Phân biệt thép hình H và thép hình I: chọn loại nào cho nhà xưởng?

Thép hình H và thép hình I khác nhau ở hai chỗ: mặt trong bản cánh (flange) song song hay vát nghiêng, và tỷ lệ bề rộng cánh trên chiều cao bụng (web). Hai chỗ đó quyết định mọi thứ còn lại. Với nhà xưởng: cột dùng thép H vì chịu nén cùng mô men theo hai phương; dầm mái, dầm sàn, dầm cầu trục nhịp vừa dùng thép I vì chỉ chịu uốn một phương.

Cánh vát nghiêng và cánh song song

Thép hình I cán nóng theo JIS G3192 có cánh vuốt côn: mặt ngoài phẳng, mặt trong nghiêng, dày ở phần giáp bụng rồi mỏng dần ra mép. Thép hình H có hai mặt cánh song song, dày đều; dòng cánh rộng có bề rộng cánh bằng đúng chiều cao bụng.

Hậu quả ở bước liên kết. Bắt bu lông xuyên cánh thép I, mặt nghiêng không cho đai ốc tiếp xúc đều, phải chêm vòng vát hoặc phay phẳng mới xiết đủ lực; bản mã phẳng áp vào mặt trong cánh thì hở chân, phải chêm hoặc hàn rãnh. Cánh thép H song song nên bản mã, mặt bích và đai ốc ăn phẳng, không cần chêm.

Bảng tra quy cách theo JIS G3192

Quy cách h×b×t1×t2	Cao h (mm)	Rộng cánh b (mm)	b/h	Dày bụng / cánh (mm)	Mặt trong cánh
I 200×100×7×10	200	100	0,50	7 / 10	Nghiêng, vuốt côn
I 250×125×7,5×12,5	250	125	0,50	7,5 / 12,5	Nghiêng, vuốt côn
I 300×150×8×13	300	150	0,50	8 / 13	Nghiêng, vuốt côn
H 200×100×5,5×8	200	100	0,50	5,5 / 8	Song song
H 200×200×8×12	200	200	1,00	8 / 12	Song song
H 250×250×9×14	250	250	1,00	9 / 14	Song song

Kích thước danh nghĩa theo JIS G3192, đơn vị mm; b/h tính từ hai số đầu của ký hiệu. Dòng H cánh hẹp cũng có b/h 0,50 như thép I, nên đừng chọn theo riêng tỷ lệ đó: cùng ký hiệu 200×100, thép H có bụng 5,5 và cánh 8 mm, thép I có bụng 7 và cánh 10 mm.

Bảng so sánh thép I và thép H

Tiêu chí	Thép hình I	Thép hình H
Bản cánh	Hẹp, mặt trong nghiêng, dày dần về gốc	Rộng, hai mặt song song, dày đều
Bề rộng cánh / chiều cao bụng	Thường 0,50 trở xuống, càng cỡ lớn càng nhỏ: I 300×150 là 0,50, I 400×150 là 0,375	1,0 ở dòng cánh rộng (H 200×200, H 300×300), 0,75 ở cánh trung bình (H 400×300), 0,50 ở cánh hẹp (H 300×150, H 400×200)
Mô men quán tính hai trục	Lệch hẳn về một trục, Ix/Iy khoảng 14 – 16	Gần cân hai trục, Ix/Iy khoảng 3
Chịu xoắn, ổn định xoắn ngang	Kém hơn, cánh nén buộc phải giằng	Tốt hơn hẳn nhờ cánh rộng
Liên kết bu lông vào cánh	Chật, mặt nghiêng phải chêm	Đủ chỗ cho bản mã và hai dãy bu lông
Khối lượng ở cùng chiều cao bụng	Nhẹ hơn	Nặng hơn
Chỗ dùng chính	Dầm mái, dầm sàn, dầm đỡ cầu trục	Cột, dầm chính, cọc thép, dầm cầu
Mác thép thường gặp	SS400, Q235B, Q345B, A36	SS400, Q345B, A572 Gr50, A992
Tiêu chuẩn kích thước	JIS G3192, TCVN 7571, GB/T 706-2016	JIS G3192, TCVN 7571-16, GB/T 11263-2024

Tỷ lệ b/h và Ix/Iy suy từ bảng kích thước và bảng đặc trưng tiết diện JIS G3192, không phải số đo tại xưởng. Giới hạn chảy TỐI THIỂU ở chiều dày t ≤ 16 mm, đơn vị MPa: SS400 245 theo JIS G3101, Q235B 235 theo GB/T 700-2006, Q345B 345 theo GB/T 1591-2008 (bản 2008 đã bãi bỏ; bản 2018 thay Q345 bằng Q355), A572 Gr50 345 theo ASTM A572.

