Thiết kế thi công lan can, cầu thang Inox: an toàn, đúng chuẩn

Lan can và cầu thang Inox là hạng mục quan trọng trong xây dựng dân dụng và kết cấu công trình, trực tiếp bảo vệ an toàn sử dụng và ảnh hưởng thẩm mỹ tổng thể. Bài viết này tổng hợp tiêu chuẩn áp dụng, cách tính tải trọng, lựa chọn vật liệu – cấu tạo, quy trình thi công, nghiệm thu và bảo trì để bạn thiết kế và thi công “đúng kỹ thuật – đúng kinh tế” tại Việt Nam.

1) Tiêu chuẩn, quy chuẩn bắt buộc và giá trị tham khảo

– Quy chuẩn Việt Nam liên quan:
– QCVN 04:2021/BXD (Nhà chung cư): lan can ban công ≥ 1,4 m; khe hở ≤ 100 mm. Tay vịn cầu thang thường ≥ 1,1 m tùy loại nhà và vị trí sử dụng.
– QCVN 06:2022/BXD (An toàn cháy): yêu cầu về lối thoát nạn, chiều rộng/thông thủy thang, tay vịn liên tục.
– TCVN 2737:1995 (Tải trọng và tác động) – tham khảo khung tải trọng tổng quát cho thiết kế.
– Tiêu chuẩn quốc tế khuyến nghị (tham khảo khi bản vẽ/điều khoản hợp đồng yêu cầu):
– EN 1991-1-1 (Eurocode): tải đường tác dụng lên lan can 0,5–1,0–3,0 kN/m tùy công năng khu vực.
– IBC 2021: tải tập trung 0,89 kN tại tay vịn; tải đều 0,75–1,0 kN/m cho lan can khu vực công cộng.
– Vật liệu & chế tạo: ASTM A240/A312/A554 (thép không gỉ tấm/ống cơ khí), ISO 3506 (bulông Inox), AWS D1.6/ISO 9606 (hàn Inox).

Ghi chú: Ở Việt Nam, nếu hồ sơ mời thầu không chỉ định chi tiết, nên áp dụng tối thiểu QCVN 04:2021/BXD về chiều cao/khe hở và lấy tải thiết kế theo EN 1991-1-1 hoặc IBC tùy công năng sử dụng để đảm bảo an toàn.

2) Lựa chọn mác Inox và bề mặt theo môi trường

– Inox 201: dùng cho nội thất khô, ít ăn mòn. Không khuyến nghị ngoài trời, gần biển, hồ bơi.
– Inox 304 (SUS304): lựa chọn tiêu chuẩn cho nhà ở, công trình đô thị nội địa (Hà Nội). Giới hạn chảy fy ≈ 205 MPa; Rm ≈ 515 MPa (ASTM A240).
– Inox 316 (SUS316): dùng cho môi trường C4–C5 (ISO 9223) như ven biển, khu công nghiệp hóa chất, hồ bơi (clorua).
– Duplex 2205: cân nhắc cho công trình công cộng ven biển tải lớn/ăn mòn cao.

Hoàn thiện bề mặt:
– Hairline/No.4 (#240–#400): phổ biến, che vết xước nhẹ, dễ bảo trì.
– Gương No.8: đẹp nhưng dễ lộ vết xước/ngón tay.
– Bead blast/mờ: ít loá, hiện đại.
– Sau hàn: bắt buộc tẩy mối hàn (pickling), passivation (axit nitric/citric) để khôi phục lớp thụ động chống gỉ.

3) Yêu cầu hình học an toàn và công năng

– Chiều cao lan can:
– Ban công/Loggia: ≥ 1,4 m (QCVN 04:2021/BXD).
– Cầu thang trong nhà: tay vịn trên bậc/chiếu nghỉ ≥ 1,1 m (khuyến nghị theo thực hành phổ biến và IBC/EN).
– Khe hở giữa các thanh/baluster: ≤ 100 mm để tránh kẹt đầu/trẻ em.
– Tay vịn:
– Đường kính/chiều dày tay nắm: Ø38–50 mm, dễ bám; khoảng hở tường 40–50 mm.
– Liên tục, đầu mút trả về tường/trụ để tránh móc vướng.
– Thang:
– Độ dốc 30–38°; chiều cao bậc 150–180 mm; chiều rộng mặt bậc hữu dụng 250–300 mm.
– Bậc hở: khe hở đứng < 100 mm; bổ sung chống trượt (nẹp/đai chống trượt Inox, rãnh phay).

4) Tải trọng thiết kế và kiểm tra sơ bộ tiết diện

Giả thiết phổ biến cho khu vực công cộng/nhà ở cao tầng:
– Tải đều lên đỉnh lan can w = 1,0 kN/m (EN/IBC tham khảo).
– Tải tập trung tại tay vịn P = 0,89–1,0 kN.

