Các hình dạng thanh thép và ứng dụng điển hình
| Hình dạng | Công thức tiết diện | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| Thanh tròn | π × (đường kính ÷ 2)² | Trục, chốt, vật liệu dạng tròn |
| Thanh vuông | chiều rộng² | Vật liệu vuông, khung |
| Thanh dẹt | chiều rộng × độ dày | Nẹp, giá đỡ, vật liệu dẹt |
- Khối lượng riêng của thép được lấy là 7.850 kg/m³, giá trị chuẩn đã công bố dùng trong sổ tay kỹ thuật và bảng tham chiếu của xưởng thép cho thép carbon thường; các mác hợp kim và thép không gỉ có khối lượng riêng khác (xem máy tính trọng lượng kim loại cho các vật liệu khác).
- Đây là máy tính ước tính cho việc đặt hàng vật liệu và lập kế hoạch tải trọng; đối với các ứng dụng kết cấu, nâng hạ hoặc chịu áp lực mang tính then chốt về an toàn, trọng lượng phải được xác nhận bằng giấy chứng nhận xưởng thép hoặc quy cách của kỹ sư có chuyên môn.
Máy tính trọng lượng thép là gì?
Máy tính trọng lượng thép ước tính khối lượng của một đoạn vật liệu dạng thanh từ hình học tiết diện của nó, dùng một con số khối lượng riêng chuẩn đã công bố. Máy tính này hỗ trợ thanh tròn (tiết diện tròn), thanh vuông và thanh dẹt (tiết diện chữ nhật), thường được dùng để ước tính trọng lượng vận chuyển, yêu cầu bốc xếp và tính toán vật liệu sơ bộ.
Khối lượng riêng của thép được lấy là 7.850 kg/m³, một giá trị tham chiếu chuẩn dùng trong sổ tay kỹ thuật và bảng tham chiếu của xưởng thép cho thép carbon thường. Các mác thép và hợp kim cụ thể có thể có khối lượng riêng hơi khác so với con số chung này; giấy chứng nhận xưởng thép cho khối lượng riêng và trọng lượng chính xác của một mẻ vật liệu cụ thể.
Đây là công cụ ước tính cho việc đặt hàng vật liệu và lập kế hoạch tải trọng, không phải để thay thế giấy chứng nhận xưởng thép hoặc quy cách của kỹ sư có chuyên môn. Đối với các ứng dụng kết cấu, nâng hạ hoặc chịu áp lực mang tính then chốt về an toàn, trọng lượng phải được xác nhận bằng dữ liệu vật liệu đã được chứng nhận.
Cách sử dụng máy tính trọng lượng thép này
- Chọn hình dạng thanh: thanh tròn, thanh vuông hoặc thanh dẹt.
- Nhập đường kính (đối với thanh tròn) hoặc chiều rộng (đối với thanh vuông hoặc thanh dẹt).
- Đối với thanh dẹt, nhập thêm độ dày.
- Nhập chiều dài vật liệu.
- Xem tổng trọng lượng, trọng lượng trên mỗi mét và khối lượng riêng đã dùng trong phép tính.
Công thức đằng sau trọng lượng thanh thép
Trọng lượng được tính bằng cách nhân diện tích tiết diện với chiều dài và với khối lượng riêng của thép. Công thức diện tích tiết diện phụ thuộc vào hình dạng đã chọn: hình tròn cho thanh tròn, hình vuông cho thanh vuông hoặc hình chữ nhật cho thanh dẹt.
Sai lầm thường gặp
- Chọn hình dạng thanh dẹt nhưng không nhập giá trị độ dày, vốn cần thiết để máy tính tính diện tích tiết diện.
- Cho rằng mọi mác thép đều có khối lượng riêng giống hệt thép carbon thường — thép không gỉ và các hợp kim khác có khối lượng riêng khác.
- Nhầm lẫn đơn vị, chẳng hạn nhập chiều dài theo feet trong khi máy tính yêu cầu mét, dẫn đến trọng lượng lệch xa giá trị thực.
- Coi ước tính này là trọng lượng xưởng thép đã được chứng nhận cho công việc mang tính then chốt về an toàn hoặc có dấu chứng nhận theo tiêu chuẩn, trong khi phải dùng giấy chứng nhận xưởng thép thực tế.
Câu hỏi thường gặp
Máy tính trọng lượng thép này dùng khối lượng riêng nào?
Máy tính dùng 7.850 kg/m³, giá trị khối lượng riêng chuẩn đã công bố cho thép carbon thường, dùng trong sổ tay kỹ thuật và bảng tham chiếu của xưởng thép.
Máy tính này có dùng được cho thép không gỉ không?
Không trực tiếp — thép không gỉ có khối lượng riêng chuẩn khác (8.000 kg/m³). Hãy dùng máy tính trọng lượng kim loại, cho phép bạn chọn thép không gỉ và các vật liệu khác.
Ước tính trọng lượng chính xác đến mức nào?
Ước tính dựa trên kích thước danh nghĩa và một con số khối lượng riêng chuẩn đã công bố, nên chính xác cho mục đích lập kế hoạch, nhưng có thể hơi khác so với trọng lượng thực tế đã được xưởng thép chứng nhận, vốn phản ánh thành phần hợp kim chính xác và dung sai kích thước của một mẻ vật liệu cụ thể.
Vì sao hình dạng thanh lại quan trọng đối với phép tính?
Mỗi hình dạng có công thức diện tích tiết diện khác nhau — hình tròn cho thanh tròn, hình vuông cho thanh vuông và hình chữ nhật cho thanh dẹt — nên hình dạng được chọn thay đổi trực tiếp cách tính diện tích và do đó thay đổi trọng lượng.
Máy tính này có phù hợp cho thiết kế kết cấu không?
Không. Đây là công cụ ước tính cho việc đặt hàng vật liệu, vận chuyển và lập kế hoạch bốc xếp. Thiết kế kết cấu và các quyết định mang tính then chốt về an toàn phải dựa trên dữ liệu xưởng thép đã được chứng nhận và tính toán của kỹ sư có chuyên môn.
Tài liệu tham khảo
- American Institute of Steel Construction (AISC). Steel Construction Manual. aisc.org.
- Oberg E, Jones FD, Horton HL, Ryffel HH. Machinery's Handbook. Industrial Press.
- ASTM International. ASTM A36/A36M, Standard Specification for Carbon Structural Steel. astm.org.