Bóc tách khối lượng thép kết cấu

Các thép hình cán (W, S, M, HP, C, MC, thép góc, tiết diện rỗng và ống thép) được bóc theo trọng lượng danh nghĩa đã công bố trên mỗi foot nhân với chiều dài chi tiết lấy từ bản vẽ gia công hoặc bản vẽ lắp dựng. Ký hiệu đã mã hóa sẵn trọng lượng: W14x30 nghĩa là 30 pound mỗi foot, không bao giờ phải tính lại từ tiết diện ngang. Ở các khu vực dùng hệ mét, nguyên tắc tương tự áp dụng dưới dạng khối lượng trên mỗi mét lấy từ bảng tra tiết diện tiêu chuẩn. Tấm thép được tính theo hình chữ nhật bao nhỏ nhất: kích thước chữ nhật tổng thể nhân chiều dày nhân tỷ trọng. Phần phế liệu tam giác từ tấm gối (gusset), góc cắt vát hay đầu được cắt xén không bị trừ đi, vì phần phế liệu đó là vật liệu thực mà nhà gia công đã mua.

Đây là phương pháp Tính trọng lượng (Calculation of Weights) của AISC, được nhắc lại gần như nguyên văn trong các tiêu chuẩn đường cao tốc của Mỹ như Caltrans Standard Specifications Section 55. Phương pháp dự thầu và hầu hết các phương pháp thanh toán theo hợp đồng đều dùng trọng lượng tính toán (lý thuyết) này, chứ không phải khối lượng cân thực tế. Trọng lượng cân, tức khối lượng mà nhà máy cân tại mẻ luyện, có thể vượt trọng lượng lý thuyết một khoảng dung sai cán. ASTM A6 quy định khoảng đó là giới hạn cho phép, chứ không phải mức vượt được bảo đảm: lên tới cộng 2,5 phần trăm với thép hình nặng từ 100 pound mỗi foot trở lên, và từ trừ 2,5 đến cộng 3,0 phần trăm với thép hình dưới 100 pound mỗi foot. Hãy coi đó là dải dung sai dùng để đối chiếu, chứ không phải mức trung bình kỳ vọng; dùng trọng lượng cân ở nơi hợp đồng quy định trọng lượng tính toán sẽ làm xuất hóa đơn vượt mức công việc.

Tấm thép dày có dung sai cán lớn hơn, nên trong các phương pháp thanh toán đường cao tốc và cầu, các tấm rộng hơn 36 inch (khoảng 915 milimét) được cộng thêm một nửa mức vượt trọng lượng cho phép theo ASTM A6 vào trọng lượng hình chữ nhật danh nghĩa của chúng. Các tấm rộng từ 36 inch trở xuống không được cộng thêm. Các phương pháp đo bóc theo hệ mét trong xây dựng đo khối lượng lý thuyết thuần và không áp dụng mức phụ trội này.

Không trừ đi cho các phần cắt vát (cope), khoét bậc, cắt góc, mép cắt, đột lỗ, khoan, doa, phay hay bào. Nhà máy đã cán nguyên tiết diện và nhà gia công đã trả tiền cho nguyên thanh hoặc nguyên tấm, nên vật liệu bị bóc đi là phế liệu, không phải khoản được khấu trừ. ANZSMM nêu rõ là không trừ cho lỗ hay khía, và nguyên tắc tương tự được áp dụng trong các phương pháp chính thức, kể cả với lỗ hay khía lớn trên một cấu kiện cán.

Quy tắc không trừ là tuyệt đối đối với các chi tiết của cấu kiện nhưng không áp dụng cho các diện tích tấm. Các lỗ mở lớn cắt vào một mặt tấm, chẳng hạn như sàn deck hay mặt tấm đế, tuân theo quy tắc lỗ rỗng nhỏ của phương pháp tổng quát vay mượn cho diện tích thép: trừ các lỗ mở lớn hơn khoảng 0,10 mét vuông theo phương pháp hạ tầng dân dụng (CESMM4) và lớn hơn 1,00 mét vuông theo phương pháp xây dựng (RICS NRM2). Không có điều khoản riêng cho lỗ mở của thép, nên các ngưỡng tổng quát này được áp dụng theo phép tương tự. Lỗ mở cho cầu thang, giếng kỹ thuật và thang máy trên sàn deck luôn được trừ; các lỗ xuyên nhỏ thì được bỏ qua.

