Trọng Lượng Riêng Của Thép: Công Thức Tính Và Các Ứng Dụng

Trọng lượng riêng của thép thể hiện mật độ của vật liệu và giúp người sử dụng lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu.Việc nghiên cứu và tìm hiểu về yếu tố này mang ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp thép và các ngành công nghiệp liên quan. Bài viết này của Thép Đại Bàng sẽ đi sâu vào phân tích khái niệm trọng lượng riêng, cách tính toán và ứng dụng của đại lượng này trong thực tế.

Tìm hiểu về trọng lượng riêng của thép

Trọng lượng riêng của thép là đại lượng vật lý thể hiện mật độ khối lượng của thép, hay nói cách khác là khối lượng trên một đơn vị thể tích của thép. Nó có đơn vị đo là kg/m³. Giá trị này không cố định mà thay đổi tùy thuộc vào thành phần hợp kim của nó. Tuy nhiên, giá trị trung bình thường được sử dụng là 7850 kg/m³. Có thể hiểu đơn giản rằng, với 1 mét khối thép có trọng lượng riêng 7850 kg/m³, ta sẽ có khối lượng của thép trong 1 mét khối đó là 7850 kg. 

Công thức trọng lượng của một số loại thép xây dựng hiện nay

Dưới đây là cách tính trọng lượng của một số loại thép xây dựng hiện nay:

Thép hộp 40×80

Thép hộp 40×80 là loại thép có dạng hình hộp chữ nhật, rỗng ruột, với kích thước cố định 40mm x 80mm. Thép hộp 40×80 được sản xuất từ thép cuộn cán nóng hoặc thép tấm, sau đó được cắt, tạo hình và hàn lại thành hình dạng hộp chữ nhật theo tiêu chuẩn.

Công thức tính trọng lượng thép hộp 40×80:

Trọng lượng = 2 x ( Chiều rộng cạnh + chiều dài cạnh) × độ dày × chiều dài (m) × 0,00785

Ngoài ra bạn có thể sử dụng các bảng tra cứu trọng lượng thép hộp để tra cứu trọng lượng của thép hộp để có trọng lượng chính xác nhất.

Thép ống tròn        

Thép ống tròn, hay còn gọi là thép hộp tròn, là loại thép có cấu trúc rỗng ruột, thành mỏng, có hình dạng tròn, khối lượng nhẹ với độ cứng và độ bền cao. Thép ống tròn được sản xuất bằng phương pháp hàn hoặc đúc với quy cách được quy định theo các tiêu chuẩn sản xuất cụ thể. Công thức để tính trọng lượng thép ống tròn:

Trọng lượng = 0.003141 * độ dày (mm) * [ đường kính ngoài (mm) – độ dày (mm)] * Tỷ trọng(g/cm³) x chiều dài ống (mm)

Thép D10     

Thép D10, hay còn gọi là thép Phi 10, là loại thép xây dựng có đường kính tiết diện tròn là 10mm. Thép D10 được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Công thức tính trọng lượng thép D10:

Trọng lượng = Đường kính( mm) × π × khối lượng riêng của thép (kg/m 3) × 1.000.000

Thép tấm   

Thép tấm là loại thép được cán mỏng, có dạng phẳng, dẹt, các cạnh (mép) có độ cao bằng nhau và được định hình theo dạng cuộn hoặc hình chữ nhật. Loại thép này là một trong những vật liệu xây dựng phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Cách tính trọng lượng thép tấm:

Trọng lượng = Độ dày của tấm thép(mm) x chiều rộng hay khổ rộng của tấm thép(mm) x Chiều dài (mm) x 7.85 (g/cm³).

Thép hình       

Thép hình là loại thép được cán nóng hoặc cán nguội thành các dạng thanh có tiết diện ngang hình học nhất định như I, U, H, L, V,… Thép hình được sử dụng phổ biến trong xây dựng, kết cấu thép, chế tạo máy móc, đóng tàu, và nhiều ngành công nghiệp khác. Cách tính trọng lượng thép hình: 

• Thép hình U: Trọng lượng = 0,785 x Diện tích mặt cắt
• Thép hình v đều cạnh: (Chiều rộng cạnh x 2 độ dày) x độ dày x chiều dài x 0.00785
• Thép hình v không đều cạnh: (Chiều rộng cạnh + chiều rộng cạnh – độ dày) x độ dày x chiều dài(m) x 0.0076

