1. Phải biết đang tính khối lượng cho mục đích nào
Bảng thép dùng đặt vật tư, bảng khối lượng thanh toán và danh mục khối lượng nâng có thể cùng bắt đầu từ bản vẽ nhưng không cho cùng kết quả. Phôi thừa ở xưởng thuộc vật tư mua, không thuộc cụm nâng. Sơn, bu lông và một giá đỡ tạm có thể nằm trong cụm nâng dù không nằm trong danh mục thép hình chính.
Phần thuyết minh về cách tính khối lượng trong AISC 303-22 phân biệt cơ sở khối lượng dùng cho hợp đồng với khối lượng thực; các bên cần hiểu rõ cơ sở đã chọn. [1] Bài này chỉ lập một cân bằng vật chất giả định. Các phép trừ lỗ dưới đây nhằm tính hình học vật nằm lại, không được hiểu là quy tắc thanh toán mặc định.
2. Thép hình tổ hợp: lấy đúng chiều cao bản bụng
Chọn 12 thanh chữ I hàn, mỗi thanh dài 6 m. Kích thước tiết diện giả định gồm chiều cao toàn bộ h = 300 mm, bề rộng mỗi cánh b = 150 mm, chiều dày cánh t_f = 12 mm và bụng t_w = 8 mm. Bụng đặt giữa hai cánh, nên chiều cao riêng của bụng bằng h−2t_f = 276 mm.
A = 2bt_f + (h−2t_f)t_w
A = 5.808 mm²
Dùng khối lượng riêng ρ = 7.850 kg/m³ cho phép tính minh họa, khối lượng dài bằng:
μ = ρA×10⁻⁶ = 45,5928 kg/m
Tổng 72 m thanh cho 3.282,6816 kg thép tấm tạo tiết diện. Lấy bụng cao đủ 300 mm sẽ đếm trùng thể tích trong hai cánh, làm diện tích tăng 192 mm² và khối lượng cả nhóm tăng 108,5184 kg.
Công thức này chưa gồm kim loại hàn nối bụng với cánh. Nó cũng không phải công thức chính xác cho tiết diện I cán có bán kính lượn ở góc. Với sản phẩm cán, cần đối chiếu bảng đặc trưng đúng mã và đúng hệ đơn vị; không tự thay bằng ba hình chữ nhật rồi coi hai giá trị đương nhiên giống nhau.
3. Ống giằng: đường kính ngoài khác đường kính trung bình
Nhóm giằng gồm 16 đoạn ống tròn, mỗi đoạn dài 3,20 m, đường kính ngoài D = 114,3 mm và chiều dày t = 6,3 mm. Giả sử các đoạn đầu vuông, chưa có vết cắt yên ngựa hoặc lỗ bổ sung.
A ống = π[D²−(D−2t)²]/4
A ống = π(Dt−t²)
Diện tích bằng 2.137,539642 mm², khối lượng dài 16,779686 kg/m; cả 51,20 m có khối lượng 859,119933 kg. Nếu dùng gần đúng πDt mà bỏ t², đã sử dụng chu vi ngoài thay vì chu vi giữa bề dày, nên kết quả cao hơn mô hình vành tròn.
Bảng Celsius 420 NH của Tata Steel ghi 16,8 kg/m cho tiết diện 114,3 × 6,3 mm. [2] Giá trị bảng đã làm tròn nên nhân với 51,20 m cho 860,16 kg, khác phép hình học khoảng 1,04 kg. Đây chưa phải dấu hiệu lô hàng thiếu hoặc dư thép; khối lượng hình học danh nghĩa và số liệu đo thực của sản phẩm cần được nhận dạng riêng.
4. Tấm và lỗ: một kiểm tra độc lập cho dữ liệu mô hình
Có 12 bản đế 300 × 350 × 20 mm. Mỗi bản có bốn lỗ xuyên đường kính 22 mm, không chồng lấn và nằm hoàn toàn trong bản. Dùng mét trong biểu thức:
m bản đế = 12ρt[LB−4πd²/4]
Khối lượng sau trừ lỗ là 194,955320 kg; khối lượng hình chữ nhật chưa trừ là 197,82 kg. Phần khác nhau 2,864680 kg cần được đặt đúng cột, thay vì sửa một con số rồi làm mất thông tin về phôi ban đầu.
