Ulempene med stålkonstruksjoner

Stål er et av de mest brukte konstruksjonsmaterialene på grunn av sin styrke, skrapverdi og lette transport. Den brukes til rør (vann, trykkluft og gassdistribusjon), strømledninger, drivstofffordelingsstrukturer, kloakk systemer, pontongkonstruksjoner og en rekke tilbehør som klosser, klosser, pullerter, kleshengere, ekspansjonsfuger og anker. Stålkonstruksjoner er utsatt for ulike miljømessige og andre risikoer som alvorlig kompromitterer deres strukturelle integritet, sikkerhet og lang levetid.

Stål er utsatt for korrosjon i utendørs atmosfærer. Korrosjon er ødeleggelsen av et metall på grunn av dets reaksjon med atmosfærisk oksygen. Denne elektrokjemiske oksidasjonen produserer metalloksid eller rust. Stålkonstruksjoner må beskyttes tilstrekkelig ved å påføre en passende barriere mellom metallelementet og atmosfæren. Overflatebehandlinger beskytter og forlenger levetiden til en stålkonstruksjon. Noen vanlige typer overflatebehandlingsmetoder av stål inkluderer tørr slipende sprengning, vannsprengning, kulltjærebelegg, maling og erstatning av stål med korrosjonsbestandige legeringer, for eksempel:

• titanlegeringer
  
• nikkel legeringer
  
• aluminiumslegeringer
  
• rustfritt stål

Disse og andre korrosjonsbeskyttende metoder er typisk dyre og er begrenset av praktiske begrensninger som tilgjengelighet, plassering og tid.

Stålkonstruksjonselementer krever kostbar brannsikker behandling. Selv om stålelementer, som frittstående strukturer, er ubrennbare, reduseres deres styrke på høyt temperaturer på grunn av brann eller når andre materialer i en bygning brenner, noe som gjør dem utsatt for knekk. Videre antenner stål, som er en utmerket varmeleder, materialer i kontakt og forårsaker branner som raskt sprer seg til andre deler av en bygning. Stålkonstruksjoner kan kreve ytterligere brannsikring, og bygninger må kanskje installeres med passende sprinklersystemer, som definert av kravene til bygningskoder for en bestemt lokalitet. Brannsikre belegg, som utvidede mineralbelegg, betong og oppsvulmende materialer, sørger for at temperaturen på stål ikke overstiger antennelsesgrensene i tilfelle brann. Ofte er stålkonstruksjoner lukket i gipsblokk, murblokk, gipsplate og leire fliser som beskytter dem mot varme. Disse skapene er vanligvis dyre og krever ekstra vedlikehold.

I følge Jack C. McCormac i boken "Structural Steel Design", stålelementer er utsatt for utmattelse. Store variasjoner i strekkfasthet utsetter stålelementer for overdreven spenning, noe som reduserer den totale styrken. Stål er også utsatt for sprø brudd når det mister sin duktilitet. Dette øker sjansene for å knekke, noe som vanligvis motveies ved å legge til dyre stålsøyler som stiver den primære strukturen.