Máy Tính Thép Gân - Ước Tính Chi Phí và Số Lượng Cốt Thép Bê Tông

Máy tính cốt thép là gì?

Công cụ tính cốt thép cho biết cần bao nhiêu thanh thép gia cường cho một bản bê tông hoặc móng, cùng với tổng chiều dài, khối lượng và chi phí vật liệu. Cốt thép (viết tắt của thanh thép gia cường) là thép được đặt trong bê tông để chịu lực kéo. Bê tông chịu nén tốt nhưng chịu kéo kém, vì vậy thợ xây thêm một lưới thanh thép để ngăn bê tông nứt vỡ dưới tải trọng.

Nhập chiều dài và chiều rộng của bản, chọn đường kính thanh thép, rồi máy tính sẽ trả về số thanh, tổng chiều dài, tổng khối lượng và tổng chi phí. Công cụ giả định một lưới hình chữ nhật đơn giản, với các thanh chạy theo cả hai hướng và có khoảng cách cố định.

Cách tính số lượng thanh cốt thép

Các thanh được đặt thành lưới: một nhóm chạy dọc theo chiều dài, nhóm còn lại chạy dọc theo chiều rộng. Mỗi hướng được tính theo cùng một cách.

$n = \left\lfloor \frac{x}{s} \right\rfloor + 1$

trong đó n là số thanh theo một hướng, x là kích thước của bản theo chiều vuông góc với hướng đó và s là khoảng cách giữa các thanh.

Trước tiên, kích thước được đổi sang centimet. Kết quả được làm tròn xuống thành số nguyên khoảng cách, sau đó cộng thêm 1 để có thanh bổ sung ở đầu hàng.

Ví dụ: bản rộng 8 mét với cốt thép #4, có khoảng cách 25 cm.

• 8 m = 800 cm
• 800 ÷ 25 = 32 (đã là số nguyên)
• 32 + 1 = 33 thanh

Nếu phép chia không cho kết quả nguyên, phần lẻ được bỏ đi, không làm tròn lên. Với chiều dài 10 mét và cùng khoảng cách 25 cm: 1000 ÷ 25 = 40, nên kết quả là 40 + 1 = 41 thanh.

$N = a + b$

trong đó N là tổng số thanh, a là các thanh chạy dọc theo chiều dài và b là các thanh chạy dọc theo chiều rộng.

Với bản 10 m × 8 m dùng cốt thép #4: 41 thanh (theo chiều dài) + 33 thanh (theo chiều rộng) = 74 thanh. Hai số lượng được cộng, không nhân, vì mỗi thanh chỉ phủ một hướng của lưới.

Công thức tính tổng chiều dài và khối lượng

Khi đã biết số lượng thanh, tổng chiều dài được tính trực tiếp:

$T = (L \times b) + (W \times a)$

trong đó T là tổng chiều dài thanh, L là chiều dài bản và W là chiều rộng bản.

Mỗi thanh trong số 33 thanh theo chiều rộng chạy suốt chiều dài 10 m, còn mỗi thanh trong số 41 thanh theo chiều dài chạy suốt chiều rộng 8 m:

• 10 m × 33 = 330 m
• 8 m × 41 = 328 m
• Tổng cộng = 658 m

$M = T \times m$

trong đó M là tổng khối lượng và m là khối lượng trên mỗi mét.

Mỗi kích thước thanh có khối lượng cố định trên mỗi mét. Một thanh #4 nặng 0,994 kg trên mỗi mét, nên:

• 658 m × 0,994 kg/m = 654,05 kg

$C = M \times p$

trong đó C là tổng chi phí và p là giá trên mỗi kilôgam.

Với mức giá 1,50 US$ trên mỗi kilôgam, bản trong ví dụ có chi phí:

• 654,05 kg × 1,50 US$ = 981,08 US$

Ví dụ minh họa

Một nhà thầu đang đổ bản 10 m × 8 m và dự định dùng cốt thép #4 với giá 1,50 US$ trên mỗi kilôgam.

Đây là các giá trị tối thiểu theo lý thuyết cho một lưới hình chữ nhật đơn giản. Đơn hàng thực tế nên tính thêm vật liệu cho các đoạn nối chồng và phần hao hụt, như trình bày bên dưới.

Kích thước và khoảng cách cốt thép

Mỗi kích thước cốt thép có đường kính tiêu chuẩn, khối lượng trên mỗi mét và khoảng cách điển hình. Con số trong tên kích thước chỉ phần tám của một inch; thanh #4 có đường kính 4/8 in, hay 1/2 in. Ký hiệu trong ngoặc là ký hiệu thanh thép hệ mét ASTM A615M, tức đường kính danh nghĩa tính bằng milimét được làm tròn đến số nguyên gần nhất. Đây không phải là kích thước thanh CSA của Canada. Thanh CSA 10 M có đường kính 11,3 mm và nặng 0,785 kg trên mỗi mét, nặng hơn thanh #3 trong bảng dưới đây.

Khoảng cách nêu trên là khoảng cách điển hình, không phải mức tối thiểu theo quy chuẩn. Bản vẽ của kỹ sư kết cấu luôn được ưu tiên hơn các giá trị mặc định này.

