước và hàng nhập khẩu.
• GOST 8240 (Nga): các cỡ U50 đến U220 như U100 x 46, U120 x 52, U200 x 76, phổ biến ở thép U sản xuất trong nước.
• GB/T 706 (Trung Quốc): đủ cỡ từ U50 tới U400, từ U140 trở lên có loại a, b và từ U240 trở lên có thêm loại c, dày dần; ở Việt Nam hay gặp các cỡ lớn U250 đến U400 hàng nhập khẩu.

Cùng chiều cao 100 mm, ba hệ cho ba trọng lượng khác nhau: U100 x 46 x 4,5 x 7,6 theo GOST nặng 8,59 kg/m, U100 x 50 x 5 x 7,5 theo JIS nặng 9,36 kg/m, U100 x 48 x 5,3 x 8,5 theo GB nặng 10 kg/m. Một cây 12 m chênh nhau tới 16,92 kg giữa loại nhẹ nhất và nặng nhất. Vì vậy khi so báo giá hay đối chiếu khối lượng, phải so cùng quy cách đầy đủ chứ không chỉ so tên U100.

Mác thép như SS400, Q235B, A36 hay CT3 không làm thay đổi trọng lượng. Các mác thép carbon này cùng dùng khối lượng riêng 7,85 g/cm³, khác nhau ở độ bền và thành phần hoá học.

Bảng tra trọng lượng thép U theo từng tiêu chuẩn

Cột kg/m lấy theo bảng của từng tiêu chuẩn, cột kg/cây bằng kg/m nhân 6 hoặc 12. Tất cả là trọng lượng lý thuyết của thép U đen, chưa mạ.

Thép U theo JIS G3192, U75 đến U380

Cùng một chiều cao, JIS có nhiều loại dày mỏng khác nhau, ví dụ U300 có ba loại từ 38,1 đến 48,6 kg/m:

Thép U dòng GOST 8240, U50 đến U220

Đây là các quy cách thép U mỏng và nhẹ hơn JIS ở cùng chiều cao, ví dụ U200 x 76 chỉ nặng 18,4 kg/m so với 24,6 kg/m của U200 x 80 theo JIS:

Thép U theo GB/T 706, U250 đến U400

Các cỡ lớn hàng nhập khẩu thường là loại a, mỏng nhất trong ba loại a, b, c của mỗi chiều cao. Loại b, c có bụng dày hơn 2-4 mm và nặng hơn tương ứng, cần tra đúng ký hiệu khi đặt hàng:

Thép U hàng nhẹ trên thị trường

Ngoài ba hệ trên, thị trường còn nhiều cỡ U cán mỏng như U50 x 22, U65 x 30, U80 x 38, U100 x 42, bụng dày khoảng 2,5-4 mm, không nằm trong bảng của ba tiêu chuẩn trên. Trọng lượng loại này theo bảng của từng nhà sản xuất và thay đổi theo lô. Cùng gọi là U100, cây U100 x 42 x 3,3 dài 6 m có loại chỉ khoảng 31 kg, bằng khoảng 60% cây U100 x 46 x 4,5 (51,54 kg). Với hàng nhẹ, nên tra bảng của đúng nhà sản xuất hoặc lấy số cân của lô hàng, không dùng các bảng tiêu chuẩn phía trên.

Cách tính trọng lượng thép U khi không có bảng

Gặp quy cách không có trong bảng, có thể tính gần đúng từ kích thước mặt cắt. Nguyên tắc giống cách tính trọng lượng thép tấm: thép carbon nặng 7,85 g/cm³, nên mỗi mm² mặt cắt dài 1 m nặng 0,00785 kg.

Thép U cán nóng: diện tích mặt cắt nhân 7,85

Coi mặt cắt là một hình chữ nhật bụng và hai hình chữ nhật cánh:

Trọng lượng (kg/m) = [H x t1 + 2 x (B trừ t1) x t2] x 0,00785

Trong đó H, B, t1, t2 tính bằng mm. Ví dụ U100 x 50 x 5 x 7,5: diện tích bằng 100 x 5 + 2 x 45 x 7,5 = 500 + 675 = 1.175 mm², trọng lượng 1.175 x 0,00785 = 9,22 kg/m, cây 6 m khoảng 55,34 kg. Bảng tra ghi 9,36 kg/m và 56,16 kg/cây, tức kết quả tính tay thấp hơn khoảng 1,5%.