Trọng lượng kim loại mối hàn và trọng lượng sơn hay mạ kẽm không được tính vào tổng tấn thép. Cả hai đều không đáng kể so với thép cấu kiện và được định giá thành các mục riêng: mối hàn theo chiều dài và kích thước như mô tả trong AWS D1.1, và lớp phủ theo diện tích bề mặt. Bu lông, đai ốc, long đen và đinh hàn, khi cân, được lấy từ các bảng tra phụ kiện liên kết trong AISC Steel Construction Manual (trọng lượng trên mỗi 100 cái); nếu không thì chúng nằm trong khoản dự phòng liên kết. Ở giai đoạn dự thầu, thiết kế liên kết cuối cùng thường chưa biết, nên thép liên kết (tấm gối, tấm chịu cắt, tấm đế và tấm đầu cột, sườn gia cường, thép góc kẹp, bu lông) được tính bằng một tỷ lệ phần trăm cố định cộng thêm vào trọng lượng cấu kiện trần. Thực tế phổ biến dao động từ 3 đến 10 phần trăm, thường là 5 đến 7 phần trăm với khung nhà liên kết chịu cắt thông thường và khoảng 10 đến 15 phần trăm với khung chịu mômen, khung giằng hoặc khung kháng chấn. Tỷ lệ này là một quy ước dự toán không có điều khoản ban hành nào quy định con số cụ thể, nên hãy hiệu chỉnh nó theo dữ liệu lịch sử của nhà gia công; các phương pháp chính thức đo riêng các liên kết khi đã có thiết kế.

Hai hạng mục liên kết đếm được có mục riêng. Thanh neo (bu lông neo) theo ASTM F1554 cấp 36, 55 và 105 là khối lượng mua sắm và lắp đặt suy ra từ số lượng cột và tấm đế (thường là bốn thanh neo cho mỗi tấm đế), được mô tả theo đường kính, chiều dài chôn, phần nhô và cấp thép, và thường do nhà thầu bê tông lắp đặt trước khi dựng thép. Đinh chịu cắt có mũ (AWS D1.1 Type B, thường là ba phần tư inch) là hạng mục số lượng lớn của sàn liên hợp, được bóc theo từng cái từ bảng kê đinh của thiết kế liên hợp, với trọng lượng lấy từ các bảng tra AISC, không bao giờ cộng vào tổng tấn cấu kiện trần.

Trọng lượng cấu kiện bằng chiều dài nhân trọng lượng trên mỗi foot, nên quy ước về chiều dài chi phối tổng tấn. Phương pháp này dùng chiều dài tổng thể của mỗi thép hình, từ đầu này đến đầu kia, không trừ cho phần gia công đầu cấu kiện. ANZSMM đo các tiết diện theo bội số 0,1 mét; thực tế hệ Anh-Mỹ làm tròn tới inch gần nhất hoặc phần lẻ của foot. Cột được đo giữa các điểm nối, và dầm chạy từ tâm gối tựa tới tâm gối tựa hoặc tới chiều dài cắt chi tiết.

Trên mặt bằng kết cấu khung hoặc mặt bằng móng, một cột kết cấu là hình vuông hoặc chữ nhật tô đặc, một thép hình I hoặc W nặng, hoặc ký hiệu tiết diện rỗng hay ống tại một giao điểm lưới trục. Đếm một điểm cho mỗi cột. Tấm đế được đếm cùng với cột, không tách riêng, và các trụ kiến trúc, cọc chắn, chi tiết chôn sẵn và cột phi kết cấu đều bị loại trừ. Một cột được nối qua nhiều tầng vẫn là một cột về số đếm và về tổng tấn, và số bu lông neo cùng số tấm đế suy ra từ đó để dùng làm kiểm tra chéo.

Một số đếm riêng đi kèm với các mục cột: số mảnh lắp dựng, bóc theo từng mảnh có thể vận chuyển hoặc nối tại hiện trường. Nhân công lắp dựng và số lần cẩu nâng được quyết định bởi số mảnh, chứ không phải số cấu kiện liên tục. Một cột ba tầng được nối tại tầng hai là một cấu kiện nhưng là hai mảnh lắp dựng, và một dầm chính vận chuyển thành hai đoạn là hai lần cẩu nâng. Hãy theo dõi số mảnh để tính giờ công lắp dựng, độc lập với tổng tấn.

Các vai trò cấu kiện khác nhau gánh chi phí nhân công gia công và lắp dựng khác nhau trên mỗi tấn, nên tổng tấn được nhóm lại chứ không gộp chung: cột, dầm và dầm chính, thanh giằng, cấu kiện phụ và cấu kiện chèn, cùng các kim loại phụ và chi tiết chôn sẵn, kèm theo việc tách giữa phần gia công tại xưởng và phần tại hiện trường. Các phương pháp chính thức yêu cầu đo riêng cột, dầm, hệ giằng và các cấu kiện bất thường. Các kim loại phụ như cầu thang, thang leo, lan can, lanh tô và chi tiết chôn sẵn thường là một gói riêng tách khỏi khung thép kết cấu.

Tổng tấn cũng được phân tách theo mác thép, vì mác thép chi phối đơn giá và thời gian chờ mua sắm. Thép hình W thường là ASTM A992, tấm thường là A36 hoặc A572 Grade 50, tiết diện rỗng là A500 hoặc A1085, và ống tròn là A53. Cùng một thép hình ở mác cao hơn là một mục mua sắm khác. Ở châu Âu, các mác tương đương lấy từ EN 10025, và ở Úc và New Zealand từ các mác AS/NZS. Hãy xác nhận mác thép đối chiếu với đặc tả vật liệu của dự án trên các bản vẽ kết cấu.

Sàn deck kim loại được bóc theo diện tích trên phần khung đỡ tới mép ngoài của gối tựa sàn deck, theo đơn vị square (100 foot vuông) ở Mỹ hoặc theo mét vuông ở nơi khác. Diện tích được quy đổi sang số lượng tấm bằng cách dùng bề rộng phủ hữu hiệu do Steel Deck Institute công bố theo ANSI/SDI SD-2022, chứ không phải bề rộng danh nghĩa: một tấm sàn deck mái 36 inch phổ biến ghép kín lại đúng 36 inch hữu hiệu, trong khi sàn deck liên hợp có mép gối chồng cài khớp thì phủ ít hơn một chút so với danh nghĩa. Mức dự phòng hao phí sàn deck, thường là 5 đến 10 phần trăm cho việc cắt vừa tại lỗ mở, độ dốc và mép chồng đầu, là một quy ước chứ không phải con số đã ban hành.

Dầm rỗng thép bụng hở và dầm chính rỗng (các dòng SJI K, LH, DLH và KCS) được bóc theo từng cái và theo chiều dài, với trọng lượng lấy từ trọng lượng xấp xỉ theo pound mỗi foot trong bảng tải SJI cho từng ký hiệu, ví dụ 22K9. Trọng lượng đó không gồm hệ giằng ngang và phụ kiện, nên hệ giằng ngang là một mục riêng. Sàn lưới thanh, tấm chống trượt và tấm sàn, cùng bậc thang là các hạng mục kim loại phụ được bóc theo diện tích với quy ước cắt và hao phí riêng, kèm theo viền mép theo chiều dài và bậc thang cùng chiếu nghỉ theo từng cái; trọng lượng của chúng lấy từ trọng lượng sản phẩm trên mỗi diện tích của nhà sản xuất, chẳng hạn như dòng sàn lưới NAAMM/MBG, chứ không phải bảng tra thép hình cán.

