Az acél az egyik leggyakrabban használt szerkezeti anyag, szilárdságának, hulladékértékének és könnyű szállíthatóságának köszönhetően. Csövekhez (víz, sűrített levegő és gáz elosztás), közművezetékekhez, üzemanyag-elosztó szerkezetekhez, szennyvízhez használják rendszerek, pontonszerkezetek és számos tartozék, például ütközők, kapcsok, kikötőbakok, akasztók, tágulási hézagok és horgonyok. Az acélszerkezetek különböző környezeti és egyéb kockázatoknak vannak kitéve, amelyek súlyosan veszélyeztetik szerkezeti integritásukat, biztonságukat és hosszú élettartamukat.
Korrózió
Az acél érzékeny a korrózióra a kültéri légkörben. A korrózió egy fém pusztulása a légköri oxigénnel való reakció miatt. Ez az elektrokémiai oxidáció fémoxidot vagy rozsdát eredményez. Az acélszerkezeteket megfelelő védelemmel kell ellátni a fémelem és a légkör közötti megfelelő korlát alkalmazásával. A felületi előkészületek biztosítják az acélszerkezet védelmét és meghosszabbítják annak élettartamát. Az acélfelület-előkészítési módszerek néhány általános típusa a száraz csiszolás, a víz-robbantás, a kőszénkátrány-bevonatok, a festék és az acél korrózióálló ötvözetekkel való helyettesítése, például:
- titánötvözetek
- nikkelötvözetek
- alumíniumötvözetek
- rozsdamentes acél
Ezek és más korrózióvédő módszerek általában drágák, és gyakorlati korlátozások, például hozzáférhetőség, elhelyezkedés és idő korlátozzák őket.
Tűzbiztos kezelés
Az acélszerkezeti elemek drága tűzálló kezelést igényelnek. Noha az acél elemek, például az önálló szerkezetek nem éghetőek, szilárdságuk magasan csökken a tűz vagy az épületen belüli egyéb anyagok égésekor fellépő hőmérsékletek, amelyek hajlamosak rá hosszirányú kihajlás. Ezenkívül az acél, mivel kiváló hővezető, meggyújtja az érintkezésbe kerülő anyagokat és tüzet okoz, amely gyorsan átterjed az épület más részeire. Az acélszerkezetek további tűzbiztosítást igényelhetnek, és az épületeket megfelelő sprinkler rendszerekkel lehet felszerelni, amint azt az adott helység építési szabályzatának követelményei meghatározzák. A tűzálló bevonatok, például a habosított ásványi bevonatok, a beton és az égéstermék-mentes anyagok biztosítják, hogy az acél hőmérséklete tűz esetén ne lépje túl a gyulladási határértékeket. Az acélszerkezetek gyakran gipsztömbökbe, falazótömbökbe, gipszkartonlapokba és agyagcserép burkolatokba vannak zárva, amelyek megvédik őket a hőtől. Ezek a házak általában drágák és további karbantartást igényelnek.
Fáradtság és törés
Jack C. szerint. McCormac a „Strukturális acéltervezés” című könyvben az acél elemek érzékenyek a fáradtságra. A szakítószilárdság nagy eltérései miatt az acélelemek túlzott feszültségnek vannak kitéve, ami csökkenti általános szilárdságát. Az acél törékeny törésekre is hajlamos, ha elveszíti hajlékonyságát. Ez növeli a lehajlás esélyét, amelyet általában ellensúlyoz az elsődleges szerkezetet merevítő drága acéloszlopok hozzáadása.