Čelik je jedan od najčešće korištenih strukturnih materijala zbog svoje čvrstoće, vrijednosti otpada i lakoće transporta. Koristi se za cijevi (distribucija vode, komprimiranog zraka i plina), komunalne vodove, strukture za distribuciju goriva, kanalizaciju sustavi, pontonske konstrukcije i mnoštvo dodataka kao što su klinovi, bitve, stupovi, vješalice, dilatacijski zglobovi i sidra. Čelične konstrukcije podložne su raznim okolišnim i drugim rizicima koji ozbiljno ugrožavaju njihov strukturni integritet, sigurnost i dugovječnost.
Korozija
Čelik je osjetljiv na koroziju u vanjskoj atmosferi. Korozija je uništavanje metala uslijed njegove reakcije s atmosferskim kisikom. Ova elektrokemijska oksidacija stvara metalni oksid ili hrđu. Čelične konstrukcije moraju biti na odgovarajući način zaštićene primjenom odgovarajuće barijere između metalnog elementa i atmosfere. Pripreme površina osiguravaju zaštitu i produljuju vijek trajanja čelične konstrukcije. Neke uobičajene vrste metoda pripreme površine čelika uključuju suho pjeskarenje, pjeskarenje vodom, premaze katranom od ugljena, boju i zamjenu čelika legurama otpornim na koroziju, kao što su:
- legure titana
- legure nikla
- legure aluminija
- ne hrđajući Čelik
Ove i druge metode zaštite od korozije obično su skupe i ograničene su praktičnim ograničenjima poput pristupačnosti, mjesta i vremena.
Vatrootporni tretman
Čelični strukturni elementi zahtijevaju skupu vatrootpornu obradu. Iako su čelični elementi, poput samostalnih konstrukcija, negorivi, njihova se čvrstoća jako smanjuje temperature zbog požara ili kada drugi materijali u zgradi izgaraju, što ih čini osjetljivima na izvijanje. Nadalje, čelik, kao izvrstan provodnik topline, pali materijale u dodiru i uzrokuje požare koji se brzo šire na druge dijelove zgrade. Čelične konstrukcije mogu zahtijevati dodatnu vatrootpornost, a zgrade će možda trebati biti instalirane odgovarajućim sustavima prskalica, kako je definirano zahtjevima građevinskog koda određenog mjesta. Vatrootporni premazi, kao što su ekspandirani mineralni premazi, beton i upijajući materijali, osiguravaju da temperatura čelika ne prelazi granice paljenja u slučaju požara. Često su čelične konstrukcije zatvorene u ogradama od gipsa, zidanih blokova, gipsanih ploča i glinenih pločica koje ih štite od topline. Ta su kućišta obično skupa i zahtijevaju dodatno održavanje.
Umor i lom
Prema Jacku C. McCormac u knjizi "Dizajn konstrukcijskog čelika", čelični elementi osjetljivi su na umor. Velike varijacije vlačne čvrstoće izlažu čelične elemente prekomjernoj napetosti, što smanjuje ukupnu čvrstoću. Čelik je također osjetljiv na lomljive lomove kada izgubi svoju plastičnost. To povećava njegove šanse za izvijanje, što se obično uravnotežuje dodavanjem skupih čeličnih stupova koji učvršćuju primarnu strukturu.