Thêm 24 bản mã tam giác vuông có hai cạnh 250 và 200 mm, dày 12 mm. Mỗi bản có hai lỗ 18 mm, cũng giả định nằm hoàn toàn trong bản và không giao nhau. Diện tích một mặt kim loại bằng 0,25 × 0,20/2 − 2π × 0,018²/4. Cả nhóm có khối lượng 55,369393 kg.
Tekla lưu ý cách tính weight, gross weight và net weight phụ thuộc loại tiết diện, mô hình khối rắn và mức biểu diễn các góc lượn; tài liệu của hãng còn nêu các thuộc tính được mô tả không khấu trừ lỗ bu lông. [3] Vì thế không suy ra rằng mọi báo cáo có chữ net đã trừ đúng các lỗ của phép tính tay. Cần thử một bản đế và so sánh chính xác thuộc tính đang xuất.
Tổng bốn nhóm thép chính theo mô hình hình học là 4.392,126246 kg. Con số này vẫn chưa bao trùm mọi vật đang gắn trên cụm.
5. Đưa đúng trạng thái lắp ráp vào danh mục khối lượng
Giả sử cụm có thêm 100 bộ bu lông, mỗi bộ gồm đầy đủ chi tiết theo danh mục và có khối lượng giả định 0,42 kg: tổng 42 kg. Sàn grating có diện tích đặt hàng 18 m², dữ liệu giả định 32 kg/m², tổng 576 kg. Cần xác định số liệu grating đã gồm thanh viền hay chưa để tránh cộng lại thanh viền lần thứ hai.
Tổng chiều dài mối hàn góc trên toàn cụm giả định là 360 m, gồm 288 m dọc các thanh I và 72 m ở các chi tiết khác. Với mối hàn lý tưởng hai cạnh bằng 6 mm, mặt cắt kim loại bổ sung được lấy là tam giác vuông diện tích 6²/2 = 18 mm². Bỏ qua độ lồi và biến động thực tế, khối lượng bổ sung là 50,868 kg.
Đây là khối lượng kim loại nằm lại, không phải lượng dây hoặc que đã tiêu hao. Cũng không cộng cả vùng kim loại cơ bản nóng chảy vào khối lượng mới vì vật liệu đó vốn đã nằm trong các tấm được tính.
Giả sử diện tích lớp phủ khô thực tế là 140 m², chiều dày khô 250 µm và khối lượng riêng lớp khô 1.500 kg/m³. Khối lượng lớp phủ tương ứng 52,50 kg. Các thông số này là giả định riêng; không dùng khối lượng riêng sơn ướt và lượng sơn mua để suy ra khối lượng khô gắn trên kết cấu.
m cụm = m thép chính + m bu lông + m sàn + m hàn + m phủ
m cụm = 5.113,494246 kg
Để chuyển sang lực trọng trường tĩnh dùng W = mg. Với g = 9,81 m/s², lực bằng 50,163379 kN. Chưa có thiết bị treo, dây cẩu, đồ gá tạm hay tải động trong giá trị này; chúng cần thêm vào đúng trạng thái nâng đang xét.
6. Lượng phôi mua phải qua sơ đồ cắt
Với 16 đoạn ống dài 3,20 m, giả định nguồn cung đang xét chỉ có thanh dài đúng 12 m. Mỗi đầu thanh phải xén 20 mm và mỗi đoạn lấy ra cần một đường cắt hao chiều dài 3 mm. Bỏ qua sai lệch chiều dài danh nghĩa trong ví dụ.
Ba đoạn cần 3 × (3,20+0,003) = 9,609 m, nằm trong chiều dài sau xén 11,96 m. Bốn đoạn cần 12,812 m nên không vừa. Vì vậy năm thanh chỉ cho 15 đoạn; phải mua sáu thanh, tổng 72 m.
Khối lượng ống mua theo mô hình danh nghĩa là 1.208,137405 kg, trong khi ống nằm trên cụm chỉ có 859,119933 kg. Tỷ lệ chiều dài nằm lại bằng 51,20/72 = 71,111111%. Phần chênh không được gọi toàn bộ là phế liệu nếu các đoạn còn lại có thể dùng cho công việc khác.
Tổng chiều dài sáu thanh khép kín thành 51,20 m thành phẩm, 0,048 m đường cắt, 0,240 m đầu xén và 20,512 m đoạn còn lại. Năm thanh đầu mỗi thanh còn 2,351 m; thanh cuối sau khi lấy một đoạn còn 8,757 m. Cân bằng này giúp phát hiện bỏ sót một thanh nguyên trong đơn đặt hàng.