Những gì công cụ tính không bao gồm

Máy tính giả định một lưới hình chữ nhật đơn giản. Công cụ không tính thêm các yếu tố sau, dù đơn đặt hàng thực tế cần tính đến:

• Mối nối chồng. Khi hai thanh chồng lên nhau tại một mối nối, thông lệ tiêu chuẩn yêu cầu đoạn chồng dài khoảng 40 lần đường kính thanh. Với cốt thép #5 (15,9 mm), con số này xấp xỉ 64 cm cho mỗi mối nối. Một quy tắc ước tính phổ biến là cộng thêm 10 đến 15 phần trăm vào chiều dài tính toán để bù cho mối nối và hao hụt khi cắt.
• Mức tối thiểu và tối đa theo quy chuẩn xây dựng. Các quy chuẩn như International Building Code và ACI 318 quy định giới hạn về khoảng cách và lớp bê tông bảo vệ, có thể khác các giá trị điển hình trên. Luôn kiểm tra yêu cầu địa phương hoặc bản vẽ của kỹ sư trước khi đặt hàng.
• Hình dạng không chữ nhật. Với bản hình chữ L hoặc hình có đường cong, hãy chia nó thành các hình chữ nhật, tính từng phần bằng máy tính rồi cộng các kết quả lại.
• Làm tròn khi đặt hàng. Thép được bán theo thanh nguyên, nên số lượng được làm tròn chứ không thể là phân số. Nhiều nhà thầu cộng thêm 5 phần trăm để bù cho các thanh bị uốn và hao hụt tại công trường.

Ngoài bản thân cốt thép

Chi phí vật liệu từ máy tính chỉ là một phần của ngân sách. Việc lắp đặt cốt thép thường phát sinh thêm 0,30 US$ đến 0,60 US$ cho mỗi kilôgam tiền công, tùy vào kích thước thanh, khả năng tiếp cận công trường và độ phức tạp của bố trí. Các khoản khác gồm dây buộc, con kê nhựa hoặc thép để giữ thanh cách khỏi ván khuôn, và phí giao hàng, có thể từ 150 US$ đến 500 US$ tùy khoảng cách và quy mô đơn hàng.

Các câu hỏi thường gặp

Máy tính cốt thép chính xác đến mức nào? Công cụ cho câu trả lời chính xác đối với một lưới hình chữ nhật đơn giản. Độ chính xác trong công trình thực tế phụ thuộc vào mức độ công trình phù hợp với giả định đó. Hình dạng phức tạp, các vùng cốt thép khác nhau và mối nối chồng không được tính, nên hầu hết nhà thầu cộng thêm 10 đến 15 phần trăm vào kết quả thô trước khi đặt hàng.

Nên dùng cốt thép kích thước nào cho bản bê tông? Điều này phụ thuộc vào chiều dày bản, tải trọng dự kiến và quy chuẩn địa phương. Theo hướng dẫn chung, các bản nhà ở mỏng như sân thường dùng thanh #3, bản móng nhà thường dùng #4, còn sàn thương mại hoặc nhà kho thường cần #5 hoặc #6. Kỹ sư kết cấu hoặc cơ quan xây dựng địa phương cần xác nhận yêu cầu thực tế.

Tại sao tổng số thanh cốt thép lại cộng hai hướng thay vì nhân với nhau? Mỗi thanh chỉ phủ một hướng của lưới. Một thanh chạy theo chiều dài bản không đồng thời được tính là thanh chạy theo chiều rộng. Nhân hai số lượng sẽ cho số điểm giao nhau trong lưới, không phải số thanh.

Nên đặt thêm bao nhiêu cốt thép cho mối nối và hao hụt? Một mức ước tính phổ biến là cao hơn tổng tính toán 10 đến 15 phần trăm, bao gồm mối nối chồng, hao hụt khi cắt và một số thanh bị hỏng hoặc cắt sai. Với đơn hàng 1.000 mét, điều đó có nghĩa là đặt khoảng 1.100 đến 1.150 mét.

Lưới thép hàn có thể thay thế cốt thép không? Đôi khi có thể. Lưới thép hàn phù hợp với các bản chịu tải nhẹ và kiểm soát vết nứt, chẳng hạn như vỉa hè hoặc sàn tầng hầm. Lưới này không thay thế được cốt thép kết cấu trong các bản hoặc cấu kiện chịu lực, và mọi phương án thay thế cần được kỹ sư của dự án phê duyệt.

Giá cốt thép có thay đổi theo khu vực không? Có. Giá thép phụ thuộc vào công suất sản xuất của nhà máy, khoảng cách vận chuyển và nhu cầu địa phương. Nên lấy báo giá từ nhiều hơn một nhà cung cấp, vì giá giữa các nhà cung cấp trong cùng khu vực có thể chênh lệch 10 đến 20 phần trăm.

Tài liệu tham khảo

1. Viện Bê tông Hoa Kỳ. Yêu cầu quy chuẩn xây dựng đối với bê tông kết cấu (ACI 318).
2. Viện Thép Cốt bê tông. Sổ tay thực hành tiêu chuẩn.
3. Hội đồng Quy chuẩn Quốc tế. Bộ Quy chuẩn Xây dựng Quốc tế.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với thanh thép carbon có gân và trơn dùng để gia cường bê tông.