Tính nhanh cho trụ lan can dạng công xôn:
– Bước trụ s (m), chiều cao hiệu dụng h (m) → tải quy đổi lên mỗi trụ P = w × s.
– Mô men tại chân trụ M ≈ P × h.
– Chọn tiết diện theo điều kiện bền: Z ≥ M / σallow với σallow ≈ 0,6 × fy ≈ 123 MPa cho Inox 304/316.
Ví dụ:
– w = 1,0 kN/m; s = 1,0 m; h = 1,1 m → P = 1,0 kN; M = 1,1 kN·m = 1,1×10^6 N·mm.
– Z yêu cầu ≈ 1,1×10^6 / 123 ≈ 8.943 mm³.
– Ống tròn Inox 60,3×3,0 mm có Z ≈ 11.500 mm³ → đạt. 50,8×2,0 mm không đạt.
Gợi ý sơ bộ (tham khảo, phải tính/kiểm tra lại theo thực tế):
– Nhà ở: trụ Ø50,8×2,0–3,0 mm hoặc 40×40×2,0–2,5 mm; tay vịn Ø42,4–50,8×1,5–2,0 mm.
– Công trình công cộng: trụ Ø60,3×3,0 mm hoặc 50×50×3,0 mm; tay vịn Ø50,8×2,0–3,0 mm.
– Kính đi kèm (nếu có): 10–12 mm tôi cho nhà ở; 6+6/8+8 mm dán tôi cho công cộng.

Giới hạn chuyển vị khuyến nghị: độ võng đỉnh lan can tại tải sử dụng ≤ 30 mm (tham khảo IBC/EN – kiểm tra hiện trường).

5) Cấu tạo điển hình lan can/cầu thang Inox

5.1 Tay vịn và thanh giằng

– Tay vịn tròn Ø42,4–50,8 mm hoặc elip/bầu dục, độ dày 1,5–2,0 mm (nhà ở) và 2,0–3,0 mm (công cộng).
– Thanh giằng ngang: tối đa 3–4 sợi; lưu ý an toàn trèo của trẻ em. Ưu tiên nan đứng/kính để hạn chế leo.

5.2 Trụ và bản mã chân trụ

– Trụ ống tròn/square; bước trụ s = 900–1.200 mm (tuỳ tải/kiểu infill).
– Bản mã chân trụ: dày 8–12 mm (nhà ở) hoặc 10–16 mm (công cộng), có gân tăng cứng khi trụ mảnh/cao.
– Liên kết nền bê tông:
– Bulông hóa chất M10–M12 (Hilti/Fischer tương đương), chiều sâu neo hiệu dụng 80–120 mm, cách mép ≥ 100–150 mm.
– Mô men xiết theo hãng: M10 ~ 35–45 Nm; M12 ~ 50–80 Nm. Dùng bu lông Inox A4-70 ngoài trời, A2-70 trong nhà (ISO 3506).
– Liên kết thép: bản mã hàn/ốp, bulông cường độ phù hợp; đệm cách điện (nylon/EPDM) giữa Inox và thép carbon để tránh ăn mòn điện hoá.

5.3 Infill: kính, nan, lưới

– Kính: kẹp Inox 304/316 có gioăng EPDM; với công cộng nên dùng kính dán (laminated) để khi vỡ vẫn giữ mảnh.
– Nan đứng: 20×40×1,2–1,5 mm, khoảng cách trục ≤ 110–120 mm để khe hở sạch ≤ 100 mm.
– Lưới/tấm đục lỗ Inox: đảm bảo mép gia cường, không sắc cạnh.

5.4 Chi tiết thoát nước và chống kẽ hở bẩn

– Tránh “khe kẽ hở kín” tại chân trụ/bản mã – khoan lỗ xả nước, bịt keo silicone trung tính.
– Bọc cao su/nhựa tại vị trí tiếp xúc cứng–cứng để giảm rung ồn.

6) Quy trình thi công chuẩn

– Khảo sát – đo đạc: kiểm tra cốt cao độ, độ phẳng/tổ ong bê tông; xử lý bù vữa không co ngót tại chân trụ.
– Gia công xưởng:
– Cắt, vê, hàn TIG (GTAW) với khí Argon 99,99%; lưu lượng 8–12 l/ph. Purge khí mặt trong ống khi hàn kín để tránh cháy đen (sugaring).
– Vật liệu hàn: ER308L/ER316L phù hợp mác nền. Chổi, đá mài chỉ dùng riêng cho Inox, tránh nhiễm sắt.
– Xử lý bề mặt: mài đều hướng (No.4/HL), tẩy mối hàn + passivation.
– Lắp đặt hiện trường:
– Cố định tạm, căn chỉnh laser; khoan, làm sạch lỗ neo, thổi bụi khô; bơm keo hóa chất theo hướng dẫn.
– Xiết bulông theo mô men; kiểm tra cao độ/độ thẳng: sai số thẳng đứng ≤ 3 mm/1 m; cao độ tay vịn ±5 mm.
– Lắp kính/infill, căn khe hở ≤ 100 mm; trét keo trung tính, nẹp chống rung.
– Hoàn thiện: vệ sinh bằng dung dịch trung tính (pH ~7), không dùng chất tẩy chứa clo; dán tem cảnh báo tải/va đập nếu cần.