Nếu nguồn cung thực tế có thanh 14 m phù hợp quy cách và chứng từ, bốn đoạn có thể lấy từ một thanh, nên bốn thanh đủ 16 đoạn. Đó là phương án cần xác nhận với nhà cung cấp, không phải chiều dài luôn có sẵn. Tài liệu Tata Steel trình bày dải chiều dài theo nhóm kích thước sản phẩm, cho thấy chiều dài mua cũng là một thuộc tính phải kiểm. [2]
7. Độ nhạy và cập nhật khi chế tạo
Giữ đường kính ngoài cố định, đạo hàm khối lượng nhóm ống theo chiều dày là:
dm/dt = ρLπ(D−2t)×10⁻⁶
Ở đây D, t tính bằng mm, L bằng m, nên kết quả là kg/mm. Bộ số cho 128,413429 kg/mm. Tăng t từ 6,3 lên 6,4 mm tạo mức tăng chính xác 12,828716 kg, gần xấp xỉ tuyến tính 12,841343 kg. Đây là độ nhạy của mô hình, không là dung sai sản phẩm được phép.
Một thay đổi nhỏ ở nhiều thanh có thể đáng kể hơn toàn bộ lượng thép bị khoan ở các bản đế. Do đó nên cập nhật khối lượng theo mã cấu kiện và trạng thái chế tạo thay vì áp một tỷ lệ dự phòng chung rồi coi vấn đề đã được giải quyết. Bảng cuối cần giữ được nguồn của kích thước, cơ sở khối lượng dài và các hạng mục lắp thêm; khi có số cân phù hợp, có thể đối chiếu với đúng trạng thái đó để tìm phần còn thiếu hoặc bị đếm hai lần.
Nguồn tham khảo
[1] ANSI/AISC 303-22 — Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges, commentary to Calculation of Weights — American Institute of Steel Construction. Truy cập ngày 09/11/2026.
[2] Celsius 420 NH Technical Guide — Structural hollow sections — Tata Steel UK. Truy cập ngày 09/11/2026.
[3] How does Tekla Structures calculate weight? — Trimble User Assistance. Truy cập ngày 09/11/2026.
Rà soát nội dung: 09/11/2026.
Bảng thép dùng đặt vật tư, bảng khối lượng thanh toán và danh mục khối lượng nâng có thể cùng bắt đầu từ bản vẽ nhưng không cho cùng kết quả. Phôi thừa ở xưởng thuộc vật tư mua, không thuộc cụm nâng. Sơn, bu lông và một giá đỡ tạm có thể nằm trong cụm nâng dù không nằm trong danh mục thép hình chính.
Phần thuyết minh về cách tính khối lượng trong AISC 303-22 phân biệt cơ sở khối lượng dùng cho hợp đồng với khối lượng thực; các bên cần hiểu rõ cơ sở đã chọn. [1] Bài này chỉ lập một cân bằng vật chất giả định. Các phép trừ lỗ dưới đây nhằm tính hình học vật nằm lại, không được hiểu là quy tắc thanh toán mặc định.
2. Thép hình tổ hợp: lấy đúng chiều cao bản bụng
Chọn 12 thanh chữ I hàn, mỗi thanh dài 6 m. Kích thước tiết diện giả định gồm chiều cao toàn bộ h = 300 mm, bề rộng mỗi cánh b = 150 mm, chiều dày cánh t_f = 12 mm và bụng t_w = 8 mm. Bụng đặt giữa hai cánh, nên chiều cao riêng của bụng bằng h−2t_f = 276 mm.
A = 2bt_f + (h−2t_f)t_w
A = 5.808 mm²
Dùng khối lượng riêng ρ = 7.850 kg/m³ cho phép tính minh họa, khối lượng dài bằng:
μ = ρA×10⁻⁶ = 45,5928 kg/m
Tổng 72 m thanh cho 3.282,6816 kg thép tấm tạo tiết diện. Lấy bụng cao đủ 300 mm sẽ đếm trùng thể tích trong hai cánh, làm diện tích tăng 192 mm² và khối lượng cả nhóm tăng 108,5184 kg.
Công thức này chưa gồm kim loại hàn nối bụng với cánh. Nó cũng không phải công thức chính xác cho tiết diện I cán có bán kính lượn ở góc. Với sản phẩm cán, cần đối chiếu bảng đặc trưng đúng mã và đúng hệ đơn vị; không tự thay bằng ba hình chữ nhật rồi coi hai giá trị đương nhiên giống nhau.
