Bản vẽ gia công kết cấu thép cho kỹ sư thiết kế

Trong lĩnh vực kết cấu thép, rất nhiều sai sót kỹ thuật, phát sinh chi phí và chậm tiến độ không bắt nguồn từ thi công, mà xuất phát ngay từ giai đoạn thiết kế và triển khai bản vẽ. Đối với kỹ sư, bản vẽ gia công kết cấu thép chính là “ngôn ngữ chung” kết nối giữa thiết kế – xưởng gia công – công trường lắp dựng. Nếu bản vẽ không đúng chuẩn, mọi công đoạn phía sau đều tiềm ẩn rủi ro.

Chính vì vậy, việc hiểu rõ tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép, cách triển khai shop drawing đúng kỹ thuật và phù hợp thực tế sản xuất là yêu cầu bắt buộc đối với kỹ sư kết cấu, kỹ sư shop và bộ phận QA/QC.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu thêm:

• Bản chất và vai trò của bản vẽ gia công
• Nội dung bắt buộc phải thể hiện
• Các tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép thường áp dụng
• Những lỗi kỹ thuật phổ biến cần tránh

Bản vẽ gia công kết cấu thép là gì?

Bản vẽ gia công kết cấu thép (Shop Drawing / Fabrication Drawing) là loại bản vẽ thể hiện chi tiết đến mức có thể gia công trực tiếp tại xưởng, bao gồm:

• Kích thước chính xác từng cấu kiện
• Cấu tạo bản mã, gân tăng cứng
• Vị trí lỗ bulong
• Loại mối hàn, chiều dài mối hàn
• Vật liệu, mác thép
• Ghi chú kỹ thuật phục vụ gia công

Khác với bản vẽ thiết kế (Design Drawing), bản vẽ gia công không mang tính khái quát, mà mang tính sản xuất trực tiếp.

Vai trò của bản vẽ gia công trong chuỗi kết cấu thép

Đối với kỹ sư, bản vẽ gia công kết cấu thép đóng vai trò trung tâm trong toàn bộ vòng đời dự án:

• Là cơ sở để xưởng gia công sản xuất cấu kiện
• Là tài liệu kiểm soát chất lượng (QA/QC)
• Là căn cứ nghiệm thu tại xưởng và công trường
• Là cơ sở đối chiếu khi phát sinh sai lệch

Một bản vẽ gia công sai có thể dẫn đến:

• Gia công sai kích thước
• Không lắp dựng được tại công trường
• Phải cắt sửa, gây hao hụt lớn
• Chậm tiến độ, đội chi phí

Phân biệt bản vẽ thiết kế và bản vẽ gia công kết cấu thép

Tiêu chí	Bản vẽ thiết kế	Bản vẽ gia công kết cấu thép
Mục đích	Tính toán – phê duyệt	Gia công – sản xuất
Mức độ chi tiết	Tổng thể	Rất chi tiết
Thể hiện mối hàn	Ít hoặc ký hiệu	Cụ thể từng mối
Dung sai	Không thể hiện	Bắt buộc
Người sử dụng	Kỹ sư thiết kế	Xưởng, QA/QC

Kỹ sư shop drawing có nhiệm vụ chuyển hóa bản vẽ thiết kế thành bản vẽ gia công.

Nội dung bắt buộc của bản vẽ gia công kết cấu thép

Một bản vẽ gia công kết cấu thép đạt chuẩn phải thể hiện đầy đủ các nội dung sau:

Thông tin chung

• Tên dự án
• Tên cấu kiện
• Ký hiệu cấu kiện
• Tỷ lệ bản vẽ

Kích thước hình học

• Chiều dài, chiều cao, bề rộng
• Khoảng cách trục
• Cao độ
• Kích thước phải rõ ràng – không suy đoán – không chồng chéo.

Cấu tạo chi tiết

• Bản mã
• Gân tăng cứng
• Tấm liên kết

Mỗi chi tiết đều phải có kích thước riêng.

Lỗ bulong và liên kết

• Đường kính lỗ
• Số lượng lỗ
• Khoảng cách lỗ

Sai sót phần này là nguyên nhân phổ biến gây không lắp được tại công trường.

Mối hàn

• Loại mối hàn
• Chiều dài mối hàn
• Ký hiệu hàn theo tiêu chuẩn

Đây là nội dung bắt buộc theo tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép.

Vật liệu

• Mác thép
• Tiêu chuẩn thép áp dụng (TCVN, JIS, ASTM…)

Tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép là gì?

Tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép là tập hợp các quy định nhằm đảm bảo:

• Bản vẽ thống nhất về ký hiệu
• Thể hiện đúng dung sai cho phép
• Phù hợp với tiêu chuẩn gia công và nghiệm thu
• Tránh hiểu sai giữa các bên

Tiêu chuẩn này có thể đến từ:

• Tiêu chuẩn quốc gia
• Tiêu chuẩn quốc tế
• Quy định nội bộ dự án

Các bộ tiêu chuẩn thường áp dụng cho bản vẽ gia công

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

• Phổ biến cho dự án trong nước
• Phù hợp hồ sơ pháp lý

Tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS)

• Rất phổ biến trong nhà xưởng công nghiệp
• Quy định chặt chẽ về ký hiệu và dung sai

Tiêu chuẩn Mỹ (ASTM – AISC – AWS)

• Hệ thống tiêu chuẩn rất chi tiết
• Thể hiện rõ yêu cầu mối hàn, liên kết

Tiêu chuẩn Châu Âu (EN – ISO)

• Thường dùng cho dự án FDI hoặc xuất khẩu kết cấu thép

Kỹ sư cần ghi rõ tiêu chuẩn áp dụng trên bản vẽ.

Tiêu chuẩn thể hiện mối hàn trên bản vẽ gia công

Theo tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép, mối hàn phải thể hiện:

• Ký hiệu hàn
• Kiểu hàn (góc, đối đầu…)
• Chiều dài, chiều cao mối hàn
• Yêu cầu kiểm tra (nếu có)

Không thể ghi chung chung như: “Hàn liên kết”.

Dung sai trong bản vẽ gia công kết cấu thép

Dung sai là nội dung bắt buộc nhưng thường bị bỏ qua.

Ví dụ:

• Dung sai chiều dài
• Dung sai vị trí lỗ
• Dung sai độ thẳng

Không thể hiện dung sai = xưởng tự quyết → rủi ro cao.

Bản vẽ gia công và mối liên hệ với xưởng gia công

Một bản vẽ gia công kết cấu thép tốt phải:

• Phù hợp năng lực gia công thực tế
• Không quá lý thuyết
• Dễ hiểu cho thợ và tổ trưởng

Kỹ sư cần:

• Trao đổi với xưởng trước khi chốt bản vẽ
• Hiểu quy trình gia công thực tế

Các lỗi phổ biến trong bản vẽ gia công kết cấu thép

• Thiếu kích thước chi tiết
• Không thể hiện mối hàn cụ thể
• Sai vị trí lỗ bulong
• Không ghi tiêu chuẩn áp dụng
• Không đồng bộ giữa các bản vẽ

Những lỗi này thường dẫn đến:

• Gia công sai
• Phải cắt sửa
• Hao hụt vật liệu
• Chậm tiến độ

Quy trình triển khai bản vẽ gia công chuẩn cho kỹ sư

• Nhận bản vẽ thiết kế
• Rà soát tiêu chuẩn áp dụng
• Triển khai shop drawing
• Kiểm tra chéo nội bộ
• Trình duyệt chủ đầu tư/tư vấn
• Phát hành cho xưởng gia công

Bỏ qua bước nào cũng tiềm ẩn rủi ro.

Vai trò của kỹ sư shop drawing

Kỹ sư shop drawing là người:

• Hiểu thiết kế
• Hiểu tiêu chuẩn
• Hiểu gia công thực tế

Họ chính là “cầu nối” giữa:

• Kỹ sư thiết kế
• Xưởng gia công
• Công trường lắp dựng

Ảnh hưởng của bản vẽ gia công đến chi phí dự án

Bản vẽ không tối ưu có thể:

• Tăng số lượng mối hàn
• Tăng hao hụt thép
• Tăng nhân công

Ngược lại, bản vẽ tốt giúp:

• Gia công nhanh
• Ít sửa chữa
• Giảm chi phí tổng

Checklist kỹ sư cần kiểm tra trước khi phát hành bản vẽ

• Đã ghi rõ tiêu chuẩn áp dụng
• Đủ kích thước và dung sai
• Mối hàn thể hiện rõ
• Đồng bộ giữa các bản vẽ
• Phù hợp thực tế gia công

Đối với kỹ sư và bộ phận thiết kế, bản vẽ gia công kết cấu thép không chỉ là tài liệu kỹ thuật, mà là yếu tố quyết định chất lượng, tiến độ và chi phí của toàn bộ dự án. Việc hiểu và áp dụng đúng tiêu chuẩn về bản vẽ gia công kết cấu thép giúp:

• Gia công chính xác
• Lắp dựng thuận lợi
• Nghiệm thu dễ dàng
• Giảm rủi ro kỹ thuật

Một bản vẽ đúng chuẩn có giá trị hơn rất nhiều so với việc sửa sai ở công trường.