Lớp phủ không phải là một hàm của trọng lượng thép. Lớp chống cháy phun, lớp phủ trương nở và sơn tại xưởng hoặc tại hiện trường được bóc theo diện tích bề mặt, bằng chu vi khai triển (chu vi bao) của mỗi tiết diện nhân với chiều dài của nó. Chiều dày lớp chống cháy phụ thuộc vào hệ số tiết diện và mức chịu lửa yêu cầu, do thiết kế chống cháy được công nhận ấn định; UFGS 07 81 00 quy định phạm vi của lớp chống cháy phun. Mạ kẽm nhúng nóng thường được đo theo diện tích bề mặt cấu kiện như sơn, trong khi lớp mạ được quy định theo khối lượng phủ trên mỗi đơn vị diện tích theo ASTM A123, và đơn vị mạ kẽm thường định giá theo trọng lượng thép được nhúng.

Về trọng lượng bóc tách, tiết diện rỗng và ống vẫn dùng trọng lượng danh nghĩa đã công bố trên mỗi foot, nên cơ sở tính tổng tấn không thay đổi. Cái bẫy ở đây là bề dày thành tính toán theo ASTM A500 chỉ bằng khoảng 0,93 lần bề dày thành danh nghĩa, điều này làm giảm các đặc trưng tiết diện tính toán (diện tích và mômen kháng) dù cho trọng lượng trong catalog được tính theo bề dày thành danh nghĩa. Đừng tính lại trọng lượng bóc tách từ bề dày thành tính toán, vì làm vậy sẽ tính thiếu khối lượng đã mua. Hãy xác nhận theo từng bảng tra xem một giá trị công bố báo cáo theo bề dày thành nào.

Thép kết cấu lộ thiên kiến trúc là thép để lộ ra ở nơi mà hình thức bên ngoài quan trọng. AISC Code of Standard Practice định nghĩa các hạng thép lộ thiên làm tăng yêu cầu gia công và hoàn thiện, chẳng hạn như mối hàn nhẵn hơn, cạnh được mài và dung sai chặt hơn. Điều này không làm thay đổi trọng lượng đo bóc, nhưng kéo theo một khoản phụ phí gia công cần được đánh dấu để khoản phụ phí chỉ tính cho các cấu kiện lộ thiên. Hãy coi nó là một cờ phân loại trên tổng tấn vốn theo tiêu chuẩn, chứ không phải một thay đổi về khối lượng.

Cùng một khung cho ra tổng tấn khác nhau tùy theo mục đích. Một dự toán dự thầu cộng vào trọng lượng cấu kiện thuần đã tính khoản dự phòng liên kết cùng khoản dự phòng cắt thừa hoặc phế liệu, và bóc sàn deck cùng dầm rỗng theo diện tích hoặc theo từng cái với hao phí riêng của chúng. Khâu mua sắm đặt cấu kiện theo các chiều dài tồn kho của nhà máy (thường là 40, 45, 50 và 60 foot) và sắp xếp chúng để giảm thiểu phần dư không sắp xếp được, tức phần cắt thừa, nên trọng lượng đặt hàng vượt trọng lượng thuần một khoản cắt thừa đó, thường được mô hình hóa thành khoản dự phòng từ 3 đến 8 phần trăm.

Hồ sơ thanh toán theo tiến độ và khối lượng đo để thanh toán, đặc biệt trong công trình đường cao tốc, chỉ dùng trọng lượng tính toán đã được pháp điển hóa: tấm thép tính theo hình chữ nhật, cộng một nửa mức vượt theo ASTM A6 đối với tấm rộng, không trừ gì cả, và không tính mối hàn hay sơn. Kiểm soát chi phí đối chiếu trọng lượng cân của nhà gia công với trọng lượng hợp đồng đã tính, trong phạm vi khoảng dung sai cán ASTM A6. Khoản dự phòng liên kết và khoản dự phòng cắt thừa chỉ thuộc về dự thầu và đặt hàng, không bao giờ thuộc về khối lượng đo để thanh toán. Exayard đọc bộ bản vẽ và bảng kê thép, áp dụng các quy tắc này theo vai trò và mác thép của cấu kiện, và ghi lại tiêu chuẩn đứng sau mỗi khối lượng để có thể đo lại và bảo vệ trọng lượng đó.