3. Ống giằng: đường kính ngoài khác đường kính trung bình
Nhóm giằng gồm 16 đoạn ống tròn, mỗi đoạn dài 3,20 m, đường kính ngoài D = 114,3 mm và chiều dày t = 6,3 mm. Giả sử các đoạn đầu vuông, chưa có vết cắt yên ngựa hoặc lỗ bổ sung.
A ống = π[D²−(D−2t)²]/4
A ống = π(Dt−t²)
Diện tích bằng 2.137,539642 mm², khối lượng dài 16,779686 kg/m; cả 51,20 m có khối lượng 859,119933 kg. Nếu dùng gần đúng πDt mà bỏ t², đã sử dụng chu vi ngoài thay vì chu vi giữa bề dày, nên kết quả cao hơn mô hình vành tròn.
Bảng Celsius 420 NH của Tata Steel ghi 16,8 kg/m cho tiết diện 114,3 × 6,3 mm. [2] Giá trị bảng đã làm tròn nên nhân với 51,20 m cho 860,16 kg, khác phép hình học khoảng 1,04 kg. Đây chưa phải dấu hiệu lô hàng thiếu hoặc dư thép; khối lượng hình học danh nghĩa và số liệu đo thực của sản phẩm cần được nhận dạng riêng.
4. Tấm và lỗ: một kiểm tra độc lập cho dữ liệu mô hình
Có 12 bản đế 300 × 350 × 20 mm. Mỗi bản có bốn lỗ xuyên đường kính 22 mm, không chồng lấn và nằm hoàn toàn trong bản. Dùng mét trong biểu thức:
m bản đế = 12ρt[LB−4πd²/4]
Khối lượng sau trừ lỗ là 194,955320 kg; khối lượng hình chữ nhật chưa trừ là 197,82 kg. Phần khác nhau 2,864680 kg cần được đặt đúng cột, thay vì sửa một con số rồi làm mất thông tin về phôi ban đầu.
Thêm 24 bản mã tam giác vuông có hai cạnh 250 và 200 mm, dày 12 mm. Mỗi bản có hai lỗ 18 mm, cũng giả định nằm hoàn toàn trong bản và không giao nhau. Diện tích một mặt kim loại bằng 0,25 × 0,20/2 − 2π × 0,018²/4. Cả nhóm có khối lượng 55,369393 kg.
Tekla lưu ý cách tính weight, gross weight và net weight phụ thuộc loại tiết diện, mô hình khối rắn và mức biểu diễn các góc lượn; tài liệu của hãng còn nêu các thuộc tính được mô tả không khấu trừ lỗ bu lông. [3] Vì thế không suy ra rằng mọi báo cáo có chữ net đã trừ đúng các lỗ của phép tính tay. Cần thử một bản đế và so sánh chính xác thuộc tính đang xuất.
Tổng bốn nhóm thép chính theo mô hình hình học là 4.392,126246 kg. Con số này vẫn chưa bao trùm mọi vật đang gắn trên cụm.
5. Đưa đúng trạng thái lắp ráp vào danh mục khối lượng
Giả sử cụm có thêm 100 bộ bu lông, mỗi bộ gồm đầy đủ chi tiết theo danh mục và có khối lượng giả định 0,42 kg: tổng 42 kg. Sàn grating có diện tích đặt hàng 18 m², dữ liệu giả định 32 kg/m², tổng 576 kg. Cần xác định số liệu grating đã gồm thanh viền hay chưa để tránh cộng lại thanh viền lần thứ hai.
Tổng chiều dài mối hàn góc trên toàn cụm giả định là 360 m, gồm 288 m dọc các thanh I và 72 m ở các chi tiết khác. Với mối hàn lý tưởng hai cạnh bằng 6 mm, mặt cắt kim loại bổ sung được lấy là tam giác vuông diện tích 6²/2 = 18 mm². Bỏ qua độ lồi và biến động thực tế, khối lượng bổ sung là 50,868 kg.
Đây là khối lượng kim loại nằm lại, không phải lượng dây hoặc que đã tiêu hao. Cũng không cộng cả vùng kim loại cơ bản nóng chảy vào khối lượng mới vì vật liệu đó vốn đã nằm trong các tấm được tính.
