Thép là một trong những vật liệu xây dựng quan trọng nhất hiện nay. Hiểu biết về trọng lượng riêng của thép là điều cần thiết để tính toán tải trọng, thiết kế kết cấu và dự toán chi phí cho các công trình. Bài viết này sẽ cung cấp kiến thức cơ bản về trọng lượng riêng và khối lượng riêng của thép, cũng như các công thức và bảng tra trọng lượng thép tiêu chuẩn để giúp bạn hiểu rõ hơn về chủ đề này.
1. Phân biệt trọng lượng riêng và khối lượng riêng của thép
1.1. Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của thép là khối lượng của thép trên một đơn vị thể tích. Nó được ký hiệu là D và có đơn vị là kg/m³. Khối lượng riêng của thép không thay đổi theo trọng lực, do đó nó có giá trị tương tự nhau ở mọi nơi trên thế giới.
Công thức khối lượng riêng: D = m/V
Trong đó:
- D: Khối lượng riêng (kg/m³)
- m: Khối lượng (kg)
- V: Thể tích (m³)
1.2. Trọng lượng riêng
Trọng lượng riêng của thép là trọng lượng của thép trên một đơn vị thể tích. Nó được ký hiệu là γ và có đơn vị là N/m³. Trọng lượng riêng của thép phụ thuộc vào trọng lực, do đó nó có giá trị khác nhau ở các vị trí khác nhau trên trái đất.
Công thức trọng lượng riêng: γ = P/V
Trong đó:
- γ: Trọng lượng riêng (N/m³)
- V: Thể tích (m³)
- P: Trọng lượng (N)
2. Công thức & cách tính trọng lượng thép
2.1. Công thức tính trọng lượng thép
Trọng lượng thép = Trọng lượng riêng * Thể tích
P = γ * V
2.2. Cách tính trọng lượng thép
- Xác định trọng lượng riêng của thép:
Sử dụng bảng tra trọng lượng riêng của thép theo từng loại (ví dụ: thép CT3, thép SS400, thép Q235…)
- Xác định thể tích thép:
Dựa vào hình dạng và kích thước của thép, sử dụng các công thức tính thể tích tương ứng.
Ví dụ:
Thép tròn: V = π * (d/2)² * h
Trong đó:
- V: Thể tích (m³)
- d: Đường kính thép (m)
- h: Chiều dài thép (m)
Thép hộp vuông, chữ nhật: V = a * b * h
Trong đó:
- a: Cạnh a của thép hộp (m)
- b: Cạnh b của thép hộp (m)
- h: Chiều dài thép hộp (m)
- Tính trọng lượng thép:
Thay giá trị trọng lượng riêng và thể tích vào công thức: P = γ * V
Ví dụ:
Tính trọng lượng của một đoạn thép tròn CT3 có đường kính 10mm, chiều dài 1m.
Bước 1: Xác định trọng lượng riêng của thép CT3:
Dựa vào bảng tra, ta có:
- D = 7850 kg/m³
- γ = D * g = 7850 kg/m³ * 9,81 m/s² = 77233 N/m³
Bước 2: Xác định thể tích thép:
V = π * (d/2)² * h = π * (0,01m/2)² * 1m = 0,000785 m³
Bước 3: Tính trọng lượng thép:
Trọng lượng thép = γ * V = 77233 N/m³ * 0,000785 m³ = 60,77 N
3. Công thức & cách tính khối lượng thép
3.1. Công thức tính khối lượng thép
Khối lượng thép = Khối lượng riêng * Thể tích
M = D * V
3.2. Cách tính khối lượng thép
- Xác định khối lượng riêng của thép:
Sử dụng bảng tra khối lượng riêng của thép theo từng loại (ví dụ: thép CT3, thép SS400, thép Q235…)
- Xác định thể tích thép:
Dựa vào hình dạng và kích thước của thép, sử dụng các công thức tính thể tích tương ứng.
Ví dụ:
Thép tròn: V = π * (d/2)² * h
Trong đó:
- V: Thể tích (m³)
- d: Đường kính thép (m)
- h: Chiều dài thép (m)
Thép hộp vuông, chữ nhật: V = a * b * h
Trong đó:
- a: Cạnh a của thép hộp (m)
- b: Cạnh b của thép hộp (m)
- h: Chiều dài thép hộp (m)
- Tính khối lượng thép:
Thay giá trị khối lượng riêng và thể tích vào công thức: M = D * V
Ví dụ:
Tính khối lượng của một đoạn thép tròn CT3 có đường kính 10mm, chiều dài 1m.