Bật mí phương pháp xác định trọng lượng riêng đối với thép

Có hai phương pháp chính để xác định trọng lượng riêng của thép:

Phương pháp đo trực tiếp

Phương pháp này cho kết quả chính xác nhất, tuy nhiên đòi hỏi dụng cụ và kỹ thuật đo lường chuyên dụng. Các bước thực hiện như sau:

Chuẩn bị:

• Mẫu thép có hình dạng và kích thước xác định (thường là dạng khối, lập phương hoặc trụ).
• Cân điện tử hoặc cân cơ có độ chính xác cao.
• Thước đo có độ chính xác cao.

Thực hiện:

• Đo các kích thước của mẫu thép (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) bằng thước đo.
• Tính thể tích (V) của mẫu thép theo công thức phù hợp với hình dạng của mẫu.
• Đặt mẫu thép lên cân và đo khối lượng (m) của mẫu thép.
• Tính trọng lượng riêng (D) của thép theo công thức: D = m / V.

Phương pháp tra cứu

Cách này đơn giản và nhanh chóng hơn, tuy nhiên độ chính xác có thể thấp hơn phương pháp đo trực tiếp:

Chuẩn bị:

• Bảng tra hoặc tài liệu tham khảo uy tín về trọng lượng riêng của thép.
• Thông tin về loại thép cần xác định trọng lượng riêng (thành phần hóa học, hình dạng, …).

Thực hiện: Tra cứu trong bảng tra hoặc tài liệu tham khảo để tìm giá trị trọng lượng riêng của loại thép tương ứng với thông tin đã chuẩn bị.

Ứng dụng của việc xác định trọng lượng riêng thép

Việc xác định trọng lượng riêng đối với thép đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong xây dựng, kỹ thuật và sản xuất:

Tính toán trọng lượng của kết cấu thép

Đây là ứng dụng phổ biến nhất của việc xác định trọng lượng riêng của thép. Biết được chỉ số này, ta có thể dễ dàng tính toán khối lượng của các dầm thép, cột thép, sàn thép,… Từ đó, lập dự toán chi phí thi công công trình một cách chính xác và hiệu quả.

Xác định tải trọng cho công trình xây dựng

Biết được thông số này giúp dự đoán chính xác tải trọng trọng lượng bản thân của các kết cấu thép, từ đó xác định tổng tải trọng tác dụng lên công trình. Đây là yếu tố quan trọng để thiết kế móng, nền, dầm, cột và các bộ phận chịu lực khác, đảm bảo an toàn cho công trình.

Lập dự toán chi phí thi công

Trọng lượng riêng của thép là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chi phí thi công công trình. Biết được chỉ số này ta có thể dự toán lượng thép cần thiết cho công trình, từ đó tính toán chi phí mua thép một cách chính xác.

Kiểm tra chất lượng thép

Chỉ số này có thể được sử dụng để kiểm tra chất lượng thép. Thép có chất lượng tốt thường có trọng lượng riêng gần bằng giá trị trung bình (7850 kg/m3). Nếu trọng lượng riêng này quá thấp hoặc quá cao, có thể do sai sót trong quá trình sản xuất hoặc do thép bị pha tạp chất.

Thiết kế các chi tiết máy móc và thiết bị phù hợp

Trọng lượng riêng của thép là một yếu tố quan trọng cần được quan tâm khi thiết kế các chi tiết máy móc, thiết bị. Biết được chúng, ta có thể tính toán tải trọng tác dụng lên chi tiết, từ đó lựa chọn vật liệu và kích thước phù hợp để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả hoạt động của chi tiết.

Ứng dụng trong các ngành khác

Trọng lượng riêng thép còn được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác như sản xuất máy móc, chế tạo tàu thuyền, đóng cửa,… để tính toán khối lượng vật liệu, xác định tải trọng và thiết kế sản phẩm phù hợp.

Bài viết trên của Thép Đại Bàng đã đi sâu phân tích về trọng lượng riêng của thép, bao gồm khái niệm, cách tính toán và ứng dụng của đại lượng này trong thực tế. Hiểu rõ về chỉ số này mang lại nhiều lợi ích cho các kỹ sư, nhà thầu xây dựng, nhà sản xuất và người tiêu dùng, góp phần nâng cao hiệu quả công việc, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí.