Bản mã thép là tấm thép được cắt, khoan lỗ theo bản vẽ để làm chi tiết liên kết, giúp truyền lực giữa các cấu kiện như cột với móng, dầm với cột, các thanh giàn với nhau. Bản mã nhỏ và rẻ so với cả khung thép, nhưng là nơi lực tập trung nhiều nhất, nên làm sai bản mã có thể làm hỏng cả liên kết. Bài viết giải thích các loại bản mã thường gặp, vật liệu, nguyên tắc cấu tạo, cách tính khối lượng, phương pháp gia công và những điểm cần kiểm khi đặt làm.
Bản mã thép là gì?
Bản mã là tấm thép phẳng, thường cắt từ thép tấm cán nóng, có hình vuông, chữ nhật, hình thang hoặc hình đa giác tùy vị trí, được khoan lỗ để bắt bu lông hoặc hàn trực tiếp vào cấu kiện. Trong tiếng Anh, tùy vị trí mà bản mã có tên khác nhau: gusset plate (bản mã nút giàn), base plate (bản đế chân cột), end plate (bản bích đầu dầm), fin plate hoặc shear tab (bản mã liên kết bụng dầm), stiffener (sườn tăng cứng).
Nhiệm vụ chung của bản mã là gom lực từ một cấu kiện rồi phân phối sang cấu kiện khác thông qua bu lông và đường hàn. Vì vậy kích thước, chiều dày, vị trí lỗ và đường hàn của bản mã đều phải theo tính toán của kỹ sư kết cấu.
Các loại bản mã thép thường gặp
| Loại bản mã | Vị trí | Chức năng |
|---|---|---|
| Bản đế chân cột | Chân cột thép, đặt trên móng bê tông | Truyền lực nén, nhổ, cắt và mô men từ cột xuống móng qua bu lông neo |
| Bản bích đầu dầm, đầu cột | Hàn ở đầu dầm hoặc đỉnh cột | Tạo liên kết bu lông cứng giữa dầm và cột, nối kèo |
| Bản mã liên kết bụng dầm | Hàn vào cột hoặc dầm chính | Đỡ dầm phụ bằng bu lông qua bụng dầm, thường là liên kết khớp |
| Bản mã nút giàn | Nơi các thanh giàn gặp nhau | Liên kết các thanh cánh, thanh bụng của giàn mái, giàn cầu |
| Sườn tăng cứng | Hàn vuông góc với bụng, cánh hoặc bản đế | Chống oằn bụng dầm, tăng cứng bản đế, bản bích |
| Bản mã giằng | Đầu thanh giằng cột, giằng mái | Liên kết thanh giằng với cột, kèo |
| Hộp thép (mặt bích) đầu cọc bê tông | Hai đầu đoạn cọc bê tông đúc sẵn | Hàn nối các đoạn cọc khi ép hoặc đóng cọc |
Bản mã liên kết dầm là chi tiết quen thuộc trong khung thép; cách bố trí liên kết đầu dầm được trình bày thêm trong bài dầm thép chữ I và các kiểu liên kết.
Bản mã chân cột: loại quan trọng nhất
Một liên kết chân cột thép điển hình gồm:
- Bu lông neo chôn sẵn trong móng bê tông, định vị bằng khung dưỡng trước khi đổ bê tông.
- Bản đế hàn vào chân cột, khoan lỗ tương ứng với bu lông neo (lỗ thường lớn hơn bu lông để có dung sai lắp dựng, sau đó dùng long đen dày để siết).
- Sườn tăng cứng hàn giữa cột và bản đế khi lực lớn, giúp bản đế không bị uốn cong.
- Lớp vữa chèn (thường là vữa không co ngót) đổ lấp khe giữa bản đế và mặt móng sau khi căn chỉnh cột, để lực nén truyền đều xuống móng.
Sai vị trí bu lông neo là lỗi rất hay gặp và tốn kém khi khắc phục. Trước khi đổ bê tông móng, cần kiểm vị trí, cao độ và độ thẳng đứng của bu lông neo theo bản vẽ. Tổng quan quy trình lắp dựng khung có trong bài quy trình gia công và lắp dựng kết cấu thép.
Vật liệu làm bản mã
- Thép tấm cán nóng mác thông dụng như SS400 (JIS G3101), A36, Q235B: phổ biến nhất. Đây là thép cacbon thấp, dễ cắt và hàn tốt. Lưu ý SS400 là thép đen, không có khả năng chống gỉ tự thân, phải sơn hoặc mạ.
- Thép tấm cường độ cao hơn như Q355B, SM490, A572 Grade 50: dùng khi thiết kế yêu cầu để giảm chiều dày bản mã.
- Bản mã mạ kẽm nhúng nóng: gia công xong (cắt, khoan, hàn) mới đem mạ, dùng cho kết cấu ngoài trời, tháp, lan can, nhà xưởng ẩm.
- Bản mã inox (SUS 304, 316): dùng trong môi trường ăn mòn đặc biệt hoặc yêu cầu thẩm mỹ; giá cao hơn nhiều.
Thép tấm mỏng cán nguội ít dùng làm bản mã chịu lực vì chiều dày nhỏ. Mác của bản mã nên tương đương hoặc cao hơn mác của cấu kiện mà nó liên kết. Đặc tính của mác thông dụng có trong bài thép tấm SS400 dùng làm gì.
Nguyên tắc cấu tạo bản mã
Thiết kế chi tiết bản mã là việc của kỹ sư kết cấu theo tiêu chuẩn (ở Việt Nam là TCVN 5575:2024). Một số nguyên tắc chung giúp bạn hiểu và kiểm tra khi gia công:
- Chiều dày được tính theo lực truyền qua bản mã, khả năng chịu ép mặt của lỗ bu lông và yêu cầu của đường hàn. Không tự ý thay bản mã bằng tấm mỏng hơn.
- Khoảng cách giữa các lỗ bu lông và từ lỗ đến mép phải theo quy định tối thiểu và tối đa của tiêu chuẩn, tính theo bội số đường kính lỗ. Lỗ quá sát mép dễ làm rách bản mã.
- Hình dạng bản mã nút giàn nên gọn, các cạnh không cắt quá sát đường lực của thanh; theo cấu tạo giàn thép thường dùng, cạnh bản mã hợp với trục thanh một góc không nhỏ hơn khoảng 15 độ để lực truyền đều.
- Đường hàn đủ chiều dài và chiều cao theo bản vẽ; tránh tập trung quá nhiều đường hàn ở một chỗ gây cong vênh.
- Sườn tăng cứng bố trí tại vị trí lực tập trung, vát góc ở chỗ giao với đường hàn cánh và bụng.
Cách tính khối lượng bản mã thép
Bản mã là thép tấm nên khối lượng tính theo thể tích nhân khối lượng riêng 7.850 kg/m³:
Khối lượng (kg) = Dày (mm) × Rộng (m) × Dài (m) × 7,85
Ví dụ bản mã 300 × 300 × 10 mm: 10 × 0,3 × 0,3 × 7,85 = 7,07 kg. Bảng khối lượng một số kích thước thông dụng (chưa trừ lỗ):
| Kích thước (mm) | Khối lượng (kg) | Kích thước (mm) | Khối lượng (kg) |
|---|---|---|---|
| 100 × 100 × 10 | 0,79 | 200 × 200 × 12 | 3,77 |
| 200 × 200 × 10 | 3,14 | 300 × 300 × 16 | 11,30 |
| 250 × 250 × 10 | 4,91 | 400 × 400 × 20 | 25,12 |
| 300 × 300 × 10 | 7,07 | 500 × 500 × 25 | 49,06 |
| 350 × 350 × 10 | 9,62 | 600 × 600 × 30 | 84,78 |
Với bản mã có hình dạng phức tạp, lấy diện tích thực (m²) nhân chiều dày (mm) nhân 7,85. Mỗi lỗ khoan trừ đi khối lượng phần thép bị khoét, ví dụ lỗ Ø22 trên tấm dày 10 mm khoảng 0,03 kg, thường bỏ qua khi tính sơ bộ. Cách tính khối lượng thép tấm nói chung có trong bài công thức tính trọng lượng thép tấm.
Gia công bản mã: cắt và tạo lỗ
| Phương pháp | Ưu điểm | Hạn chế |
|---|---|---|
| Cắt oxy-gas | Cắt được thép rất dày, chi phí thiết bị thấp | Mép cắt rộng, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, cần mài lại |
| Cắt plasma (CNC) | Nhanh với thép mỏng và trung bình, cắt hình dạng phức tạp | Mép có thể hơi vát, thép dày cho vết cắt kém đẹp hơn |
| Cắt laser (CNC) | Chính xác cao, mép đẹp, cắt được lỗ nhỏ | Giới hạn chiều dày, chi phí cao hơn |
| Cắt tia nước | Không sinh nhiệt, không biến dạng vật liệu | Chậm, chi phí cao, ít dùng cho bản mã thông thường |
| Cắt máy chấn, máy cắt cơ | Nhanh với đường thẳng, thép mỏng | Chỉ cắt thẳng, giới hạn chiều dày |
Lỗ bu lông của liên kết chịu lực nên được khoan hoặc cắt bằng máy CNC đúng đường kính. Đột lỗ chỉ phù hợp với thép mỏng và khi thiết kế cho phép, vì đột có thể gây nứt tế vi quanh lỗ. Không nên dùng mỏ cắt hơi để “khoét” lỗ bu lông bằng tay vì lỗ méo, sai kích thước.