Giả sử diện tích lớp phủ khô thực tế là 140 m², chiều dày khô 250 µm và khối lượng riêng lớp khô 1.500 kg/m³. Khối lượng lớp phủ tương ứng 52,50 kg. Các thông số này là giả định riêng; không dùng khối lượng riêng sơn ướt và lượng sơn mua để suy ra khối lượng khô gắn trên kết cấu.
m cụm = m thép chính + m bu lông + m sàn + m hàn + m phủ
m cụm = 5.113,494246 kg
Để chuyển sang lực trọng trường tĩnh dùng W = mg. Với g = 9,81 m/s², lực bằng 50,163379 kN. Chưa có thiết bị treo, dây cẩu, đồ gá tạm hay tải động trong giá trị này; chúng cần thêm vào đúng trạng thái nâng đang xét.
6. Lượng phôi mua phải qua sơ đồ cắt
Với 16 đoạn ống dài 3,20 m, giả định nguồn cung đang xét chỉ có thanh dài đúng 12 m. Mỗi đầu thanh phải xén 20 mm và mỗi đoạn lấy ra cần một đường cắt hao chiều dài 3 mm. Bỏ qua sai lệch chiều dài danh nghĩa trong ví dụ.
Ba đoạn cần 3 × (3,20+0,003) = 9,609 m, nằm trong chiều dài sau xén 11,96 m. Bốn đoạn cần 12,812 m nên không vừa. Vì vậy năm thanh chỉ cho 15 đoạn; phải mua sáu thanh, tổng 72 m.
Khối lượng ống mua theo mô hình danh nghĩa là 1.208,137405 kg, trong khi ống nằm trên cụm chỉ có 859,119933 kg. Tỷ lệ chiều dài nằm lại bằng 51,20/72 = 71,111111%. Phần chênh không được gọi toàn bộ là phế liệu nếu các đoạn còn lại có thể dùng cho công việc khác.
Tổng chiều dài sáu thanh khép kín thành 51,20 m thành phẩm, 0,048 m đường cắt, 0,240 m đầu xén và 20,512 m đoạn còn lại. Năm thanh đầu mỗi thanh còn 2,351 m; thanh cuối sau khi lấy một đoạn còn 8,757 m. Cân bằng này giúp phát hiện bỏ sót một thanh nguyên trong đơn đặt hàng.
Nếu nguồn cung thực tế có thanh 14 m phù hợp quy cách và chứng từ, bốn đoạn có thể lấy từ một thanh, nên bốn thanh đủ 16 đoạn. Đó là phương án cần xác nhận với nhà cung cấp, không phải chiều dài luôn có sẵn. Tài liệu Tata Steel trình bày dải chiều dài theo nhóm kích thước sản phẩm, cho thấy chiều dài mua cũng là một thuộc tính phải kiểm. [2]
7. Độ nhạy và cập nhật khi chế tạo
Giữ đường kính ngoài cố định, đạo hàm khối lượng nhóm ống theo chiều dày là:
dm/dt = ρLπ(D−2t)×10⁻⁶
Ở đây D, t tính bằng mm, L bằng m, nên kết quả là kg/mm. Bộ số cho 128,413429 kg/mm. Tăng t từ 6,3 lên 6,4 mm tạo mức tăng chính xác 12,828716 kg, gần xấp xỉ tuyến tính 12,841343 kg. Đây là độ nhạy của mô hình, không là dung sai sản phẩm được phép.
Một thay đổi nhỏ ở nhiều thanh có thể đáng kể hơn toàn bộ lượng thép bị khoan ở các bản đế. Do đó nên cập nhật khối lượng theo mã cấu kiện và trạng thái chế tạo thay vì áp một tỷ lệ dự phòng chung rồi coi vấn đề đã được giải quyết. Bảng cuối cần giữ được nguồn của kích thước, cơ sở khối lượng dài và các hạng mục lắp thêm; khi có số cân phù hợp, có thể đối chiếu với đúng trạng thái đó để tìm phần còn thiếu hoặc bị đếm hai lần.
Nguồn tham khảo
[1] ANSI/AISC 303-22 — Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges, commentary to Calculation of Weights — American Institute of Steel Construction. Truy cập ngày 09/11/2026.
[2] Celsius 420 NH Technical Guide — Structural hollow sections — Tata Steel UK. Truy cập ngày 09/11/2026.
[3] How does Tekla Structures calculate weight? — Trimble User Assistance. Truy cập ngày 09/11/2026.
Rà soát nội dung: 09/11/2026.
