Nên chọn thép CB300-V, CB400-V hay CB500-V ?

3 loại mác thép phổ biến nhất hiện nay. Nhưng dùng như thế nào? dùng khi nào? và dùng cho công trình nào để tối ưu ?

1. Định nghĩa và thông số

CB300, CB400-V hay CB500-V đều là nhóm thanh thép cán nóng theo tiêu chuẩn Việt Nam.

Các con số 300V-400V-500V có ý nghĩa:
+ CB400-V => số 400 thể hiện cường độ chảy của thép = 400 MPa (N/mm2), tương tự cho CB300-V và CB500-V.
+ CB400-V => V thể hiện loại thép là thép vằn (thép có gân), T thể hiện loại thép là thép tròn trơn (không có gân).

CB300-V	CB400-V	CB500-V
Fu = 450 MPa Fy = 300 MPa Rs = 260 MPa Rsc = 260 MPa Rsw = 210 MPa Es = 210000 MPa δ₅ ≥ 19% (độ dãn dài) Hàm lượng carbon: 0.27% Độ dẻo: rất dẻo	Fu = 570 MPa Fy = 400 MPa Rs = 350 MPa Rsc = 350 MPa Rsw = 280 MPa Es = 200000 MPa δ₅ ≥ 14% (độ dãn dài) Hàm lượng carbon: 0.29% Độ dẻo: Dẻo vừa	Fu = 650 MPa Fy = 500 MPa Rs = 435 MPa Rsc = 435 MPa Rsw = 300 MPa Es = 190000 MPa δ₅ ≥ 10% (độ dãn dài) Hàm lượng carbon: 0.32% Độ dẻo: Giòn hơn tương đối

Trong đó:

Fu là giới hàn bền; Fy là giới hạn chảy; Rs là cường độ chịu kéo tính toán (Rs=Fy/1.15); Rsc là cường độ chịu nén tính toán; Rsw là cường độ chịu cắt; Es là modun đàn hồi của thép.
Thép cường độ càng lớn, hàm lượng các bon càng cao thì càng giòn, càng dễ bị nứt.

2. Về khả năng chịu lực và kiểm soát vết nứt

– Xét một dầm BTCT, kích thước 300×600, bê tông B22.5 (M300), cùng giá trị nội lực. Kết quả về số lượng thép và vết nứt tương ứng như bảng dưới (để ngắn gọn, mình chỉ show kết quả, ko đi vào chi tiết tính toán):

CB300-V	CB400-V	CB500-V
Thép chủ bụng dầm: 6Ø20 Diện tích thép chủ : As=18.85 cm² Vết nứt ngắn hạn: 0.238 mm Vết nứt dài hạn: 0.182 mm	Thép chủ bụng dầm: 5Ø18 Diện tích thép chủ : As=12.72 cm² Vết nứt ngắn hạn: 0.295 mm Vết nứt dài hạn: 0.226 mm	Thép chủ bụng dầm: 5Ø16 Diện tích thép chủ : As=10.05 cm² Vết nứt ngắn hạn: 0.374mm Vết nứt dài hạn: 0.287mm

Kết luận:

Cùng một loại dầm, cùng nội lực, cùng mác bê tông: Sử dụng thép CB500-V tiết kiệm hơn thép CB400-V : 20%; CB400-V tiết kiệm hơn thép CB300-V : 32%
Vết nứt trong cấu kiện bê tông cũng tăng dầm khi Dienj tích thép chủ giảm dần.
Tuy nhiên: Trong thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép, còn liên quan nhiều yếu tố như: hàm lượng thép yêu cầu tối thiểu, kiểm soát độ võng, kiểm soát vết nứt, kiểm soát rung động => Phần trăm thép tiết kiệm hơn có thể nhỏ hơn con số bên trên.

3. Nên chọn loại thép nào, chọn khi nào và tại sao?

CB300-V	CB400-V	CB500-V
Mác bê tông phù hợp: B15-B20 Công trình phù hợp: Công trình nhà dân (nhà phố), công trình thấp tầng (1-3 tầng), công trình không yêu cầu thiết kế kháng chấn. Giá trung bình: 14.050 vnd/kg	Mác bê tông phù hợp: B20-B30 Công trình phù hợp: Công trình cao tầng, nhịp lớn, yêu cầu khắt khe. Giá trung bình: 14.245 vnd/kg	Mác bê tông phù hợp: B12.5-B40 Công trình phù hợp: Công trình cao tầng, nhịp lớn, diện tích lớn, yêu cầu khắt khe, yêu cầu tiết kiệm thép đến mức cao nhất. Giá trung bình: 14.553 vnd/kg

Nguyên nhân tại sao lại lựa chọn như vậy?

