Ο χάλυβας είναι ένα από τα πιο άφθονα δομικά υλικά, λόγω της αντοχής του, της τιμής απορριμμάτων και της ευκολίας μεταφοράς. Χρησιμοποιείται για σωλήνες (νερό, διανομή πεπιεσμένου αέρα και αερίου), γραμμές χρησιμότητας, δομές διανομής καυσίμων, λύματα συστήματα, δομές πάκτωνα και μια σειρά από αξεσουάρ όπως τσοκ, σφήνες, κολώνες, κρεμάστρες, αρμοί διαστολής και άγκυρες. Οι χαλύβδινες κατασκευές είναι ευαίσθητες σε διάφορους περιβαλλοντικούς και άλλους κινδύνους που θέτουν σε σοβαρό κίνδυνο τη δομική τους ακεραιότητα, την ασφάλεια και τη μακροζωία.
Διάβρωση
Ο χάλυβας είναι ευαίσθητος στη διάβρωση σε εξωτερικές ατμόσφαιρες. Η διάβρωση είναι η καταστροφή ενός μετάλλου λόγω της αντίδρασης του με ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Αυτή η ηλεκτροχημική οξείδωση παράγει οξείδιο μετάλλου ή σκουριά. Οι μεταλλικές κατασκευές πρέπει να προστατεύονται επαρκώς με την εφαρμογή κατάλληλου φράγματος μεταξύ του μεταλλικού στοιχείου και της ατμόσφαιρας. Οι επιφανειακές προετοιμασίες διασφαλίζουν την προστασία και παρατείνουν τη διάρκεια ζωής μιας μεταλλικής κατασκευής. Μερικοί συνηθισμένοι τύποι μεθόδων προετοιμασίας επιφανειών χάλυβα περιλαμβάνουν ξηρή λειαντική ανατίναξη, ανατίναξη νερού, επιστρώσεις πίσσας άνθρακα, βαφή και αντικατάσταση χάλυβα με ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα, όπως:
- κράματα τιτανίου
- κράματα νικελίου
- κράματα αλουμινίου
- ανοξείδωτο ατσάλι
Αυτές και άλλες μέθοδοι προστασίας από τη διάβρωση είναι συνήθως δαπανηρές και περιορίζονται από πρακτικούς περιορισμούς όπως η προσβασιμότητα, η τοποθεσία και ο χρόνος.
Πυρίμαχη θεραπεία
Τα μεταλλικά δομικά στοιχεία απαιτούν ακριβή πυρίμαχη επεξεργασία. Αν και τα στοιχεία από χάλυβα, όπως οι αυτόνομες κατασκευές, είναι άκαυστα, η αντοχή τους μειώνεται στο υψηλό θερμοκρασίες λόγω πυρκαγιάς ή όταν καίγονται άλλα υλικά μέσα σε ένα κτίριο, καθιστώντας τα ευαίσθητα σε αυτά λυγισμός. Επιπλέον, ο χάλυβας, ως εξαιρετικός αγωγός θερμότητας, αναφλέγει υλικά σε επαφή και προκαλεί πυρκαγιές που εξαπλώνονται γρήγορα σε άλλα τμήματα ενός κτηρίου. Οι χαλύβδινες κατασκευές ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετη πυρόσβεση και τα κτίρια ενδέχεται να χρειαστούν εγκατάσταση με κατάλληλα συστήματα καταιονισμού, όπως ορίζεται από τις απαιτήσεις κώδικα κτιρίου μιας συγκεκριμένης περιοχής. Πυρίμαχες επικαλύψεις, όπως διογκωμένα μεταλλικά επιχρίσματα, σκυρόδεμα και υλικά διογκώσεως, διασφαλίζουν ότι η θερμοκρασία του χάλυβα δεν υπερβαίνει τα όρια ανάφλεξης σε περίπτωση πυρκαγιάς. Συχνά, οι χαλύβδινες κατασκευές περικλείονται σε μπλοκ γύψου, μπλοκ τοιχοποιίας, γυψοσανίδα και πήλινα πλακίδια που τα προστατεύουν από τη θερμότητα. Αυτά τα περιβλήματα είναι συνήθως ακριβά και απαιτούν επιπλέον συντήρηση.
Κόπωση και κάταγμα
Σύμφωνα με τον Τζακ Γ. Ο McCormac στο βιβλίο «Structural Steel Design», στοιχεία από χάλυβα είναι ευαίσθητα στην κόπωση. Μεγάλες διακυμάνσεις της αντοχής σε εφελκυσμό εκθέτουν τα στοιχεία χάλυβα σε υπερβολική τάση, γεγονός που μειώνει τη συνολική του αντοχή. Ο χάλυβας είναι επίσης ευαίσθητος σε εύθραυστο κάταγμα όταν χάνει την ολκιμότητα του. Αυτό αυξάνει τις πιθανότητες λυγισμού, το οποίο συνήθως αντισταθμίζεται με την προσθήκη δαπανηρών χαλύβδινων στηλών που ενισχύουν την πρωτογενή δομή.