Mô men kháng uốn và bán kính quán tính

Chọn dầm là chọn mô men kháng uốn Zx; chọn cột là chọn bán kính quán tính nhỏ nhất — không phải chọn theo cột kg/m.

Tiết diện	Ix (cm⁴)	Iy (cm⁴)	Zx (cm³)	ix / iy
I 150×75×5,5×9,5	819	57,5	109	3,8
H 150×150×7×10	1.640	563	219	1,7
I 200×100×7×10	2.170	138	217	4,0
H 200×200×8×12	4.720	1.600	472	1,7
H 300×300×10×15	20.400	6.750	1.360	1,7

Ix và Iy là trị số danh nghĩa theo bảng đặc trưng tiết diện JIS G3192, đơn vị cm⁴; hai cột cuối do bài này tính lại từ chính các trị số đó — Zx = 2Ix/h (cm³, đúng với tiết diện đối xứng hai trục) và ix/iy = √(Ix/Iy) (không thứ nguyên). Đây là tiết diện danh nghĩa; cây thép thật lệch theo dung sai của JIS G3192, nên bước thiết kế phải tra bảng của nhà máy cấp hàng.

Đọc hai dòng giữa. I 200×100 cho Zx 217 cm³, H 150×150 cho 219 cm³ — chịu uốn ngang nhau, nhưng bằng hai cách trái ngược: thép I đưa vật liệu lên chiều cao bụng, thép H dàn ngang ra bản cánh. Cùng một Zx, tiết diện cao cánh hẹp tốn ít thép hơn, nên dầm chỉ chịu uốn một phương thì chọn cao và hẹp. Cái giá nằm ở cột Iy: 138 so với 563 cm⁴.

Cột thì đọc ix/iy. Độ mảnh bằng chiều dài tính toán chia bán kính quán tính, nên trục yếu quyết định: dòng H cánh rộng có ix/iy quanh 1,7, thép I quanh 3,8 – 4,0. Cột bị nén theo cả hai phương nên Iy nhỏ của thép I thành nút cổ chai; Iy nhỏ cũng khiến cánh nén của dầm thép I dễ mất ổn định xoắn ngang, phải giằng theo bước thiết kế.

Khi nào thép I vẫn là lựa chọn đúng

• Dầm đơn giản kê hai đầu, cánh trên đã có xà gồ hoặc sàn giằng: tiết kiệm thép nhất cho cùng một Zx.
• Ray treo palăng, monorail: mặt trong cánh nghiêng là mặt lăn cho bánh xe con.

Khi nào buộc phải dùng thép H

• Cột chịu nén: hai bán kính quán tính đều hơn nên dùng hết được tiết diện.
• Dầm nhịp lớn, tải cầu trục nặng, dầm chuyển: cánh rộng chống mất ổn định xoắn ngang.
• Chịu xoắn hoặc tải lệch tâm, cọc thép H.

Thực tế hàng ở thị trường Việt Nam

Dải phổ thông là thép hình I I100 – I600 và thép hình H H100 – H900, cây 6 m và 12 m; cỡ giữa dải nằm sẵn trong kho. Hàng theo GB/T 11263 ghi HW cánh rộng, HM cánh trung bình, HN cánh hẹp; hai dòng sau và các cỡ ở hai đầu dải thường phải đặt nhà máy theo lô — nên hỏi hàng trước khi chốt tiết diện.

Ra ngoài bảng cán nóng có hai đường. Bụng cao hơn hoặc cánh khác tỷ lệ: hàn dầm, cột tổ hợp từ thép tấm, bụng 200 – 2.000 mm, cánh 150 – 600 mm, dài tới 15 m. Tiết diện nhẹ: nhấn nguội từ tấm, xem thép U nhấn cao 40 – 400 mm, dày 1,5 – 8 mm.

Nhận hàng đối chiếu dấu cán trên thân thanh với CO và CQ của lô; mã TQS là thép hình U, I, V cán tại nhà máy KCN Hòa Khánh. Màu sơn đầu thanh không đọc ra mác thép.

Đặt hàng thế nào cho gọn

Gửi yêu cầu thì chốt bốn thứ: ký hiệu tiết diện đủ bốn số, mác thép, chiều dài cây, và cấu kiện có cần khoan lỗ, mạ kẽm hay sơn. Hàng sẵn trong kho giao trong 12 giờ đến 1 ngày từ khi chốt đơn, mỗi lô kèm CO và CQ. Gửi bản vẽ DWG, DXF, PDF sang trang gia công thép, phản hồi trong 24 giờ làm việc; quy cách cả nhóm xem tại danh mục thép hình, thép ray. Hotline dự án và gia công: 0327 865 588.