– Lựa chọn thép CB300-V:

Rất dẻo, phù hợp để uốn, gia công bằng tay, kỹ thuật thi công đơn giản.
Đối với các dự án nhà phố, nhà dân không có máy móc phục vụ việc uốn thép sẽ rất phù hợp, không yêu cầu tay nghề thợ và kiểm soát góc uống vết nứt khắt khe.
Mua thép tại địa phương cũng dễ, một số địa phương không có các loại thép cường độ cao khác.
Chỉ phù hợp với bê tông mác thấp (bê tông mác thấp thường dùng cho nhà nhỏ, thấp tầng).
Chiều dài neo, nối thép nhỏ hơn nhiều các mác thép khác, sẽ phù hợp với cấu kiện (cột, dầm, sàn) có tiết diện nhỏ, rất thuận tiện để thi công. Đối với mác bê tông B22.5, thép Ø16 chịu kéo, chiều dài neo = 30Ø
Nhược điểm: không lợi về thép, số lượng cây thép yêu cầu nhiều hơn (do cường độ bé).

– Lựa chọn thép CB400-V:

Dẻo vừa phải, phù hợp với hầu hết các công trình.
Mua thép dễ: hầu hết các đại lý, nhà cung cấp đều có loại thép này.
Chiều dài neo, nối thép sẽ lớn hơn tương đối so với CB300-V, nên cân nhắc phù hợp với thi công . Đối với mác bê tông B22.5, thép Ø16 chịu kéo, chiều dài neo = 35Ø
Trường hợp cấu kiện bê tông cốt thép yêu cầu quá nhiều thép, khoảng cách giữa các thanh thép có thể còn lại rất nhỏ, không đủ khoảng cách yêu cầu cho bê tông lọt qua đảm bảo độ đặc chắc (theo tiêu chuẩn: 50mm cho thép cột, 35mm cho thép dầm), khi đó phải dùng thép CB500-V để giảm số lượng thanh thép, tăng khoảng cách giữa các thanh thép lên.

– Lựa chọn thép CB500-V:

Giòn hơn tương đối so với các loại thép khác (do hàm lượng các bon lớn), khi bẻ mỏ, uốn góc có thể xuất hiện nứt góc đối với các nhà cung cấp thép chất lượng thấp. Cực kỳ lưu ý vấn đề này khi chọn nhà cung cấp thép.
Bắt buộc phải bẻ bằng máy, vì loại thép này rất cứng, rất khỏ để bẻ bằng tay thủ công.
Thường được sử dụng với bê tông mác cao, để tối ưu hóa khả năng chịu lựa của cấu kiện, mang lại sự tối ưu về lợi ích kinh tế lớn nhất.
Chiều dài neo nối thép CB500-V lớn hơn nhiều so với 2 loại thép trên, nên phù hợp với các cấu kiện cột dầm tiết diện lớn. Đối với mác bê tông B22.5, thép Ø16 chịu kéo, chiều dài neo = 45Ø
Về mặt kinh tế: Diện tích thép yêu cầu cũng nhỏ nhất (số lượng cây thép ít nhất), nên tối ưu nhất về mặt kinh tế.

4. Tản mạn

– Việc lựa chọn loại thép nào hoàn toàn phù hợp vào điều kiện, vị trí thi công, tay nghề thợ, diều kiện máy móc của công trình.

– Khi nhập thép từ đại lý, nhà cung cấp: bắt buộc phải kiểm tra loại thép đúng chủng loại trong hồ sơ bản vẽ thiết kế thi công. Rất nhiều trường hợp đặt sai chủng loại thép (có thể do chủ nhà không hiểu về xây dựng, kỹ sư chủ quan) dẫn đến hậu quả sụp đổ công trình rất nghiêm trọng.

– Nên lựa chọn nhà cung cấp thép uy tính như: Hòa Phát…

– Các điều kiện khác về kiểm soát thiết kế: Hàm lượng thép, khoảng cách các thanh thép, nứt, võng, neo, nối, thiết kế theo yêu cầu kháng chấn, cọc khoan nhồi phải được kể đến.

– Câu hỏi: nếu Chủ đầu tư hỏi, tại sao lại lựa chọn thép CB500-V thay vì CB400-V thì các bạn sẽ trả lời ntn?