7) Nghiệm thu và thử tải

– Kiểm tra vật liệu: chứng chỉ mác thép (ASTM A240/A554), chứng chỉ bulông (ISO 3506).
– Kiểm tra mối hàn: mắt thường cấp chất lượng tương đương ISO 5817 mức C; không rỗ nứt, không cháy đen còn muội.
– Thử tải tại hiện trường (khi yêu cầu):
– Tải đều 1,0 kN/m đỉnh lan can bằng túi nước/cát; đo chuyển vị tức thời ≤ 30 mm; không biến dạng dư sau dỡ tải.
– Tải tập trung 0,9–1,0 kN tại tay vịn trong 1 phút, không hư hỏng.
– Hồ sơ: bản vẽ hoàn công, biên bản nghiệm thu, hướng dẫn bảo trì.

8) Bảo trì – kéo dài tuổi thọ

– Chu kỳ vệ sinh:
– Môi trường đô thị (C3): 1–3 tháng/lần bằng xà phòng trung tính, khăn mềm.
– Ven biển/hồ bơi (C4–C5): 2–4 tuần/lần; rửa nước ngọt sau khi dính sương muối.
– Xử lý vết tràm/gỉ bề mặt nhẹ: dùng dung dịch làm sạch Inox chuyên dụng, không dùng mài thô; tái passivation định kỳ nếu cần.
– Kiểm tra hàng năm: lỏng bulông, nứt vữa chân trụ, gioăng lão hóa; thay thế bộ phận hư hỏng ngay.

9) Dự toán nhanh và tối ưu chi phí

– Chọn mác phù hợp môi trường: 304 đủ cho Hà Nội nội đô; 316 cho ven hồ bơi/biển. Tránh 201 ngoài trời.
– Độ dày “đủ dùng”: tay vịn 1,5–2,0 mm (nhà ở), 2,0–3,0 mm (công cộng); trụ tính theo mục 4 để không phải “độn” gân nhiều.
– Tỷ lệ giá tham khảo (biến động theo thị trường): 201 = 1,0; 304 = 1,4–1,7; 316 = 2,0–2,4.
– Tối ưu chế tạo: module hoá, jig hàn lặp; giảm mối hàn tại hiện trường; dùng phụ kiện cơ khí chuẩn (khớp nối, kẹp kính).

10) Các lỗi thường gặp cần tránh

– Dùng Inox 201 ngoài trời/ven biển → loang gỉ nhanh.
– Thành ống quá mỏng (≤1,0 mm) cho tay vịn/trụ → rung, biến dạng tại mối neo.
– Hàn không purge → cháy đen trong ống, ăn mòn kẽ hở sớm.
– Bỏ qua passivation sau tẩy mối hàn.
– Khe hở > 100 mm, tay vịn không liên tục → vi phạm quy chuẩn an toàn.
– Neo hoá chất ngắn/xiết quá lực → tuột neo, nứt bê tông mép.

11) Checklist thiết kế nhanh

– Xác định công năng khu vực → chọn tải thiết kế (EN/IBC).
– Chọn mác Inox theo môi trường (ISO 9223) và hoàn thiện bề mặt.
– Chiều cao lan can/tay vịn và khe hở theo QCVN 04:2021/BXD.
– Tính trụ theo tải đường: chọn Ø/bề dày + bản mã + bulông neo đạt M, Z.
– Bố trí tay vịn liên tục, khoảng hở tường 40–50 mm, đầu mút trả về.
– Chi tiết chống ăn mòn điện hoá, thoát nước, bịt khe trung tính.
– Quy định thử tải/tiêu chí võng và nghiệm thu mối hàn trong hồ sơ.

Tài liệu tham khảo

– QCVN 04:2021/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Nhà chung cư (Bộ Xây dựng Việt Nam).
– QCVN 06:2022/BXD – An toàn cháy cho nhà và công trình.
– TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
– EN 1991-1-1:2002 – Eurocode 1: Actions on structures – Densities, self-weight, imposed loads.
– International Building Code (IBC) 2021 – Section 1607 (Loads), Section 1014–1015 (Handrails/Guards).
– ASTM A240/A312/A554 – Stainless steel plate/pipe/mechanical tubing.
– ISO 3506 – Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners.
– ISO 9223 – Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres.

Kết luận

Để lan can, cầu thang Inox “an toàn – bền – đẹp”, hãy: (1) áp đúng quy chuẩn Việt Nam về chiều cao/khe hở, (2) lấy tải thiết kế theo EN/IBC phù hợp công năng, (3) chọn mác Inox theo môi trường (304 cho đô thị nội địa, 316 cho vùng clorua), (4) tính – chọn tiết diện và neo đạt bền/chuyển vị, (5) hàn TIG có purge, tẩy–passivation chuẩn, (6) nghiệm thu bằng thử tải khi cần và bảo trì định kỳ. Thực hiện tốt các bước trên giúp hệ lan can, cầu thang Inox vận hành an toàn lâu dài, tối ưu chi phí vòng đời.

Cần báo giá, tư vấn cấu hình vật tư và bản vẽ chi tiết cho công trình của bạn? Liên hệ Inox Cường Thịnh – Hotline: 0343.417.281 – Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com để được hỗ trợ kỹ thuật và giá tốt nhất.