Thép chữ H và chữ I trong kết cấu xây dựng, cách phân biệt

Trong hệ kết cấu thép, thép hình luôn giữ vai trò “xương sống” quyết định khả năng chịu lực và độ bền lâu dài của công trình. Trong đó, thép chữ H và chữ I là hai dòng vật liệu được sử dụng phổ biến nhất từ nhà xưởng công nghiệp, nhà thép tiền chế cho đến cầu đường và công trình dân dụng quy mô lớn. Dù nhìn qua có vẻ tương đồng về hình dáng, nhưng sự khác biệt về tiết diện lại tạo nên đặc tính chịu lực và phạm vi ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Việc hiểu rõ bản chất của từng loại sẽ giúp chủ đầu tư và đơn vị thi công lựa chọn đúng vật liệu, tối ưu cả chi phí lẫn độ an toàn.

Cấu tạo và đặc điểm hình học của thép H và I

Thép chữ H và chữ I đều được sản xuất bằng phương pháp cán nóng nguyên khối, tạo thành tiết diện có hai bản cánh và một bản bụng ở giữa. Tuy nhiên, tỷ lệ giữa các bộ phận này là yếu tố tạo nên sự khác biệt.

Thép chữ H có hai bản cánh rộng và gần như bằng nhau, độ dày cánh lớn, bản bụng dày và cân đối. Nhờ tiết diện gần như đối xứng hoàn toàn, thép H có khả năng chịu lực tốt theo nhiều phương khác nhau, đặc biệt là chịu nén và chịu uốn lớn.

Trong khi đó, thép chữ I có bản bụng cao và mảnh hơn, hai cánh hẹp hơn so với thép H. Cấu trúc này giúp tối ưu trọng lượng nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu uốn theo phương đứng. Chính sự khác biệt nhỏ về tỷ lệ này đã quyết định vai trò của từng loại trong thiết kế kết cấu.

Cơ chế chịu lực và khả năng ứng dụng thực tế

Về nguyên lý, bản bụng của thép chịu lực cắt, còn bản cánh chịu lực uốn. Ở thép chữ H, do bản cánh rộng và dày nên khả năng phân tán ứng suất tốt hơn, hạn chế hiện tượng xoắn khi chịu tải lệch tâm. Điều này giúp thép H đặc biệt phù hợp cho các vị trí cột, trụ chính hoặc dầm có tải trọng lớn.

Ngược lại, thép chữ I với cấu trúc gọn nhẹ hơn sẽ phát huy hiệu quả khi làm dầm chịu uốn theo phương đứng, nơi tải trọng tập trung theo một hướng chính. Trong các hệ khung thép tiền chế, thép I thường được sử dụng cho dầm phụ, xà ngang hoặc các cấu kiện có tải trọng trung bình.

Sự lựa chọn đúng loại thép không chỉ ảnh hưởng đến độ an toàn mà còn quyết định mức đầu tư tổng thể của công trình.

Quy cách và tiêu chuẩn phổ biến trên thị trường

Trên thị trường Việt Nam, thép chữ H và chữ I thường có chiều dài tiêu chuẩn 6m hoặc 12m. Ký hiệu kích thước được thể hiện theo thứ tự: chiều cao bụng x chiều rộng cánh x độ dày bụng x độ dày cánh (mm).

Ví dụ như H200x200x8x12 hoặc I200x100x5.5×8. Mác thép phổ biến bao gồm SS400, A36, Q235, Q345… tùy theo tiêu chuẩn sản xuất của từng quốc gia.

Các sản phẩm này được sản xuất trong nước hoặc nhập khẩu từ các thương hiệu lớn như Tập đoàn Hòa Phát, Thép Pomina, Nippon Steel hay POSCO. Mỗi nguồn cung sẽ có sai số kỹ thuật và mức giá khác nhau, do đó cần kiểm tra đầy đủ chứng chỉ CO, CQ khi nhập hàng.

