Xà gồ C

Xà gồ C là một dầm hoặc thanh ngang dùng để hỗ trợ cấu trúc của tòa nhà, đặc biệt là ở phần mái nhà. Nó có nhiều ưu điểm tuyệt vời nên ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn. Vậy loại xà gồ này có gì khác với các loại vật tư khác? Xem ngay bài viết dưới đây để nắm được trọng lượng và quy cách cũng như bảng giá xà gồ chữ C hiện nay.  

Giới thiệu về xà gồ C

Xà gồ là một thành phần kết cấu quan trọng trong các công trình xây dựng, đặc biệt là nhà thép tiền chế hoặc các kết cấu mái thép. Dưới đây là những mô tả chi tiết về xà gồ C:

Hình dạng của xà gồ C? Tại sao gọi là xà gồ C?

Xà gồ C có tiết diện mặt cắt ngang giống như chữ “C” in hoa khi nhìn từ đầu thanh xà gồ. Cấu tạo của nó bao gồm:

• Bụng xà gồ: Là phần phẳng, rộng nhất ở giữa, tạo thành chiều cao của thanh xà gồ.
• Cánh xà gồ: Là hai phần nhô ra từ bụng xà gồ, vuông góc hoặc gần vuông góc với bụng. Chiều rộng cánh thường nhỏ hơn chiều cao bụng.
• Mép cuộn/Gờ: Là phần uốn cong vào trong hoặc ra ngoài ở cuối mỗi cánh xà gồ, vuông góc với cánh. Phần mép cuộn này có vai trò tăng độ cứng cho cánh và chống biến dạng cục bộ (buckling) của cánh dưới tác dụng của tải trọng.

Nó được gọi là xà gồ C chính là bởi nó có tiết diện mặt cắt ngang của nó, trông giống hệt chữ “C” trong bảng chữ cái Latinh. Đây là cách đặt tên đơn giản và trực quan dựa trên hình dạng để dễ nhận biết.

Nguyên lý chịu lực của xà gồ C

Xà gồ C chủ yếu hoạt động như một dầm đơn giản hoặc dầm liên tục, gác qua các nhịp giữa các khung kèo chính của công trình. Nguyên lý chịu lực của nó dựa trên hình dạng tiết diện và tính chất cơ học của vật liệu thép:

• Chịu uốn: Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng từ mái (tải trọng bản thân mái, tải trọng người, tải trọng gió hút/đẩy), thép hình C bị uốn cong. Tiết diện hình C với bụng và cánh được bố trí hợp lý giúp phân bố ứng suất hiệu quả. Phần bụng chủ yếu chịu lực cắt, còn phần cánh chịu ứng suất nén và kéo do mô men uốn. Mép cuộn giúp cánh cứng hơn, tăng khả năng chống uốn và chống lật. Xà gồ C có khả năng chịu uốn rất tốt theo trục mạnh. Đây là trục đi qua trọng tâm và vuông góc với bụng xà gồ – thường là phương thẳng đứng khi lắp đặt.
• Chịu lực dọc trục: Nó cũng có thể chịu một phần lực dọc trục do các yếu tố như neo giữ, liên kết với các cấu kiện khác, hoặc do hiệu ứng nhiệt.
• Chịu xoắn và uốn xiên: Do tiết diện không đối xứng hoàn toàn (so với dầm chữ I), xà gồ này có xu hướng bị xoắn hoặc uốn xiên khi chịu tải trọng không đặt đúng tâm hoặc có thành phần theo phương ngang. Để giảm thiểu hiện tượng này, trong thực tế thường cần có các thanh chống xà gồ hoặc hệ giằng mái để liên kết các thanh xà gồ lại với nhau và với khung chính. Nó giúp phân bổ lại tải trọng và tăng ổn định tổng thể.

So sánh xà gồ C và xà gồ Z

Thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn chất lượng của xà gồ C

Công thức tính trọng lượng của xà gồ C

Để tính trọng lượng của xà gồ thép chữ C, ta sử dụng công thức sau:

W/m = ( h + 2b + 2c ) × t × 7.85 × 10^−3

Trong đó:

• W/m: Trọng lượng trên 1 mét dài của xà gồ (đơn vị tính: kg/m)
• h: Chiều cao bụng xà gồ (đơn vị tính: mm)
• b: Chiều rộng cánh xà gồ (đơn vị tính: mm)
• c: Chiều dài mép gấp (gờ) của xà gồ (đơn vị tính: mm)
• t: Độ dày thép làm xà gồ (đơn vị tính: mm)
• 7.85×10^−3: Hệ số quy đổi từ mm2×mm×kg/m3 sang kg/m, được suy ra từ khối lượng riêng của thép là 7850kg/m3

Ví dụ: Tính trọng lượng trên 1 mét dài và tổng trọng lượng của một cây xà gồ C có quy cách C150x50x20x2.0 và chiều dài 6 mét.

Áp dụng công thức ta có:

Trọng lượng 1m của thanh xà gồ C là: (150 + 2 × 50 + 2× 20) × 2.0 × 7.85 × 10^−3 ≈ 4.553kg/m

=> Vậy 1 thanh xà gồ C dài 6m sẽ có trong lượng là: 4.553 × 6 ≈27.318kg

Quy cách xà gồ C

Thép hình chữ C thường bao gồm các thông số như chiều rộng của tiết diện, chiều cao 2 cạnh, độ dày, chiều dài của cây thép:

• Chiều rộng tiết diện thường là 60, 80, 100, 125, 150, 180, 200, 250, 300 mm
• Chiều cao 2 cạnh thường có những thông số như 30, 40, 45, 50, 65, 75 mm
• Độ dày có nhiều thông số dao động từ 1.5 mm đến 3.5 mm.
• Chiều dài thanh xà gồ là 6 mét (có thể cắt theo yêu cầu)

Bảng tra trọng lượng của xà gồ C

Tiêu chuẩn chất lượng của xà gồ C

Thép hình C tại Việt Nam thường được sản xuất và áp dụng các tiêu chuẩn sau:

• Tiêu chuẩn ASTM A36/A36M: Tiêu chuẩn của Hiệp hội đóng tàu Mỹ quy định các yêu cầu chung về thép cấu trúc và xà gồ thép C.
• Tiêu chuẩn JIS G3101: Tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Nhật Bản quy định các yêu cầu về thép C cho các ứng dụng cấu trúc.
• Tiêu chuẩn BS 4360: Tiêu chuẩn của Tổ chức Tiêu chuẩn Anh quy định các yêu cầu về thép chữ C.
• Tiêu chuẩn GB/T 700-2006: Tiêu chuẩn của Trung Quốc quy định các yêu cầu về thép cấu trúc và thép hình C.phụ thuộc vào nhà sản xuất, yêu cầu của công trình và thỏa thuận giữa các bên.

Tuy nhiên, các tiêu chuẩn này đều tập trung vào việc đảm bảo các đặc tính cơ lý và khả năng chống ăn mòn của vật liệu.

Ứng dụng của thép chữ C

Xà gồ C là một trong những cấu kiện thép định hình phổ biến và có nhiều ứng dụng quan trọng trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong kết cấu nhà thép tiền chế và các công trình công nghiệp, thương mại. Các ứng dụng chính của nó bao gồm:

• Làm xà gồ mái
• làm xà ngang tường
• Làm thanh giằng
• làm kết cấu phụ khác như là đà đỡ bên dưới mái nhà, khung cho cửa trời,…