Khả năng chịu lực của thép chữ I ở 4 mác thép phổ biến nhất

Thép hình chữ I đóng vai trò quan trọng trong ngành xây dựng và cơ khí nhờ tính đối xứng trong hình dạng, giúp phân tán tải trọng hiệu quả – mang lại khả năng chịu lực vượt trội và độ ổn định cao.

Cụ thể trong bài viết này, NT Steel sẽ chia sẻ chi tiết hơn về khả năng chịu lực của thép chữ I với các lực nén, lực uốn và lực kéo cùng các thông số chi tiết để bạn có thể lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho kết cấu công trình của mình.

1. Thép chữ I là gì?

Thép hình chữ I có là loại thép hình mặt cắt ngang giống chữ “I” in hoa, với bụng dài và hai bản cánh ngắn nằm đối xứng ở hai đầu. Với kết cấu này, thép chữ I có độ cân bằng, độ cứng, sự ổn định và khả năng chịu lực cao – thích hợp cho các công trình lớn như nhà xưởng, cầu đường, kết cấu khung thép tiền chế,….

Loại thép này thường được sản xuất với nhiều tiêu chuẩn khác nhau như ASTM (Mỹ), JIS (Nhật), hoặc EN (Châu Âu), đảm bảo phù hợp với yêu cầu kỹ thuật thi công đa dạng của từng dự án.

Thép chữ I được cấu thành bởi các phần sau:

• Bản bụng: Phần thân dài ở giữa, chịu tải trọng chính theo phương dọc và giúp chống lại lực uốn cong.
• Bản cánh: Hai cạnh nằm ngang ở hai đầu bản bụng, chịu lực nén từ trên xuống và giúp phân tán tải trọng.

Các thanh thép chữ I được khi được lắp ghép với nhau sẽ được  liên kết bằng phương pháp hàn hoặc gắn bulong, đảm bảo tính ổn định của kết cấu khi chịu tải trọng lớn.

2. Khả năng chịu lực của thép chữ I trên thực tế

Với cấu trúc có tính cân bằng cao, thép chữ I là một vật liệu hoàn hảo có thể chịu được nhiều loại tải trọng khác nhau, bao gồm: lực nén, lực uốn và lực kéo. Dưới đây là chi tiết về khả năng chịu lực của thép chữ I ở một số dạng áp lực phổ biến trên thực tế:

2.1. Khả năng chịu nén

Thép chữ I với cấu trúc to bản cùng tính cân bằng cao nên có khả năng chịu lực nén theo phương ngang cực kỳ tốt. Khi đó, tải trọng nén được truyền từ bản cánh xuống bản bụng, giúp phân bổ đều lực và tránh hiện tượng biến dạng cục bộ khi lắp đặt, thi công cho công trình.

2.2. Khả năng chịu uốn

Nhờ mô-men quán tính lớn, thép chữ I có khả năng chống lại lực uốn hiệu quả – không bị cong vênh ngay cả khi lắp đặt tại kết cấu tải trọng lớn. Điều này giúp loại thép hình này trở thành lựa chọn lý tưởng trong thi công các công trình quy mô lớn như: nhà thép tiền chế, cầu đường…

2.3. Khả năng chịu kéo

Ngoài khả năng chịu nén và chịu uốn, thép chữ I với độ đàn hồi cao cho phép vật liệu này chịu lực kéo lớn mà không bị biến dạng. Khả năng này giúp công trình có tuổi thọ cao – đảm bảo tính toàn vẹn, bền bỉ sau hàng chục năm đưa vào vận hành sử dụng.

3. Các thông số chịu lực của các loại mác thép hình I

Hai thông số kỹ thuật chủ yếu thường được sử dụng để đánh giá khả năng chịu lực của thép hình I là PSI (độ bền kéo) và Mpa (giới hạn áp suất). Cụ thể, dưới đây là các thông số chịu lực của một số loại mác thép hình I phổ biến để bạn có thể dễ dàng đánh giá và lựa chọn phù hợp cho công trình mình:

4. Ứng dụng thực tế của thép chữ I

Với tính cân bằng cao, ổn định và chịu tốt tải trọng của các loại lực khác nhau, thép chữ I được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đa dạng – có thể kể đến như:

• Cầu đường: Dùng làm dầm chịu lực cho kết cấu cầu đường, đặc biệt là đường cao tốc có nhiều xe có tải trọng lớn đi lại.
• Nhà xưởng và nhà tiền chế: Làm khung kết cấu chính, đảm bảo độ ổn định cho toàn bộ công trình.
• Ngành đóng tàu: Dùng làm kết cấu nâng đỡ và lắp đặt máy móc trong các con tàu lớn chở hàng, tàu chiến vượt đại dương.
• Lò hơi công nghiệp: Làm khung cho các nhà máy nhiệt điện và lò hơi công nghiệp.

5. Kinh nghiệm chọn và sử dụng thép chữ I

Việc chọn đúng loại thép chữ I cho từng loại công trình là yếu tố quyết định đến độ bền và an toàn của công trình bạn đang thi công. Dưới đây là các lưu ý quan trọng giúp bạn chọn và sử dụng thép chữ I hiệu quả:

5.1. Chọn đúng loại thép chữ I

Khi lựa chọn thép chữ I, cần cân nhắc dựa trên mục đích sử dụng và điều kiện môi trường:

• Lựa chọn phù hợp với tải trọng công trình: Tuỳ theo quy mô và tải trọng dự tính của công trình trên bản thiết kế mà bạn sẽ lựa chọn loại mác thép phù hợp nhất cho nhu cầu của mình. Chẳng hạn, với nhu cầu nhà xưởng vừa và nhỏ, bạn có thể chọn mác A36 để tiết kiệm. Còn với công trình lớn, có tải trọng cao – mác thép A992 là lựa chọn tuyệt vời hơn để tối ưu khả năng chịu lực của kết cấu công trình.
• Lựa chọn tuỳ theo thời tiết khu vực: Với công trình ở khu vực khô ráo thường xuyên và có nhu cầu tiết kiệm chi phí, bạn có thể sử dụng thép đen và sơn phủ bảo vệ để hạn chế gỉ. Ngược lại, nếu công trình ở vùng biển có hơi mặn hoặc ẩm ướt nhiều, bạn có thể cân nhắc lựa chọn thép mạ kẽm hoặc có thành phần hợp kim cao để chống ăn mòn.

5.2. Tính toán kỹ lưỡng khi thi công

Trong quá trình thi công, cần tính toán chính xác để đảm bảo khả năng chịu lực của thép chữ I – tránh tình trạng nứt, gãy, thậm chí đổ sập khi công trình đưa vào vận hành sử dụng. Để làm được việc này, người phụ trách công trình cần thực hiện các công việc sau:

• Tính toán thiết kế chính xác: Tính toán chi tiết mô-men và lực tác động trên từng dầm thép.
• Thi công đúng quy trình: Đảm bảo đôi thi công thực hiện các bước hàn và lắp ghép diễn ra chính xác đúng theo yêu cầu thiết kế, tránh sai sót gây mất an toàn cho công trình khi đưa vào vận hành.

5.3. Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ

Sau khi thi công lắp đặt thép chữ I, việc bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ thường xuyên sẽ giúp đảm bảo tuổi thọ của thép cũng như sự bền bỉ của cả công trình:

• Kiểm tra liên kết bulông và mối hàn: Đảm bảo các mối nối không bị lỏng lẻo hay gãy sau thời gian sử dụng.
• Sơn phủ bảo vệ: Giúp thép tăng cường khả năng chống chịu hiệu quả dưới tác động tiêu cực của thời tiết và hóa chất ở môi trường xung quanh.

Nhờ thiết kế có tính đối xứng, cân bằng tối ưu giúp phân tán tải trọng hiệu quả – khả năng chịu lực của thép chữ I cực kỳ vượt trội, mang đến độ bền bỉ và tuổi thọ lâu dài cho công trình. Hy vọng với những chia sẻ phía trên, NT Steel đã giúp bạn tìm được loại thép phù hợp, đáng tin cậy để xây dựng kết cấu công trình mình. Chúc dự án của bạn sớm hoàn thành đúng tiến độ.