Phần chênh đó đến từ góc lượn tròn giữa bụng và cánh: góc trong có thêm một phần thép mà công thức hình chữ nhật bỏ qua, còn mép ngoài cánh lượn tròn bớt đi một phần nhỏ hơn. Với thép U cánh vát, độ dày cánh lại thay đổi từ gốc ra mép, nên phải dùng độ dày trung bình t2 của bảng quy cách. Kết quả tính theo cách này thường thấp hơn bảng khoảng 1-2%: U200 x 80 x 7,5 x 11 tính ra 24,30 kg/m so với 24,6 kg/m, U100 x 46 x 4,5 x 7,6 tính ra 8,48 kg/m so với 8,59 kg/m. Con số tính tay đủ để ước lượng dự toán; khối lượng nghiệm thu nên lấy theo bảng của tiêu chuẩn hoặc nhà sản xuất.

Thép U chấn nguội từ thép tấm

Thép U chấn có bụng và cánh cùng một độ dày tôn t, nên trọng lượng tính theo khổ tôn trải phẳng, đo theo đường giữa chiều dày:

Trọng lượng U chấn (kg/m) = t x (H + 2 x B, trừ 2 x t) x 0,00785

Ví dụ U chấn 100 x 50 dày 3 mm: khổ trải bằng 100 + 2 x 50, trừ 2 x 3, được 194 mm; trọng lượng 3 x 194 x 0,00785 = 4,57 kg/m, cây 6 m khoảng 27,41 kg, chưa bằng một nửa thép U100 x 50 x 5 x 7,5 cán nóng. Thép C có mép gập (xà gồ C) cộng thêm hai mép C vào khổ trải và trừ 4 x t thay cho 2 x t. Nếu chấn từ tôn mạ kẽm, cộng thêm khối lượng lớp mạ theo mét vuông tôn. Thép U, C chấn theo bản vẽ có thể đặt gia công thép tấm theo yêu cầu.

Vì sao cân thép U thực tế lệch bảng tra?

Bảng tra tính theo kích thước danh nghĩa, còn thanh thép thật có kích thước dao động trong dung sai cán, nên cân thực tế luôn lệch một ít so với bảng. Các nguyên nhân chính:

• Dung sai khối lượng theo tiêu chuẩn: tiêu chuẩn cho phép khối lượng thực của lô hàng lệch so với bảng trong một khoảng. GOST 8240 cho phép từ âm 5% đến cộng 3%; GB/T 706 cho phép trong khoảng 5% cả hai phía. Ví dụ U200 x 76 x 5,2 cây 12 m có trọng lượng bảng 220,8 kg, lô hàng đạt chuẩn GOST có thể cân trung bình từ khoảng 209,8 kg đến 227,4 kg mỗi cây.
• Tra nhầm hệ quy cách: U200 x 76 theo GOST và U200 x 80 theo JIS chênh nhau 6,2 kg/m, tức 74,4 kg mỗi cây 12 m. Đối chiếu bằng bảng sai hệ sẽ ra độ lệch lớn hơn nhiều so với dung sai thật.
• Lớp mạ kẽm nhúng nóng: với thép dày trên 6 mm, lớp kẽm trung bình tối thiểu khoảng 610 g/m² bề mặt; U200 x 80 x 7,5 x 11 có khoảng 0,7 m² bề mặt mỗi mét dài nên nặng thêm từ khoảng 0,43 kg/m, gần 2% trọng lượng thép đen.
• Chiều dài cây thực tế: cây cắt dài hơn hoặc ngắn hơn 6 m, 12 m vài chục mm cũng làm số cân thay đổi tương ứng.

Vì có độ lệch này, cần biết báo giá tính theo cách nào. Thép hình thường được mua bán theo một trong hai cách: theo trọng lượng lý thuyết (barem) nhân số cây, hoặc theo cân thực tế của lô hàng. Khi nhận báo giá, nên hỏi rõ cách tính và quy cách đầy đủ bốn con số; khi nhận hàng, đo chiều cao, rộng cánh và độ dày bụng bằng thước kẹp ở vài cây để đối chiếu đúng bảng tra.

Để chốt trọng lượng và khối lượng thanh toán cho một đơn thép hình U, Đăng Quân báo giá theo quy cách đầy đủ, chiều dài cây và số lượng khách gửi. Gọi 0965 468 871 hoặc 0936 283 980 để nhận báo giá theo thời điểm đặt hàng.