Cách phân biệt thép chữ H và thép chữ I trong thực tế

Trong quá trình nhập hàng, kiểm tra vật tư tại kho hoặc ngoài công trường, việc phân biệt nhanh thép chữ H và thép chữ I là rất quan trọng. Dù bản vẽ thiết kế đã ghi rõ quy cách, nhưng nếu nhận nhầm chủng loại có thể ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực và an toàn kết cấu. Dưới đây là những cách nhận biết đơn giản nhưng hiệu quả, áp dụng ngay tại hiện trường.

Trước hết, quan sát bằng mắt thường là phương pháp nhanh nhất. Nếu hai bản cánh rộng gần bằng chiều cao tổng thể của tiết diện và có độ dày khá lớn, khả năng cao đó là thép chữ H. Ngược lại, nếu bản bụng cao và hai cánh hẹp hơn đáng kể so với chiều cao, đó thường là thép chữ I.

Tiếp theo, có thể dùng thước đo để kiểm tra chính xác kích thước. Đo chiều cao bụng và chiều rộng cánh. Nếu chiều rộng cánh xấp xỉ chiều cao bụng (ví dụ H200x200), đó là thép H. Nếu chiều rộng cánh nhỏ hơn nhiều so với chiều cao (ví dụ I200x100), đó là thép I.

Một cách phân biệt khác là dựa vào mục đích sử dụng trong công trình. Nếu cấu kiện được thiết kế làm cột chịu lực chính hoặc khung trụ lớn, thường sẽ dùng thép chữ H. Nếu là dầm phụ, xà ngang hoặc kết cấu nhịp vừa, khả năng cao là thép chữ I.

Ứng dụng thực tế trong xây dựng và công nghiệp

Trong xây dựng dân dụng, thép chữ H thường được dùng làm cột chịu lực chính cho nhà thép tiền chế, khung nhà xưởng lớn, nhà cao tầng hoặc bệ móng máy công nghiệp nặng. Nhờ khả năng chịu tải cao và độ ổn định tốt, loại thép này giúp giảm tiết diện cột so với bê tông cốt thép, từ đó tối ưu diện tích sử dụng.

Thép chữ I lại linh hoạt hơn trong các hệ dầm sàn, dầm mái, khung phụ hoặc kết cấu có nhịp vừa và nhỏ. Với trọng lượng nhẹ hơn so với thép H cùng chiều cao, thép I giúp giảm tải trọng tổng thể cho móng công trình.

Trong lĩnh vực cầu đường, cả hai loại đều được ứng dụng tùy theo yêu cầu thiết kế. Với các nhịp lớn, thép H thường được ưu tiên để đảm bảo độ cứng vững. Còn với kết cấu phụ trợ, thép I sẽ là phương án kinh tế hơn.

Ưu điểm nổi bật của thép chữ H và chữ I

Một trong những lợi thế lớn nhất của thép hình là khả năng thi công nhanh. Các cấu kiện có thể được gia công sẵn tại xưởng, sau đó vận chuyển và lắp dựng bằng bulong cường độ cao hoặc hàn tại công trường. Điều này giúp rút ngắn tiến độ so với phương pháp thi công truyền thống.

Ngoài ra, thép H và I có cường độ chịu lực cao, độ bền ổn định, khả năng tái sử dụng tốt và dễ dàng mở rộng kết cấu trong tương lai. Khi được xử lý bề mặt bằng sơn chống gỉ hoặc mạ kẽm nhúng nóng, tuổi thọ công trình có thể kéo dài hàng chục năm.

Kết luận

Thép chữ H và thép chữ I không chỉ là vật liệu xây dựng thông thường mà là thành phần cốt lõi quyết định độ bền và khả năng chịu lực của toàn bộ công trình. Sự khác biệt về tiết diện tạo nên những ưu thế riêng, phù hợp với từng vị trí kết cấu cụ thể. Việc lựa chọn đúng loại thép, đúng quy cách và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật sẽ giúp công trình đạt hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo an toàn lâu dài. Để được tư vấn chi tiết về quy cách, báo giá cập nhật và giải pháp cung ứng thép hình chất lượng, vui lòng truy cập website https://thepdaibang.com/ để nhận hỗ trợ trực tiếp từ đội ngũ chuyên môn.