Bảo vệ bề mặt bản mã
- Trong nhà, môi trường khô: làm sạch, sơn lót chống gỉ và sơn phủ đồng bộ với khung.
- Ngoài trời, môi trường ẩm hoặc ven biển: mạ kẽm nhúng nóng sau gia công hoặc hệ sơn dày hơn.
- Mặt tiếp xúc của liên kết bu lông ma sát: xử lý bề mặt theo yêu cầu thiết kế, không sơn tùy tiện vì làm giảm hệ số ma sát.
Bản mã thép giá bao nhiêu?
Giá bản mã thường gồm hai phần: giá thép tấm theo kg (phụ thuộc mác, chiều dày, xuất xứ) và giá gia công (cắt, khoan, vát mép, hàn sườn, sơn hoặc mạ). Bản mã nhỏ, nhiều lỗ, hình dạng phức tạp có chi phí gia công tính trên mỗi kg cao hơn bản mã lớn, đơn giản. Khi hỏi giá, hãy gửi bản vẽ chi tiết hoặc ghi rõ kích thước, chiều dày, mác, số lỗ, đường kính lỗ, số lượng và yêu cầu bề mặt.
Giá thép tấm làm nguyên liệu có ở trang bảng giá thép tấm và trang giá thép tấm cán nóng.
Kiểm tra bản mã khi nhận hàng
- Chiều dày: đo bằng thước kẹp, đúng bản vẽ.
- Kích thước bao và vị trí lỗ: đo khoảng cách tâm lỗ, khoảng cách lỗ đến mép; lắp thử với dưỡng hoặc cấu kiện nếu có thể.
- Đường kính lỗ: đúng theo bản vẽ, lỗ tròn, không ba via.
- Mép cắt: không nứt, không khuyết sâu; mép cắt nhiệt đã được mài sạch xỉ.
- Mối hàn sườn: đủ kích thước, không rỗ, không nứt.
- Mác thép: có chứng chỉ của thép tấm nguyên liệu với kết cấu quan trọng.
- Bề mặt: lớp sơn hoặc mạ đều, đủ chiều dày.
Những hiểu lầm thường gặp về bản mã
- “Bản mã càng dày càng tốt”: không đúng. Bản mã quá dày làm tăng khối lượng, khó hàn, và có thể làm thay đổi cách làm việc của liên kết so với thiết kế.
- “Thép SS400 chống gỉ tốt”: không đúng. SS400 là thép cacbon thông thường, cần sơn hoặc mạ.
- “Kích thước bản mã chọn theo bảng có sẵn”: chỉ đúng với chi tiết điển hình đã được thiết kế; liên kết chịu lực phải theo bản vẽ.
Bu lông liên kết bản mã cần đúng cấp bền. Cách đọc 4.6, 8.8, 10.9 có trong bài cấp bền bu lông và bảng tra kích thước.
Câu hỏi thường gặp
Bản mã thép là gì?
Là tấm thép cắt và khoan lỗ theo bản vẽ, dùng làm chi tiết liên kết truyền lực giữa các cấu kiện như cột, dầm, giàn, móng.
Bản mã 300 × 300 × 10 nặng bao nhiêu?
Khoảng 7,07 kg, tính bằng 10 × 0,3 × 0,3 × 7,85.
Bản mã thường dùng thép gì?
Thép tấm cán nóng SS400, A36, Q235B; khi cần cường độ cao hơn dùng Q355B, SM490.
Bản mã ngoài trời có cần mạ kẽm?
Nên mạ kẽm nhúng nóng sau gia công hoặc dùng hệ sơn phù hợp với môi trường.
Kết luận
Bản mã thép là chi tiết nhỏ nhưng quyết định khả năng truyền lực của liên kết. Chọn đúng vật liệu, gia công đúng kích thước và vị trí lỗ, bảo vệ bề mặt phù hợp và kiểm tra kỹ khi nhận hàng sẽ giúp khung thép làm việc đúng như thiết kế. Thép hình và thép tấm cho kết cấu có thể tham khảo giá tại trang giá thép hình cho kết cấu, hoặc liên hệ Giá Thép Hôm Nay để được tư vấn.