Bước 1: Xác định khối lượng riêng của thép CT3:
Dựa vào bảng tra, ta có: D = 7850 kg/m³
Bước 2: Xác định thể tích thép:
V = π * (d/2)² * h = π * (0,01m/2)² * 1m = 0,000785 m³
Bước 3: Tính khối lượng thép:
Khối lượng thép = D * V = 7850 kg/m³ * 0,000785 m³ = 6.157 kg
4. Bảng tra trọng lượng riêng của thép các loại phổ biến
4.1. Bảng trọng lượng riêng của thép tròn
| Đường kính (mm) | Diện tích (mm²) | Trọng lượng (kg/m) |
| 6 | 28.26 | 221.5 |
| 8 | 50.27 | 396.2 |
| 10 | 78.54 | 615.7 |
| 12 | 113.1 | 883.1 |
| 14 | 153.9 | 1207 |
| 16 | 201.0 | 1570 |
| 18 | 254.5 | 1999 |
| 20 | 314.2 | 2474 |
| 22 | 380.1 | 3005 |
| 25 | 490.9 | 3834 |
| 28 | 615.8 | 4809 |
| 30 | 706.9 | 5543 |
| 32 | 795.8 | 6252 |
| 35 | 962.1 | 7569 |
| 38 | 1134 | 8932 |
| 40 | 1256 | 10350 |
4.2. Bảng trọng lượng riêng của thep hộp cỡ lớn
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| 100 x 100 x 5 | 5 | 10.2 |
| 150 x 150 x 6 | 6 | 17.4 |
| 200 x 200 x 8 | 8 | 28.0 |
| 250 x 250 x 10 | 10 | 42.2 |
| 300 x 300 x 12 | 12 | 59.4 |
| 400 x 400 x 14 | 14 | 80.2 |
| 500 x 500 x 16 | 16 | 104.6 |
| 600 x 600 x 18 | 18 | 132.6 |
4.3. Bảng tra trọng lượng riêng của thép hộp vuông, chữ nhật mạ kẽm
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| 50 x 50 | 1.4 | 6.6 |
| 60 x 40 | 1.4 | 5.9 |
| 80 x 80 | 2.0 | 12.3 |
| 100 x 100 | 2.5 | 16.0 |
| 120 x 120 | 3.0 | 20.7 |
| 150 x 150 | 3.5 | 26.4 |
| 200 x 200 | 4.0 | 33.5 |
4.4. Bảng tra trọng lượng riêng của thép hình I
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| I150 x 75 x 9 | 9 | 18.4 |
| I180 x 90 x 11 | 11 | 23.5 |
| I200 x 100 x 12 | 12 | 28.6 |
| I220 x 110 x 13 | 13 | 34.3 |
| I250 x 125 x 14 | 14 | 40.5 |
| I300 x 150 x 16 | 16 | 51.2 |
| I350 x 175 x 18 | 18 | 63.3 |
| I400 x 200 x 20 | 20 | 76.9 |
4.5. Bảng tra cứu trọng lượng riêng của thép chữ H
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| H100 x 100 x 6 | 6 | 13.3 |
| H120 x 120 x 7 | 7 | 17.4 |
| H150 x 150 x 9 | 9 | 22.3 |
| H180 x 180 x 11 | 11 | 28.2 |
| H200 x 200 x 12 | 12 | 34.7 |
| H220 x 220 x 13 | 13 | 41.7 |
| H250 x 250 x 14 | 14 | 49.2 |
| H300 x 300 x 16 | 16 | 62.2 |
| H350 x 350 x 18 | 18 | 76.7 |
| H400 x 400 x 20 | 20 | 92.7 |
4.6. Bảng tham khảo trọng lượng riếng của thép chữ U
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| U80 x 40 x 5 | 5 | 6.1 |
| U100 x 50 x 6 | 6 | 8.2 |
| U120 x 60 x 7 | 7 | 10.7 |
| U140 x 70 x 8 | 8 | 13.6 |
| U160 x 80 x 9 | 9 | 16.9 |
| U180 x 90 x 10 | 10 | 20.5 |
| U200 x 100 x 11 | 11 | 24.5 |
| U220 x 110 x 12 | 12 | 28.9 |
| U250 x 125 x 13 | 13 | 33.8 |
| U300 x 150 x 14 | 14 | 40.1 |
4.7. Bảng tra trọng lượng riêng của thép cừ Larsen
| Kích thước (mm) | Cạnh dày (mm) | Trọng lượng (kg/m) |
| Larsen VIa | 13.5 | 52.4 |
| Larsen VII | 15.3 | 61.1 |
| Larsen VIII | 17.0 | 70.5 |
| Larsen IX | 18.8 | 80.6 |
| Larsen X | 20.6 | 91.4 |
| Larsen 11 | 22.4 | 102.9 |
| Larsen 12 | 24.2 | 115.1 |
| Larsen 13 | 26.0 | 127.9 |
| Larsen 14 | 27.8 | 141.4 |
Kết Luận
Trọng lượng riêng của thép đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng. Việc hiểu rõ về khái niệm này và cách tính toán sẽ giúp bạn áp dụng hiệu quả trong công việc. DNVCons chúc bạn thành công trong việc áp dụng kiến thức này vào thực tế!
