O aço é um dos materiais estruturais mais utilizados, devido à sua resistência, valor de refugo e facilidade de transporte. É usado para tubulações (água, ar comprimido e distribuição de gás), linhas de serviços públicos, estruturas de distribuição de combustível, esgoto sistemas, estruturas de pontão e uma série de acessórios, como calços, travas, cabeços, ganchos, juntas de expansão e âncoras. As estruturas de aço são suscetíveis a vários riscos ambientais e outros que comprometem gravemente sua integridade estrutural, segurança e longevidade.
Corrosão
O aço é suscetível à corrosão em ambientes externos. Corrosão é a destruição de um metal devido à sua reação com o oxigênio atmosférico. Essa oxidação eletroquímica produz óxido de metal ou ferrugem. As estruturas de aço precisam ser adequadamente protegidas pela aplicação de uma barreira apropriada entre o elemento metálico e a atmosfera. As preparações de superfície garantem a proteção e prolongam a vida útil de uma estrutura de aço. Alguns tipos comuns de métodos de preparação de superfície de aço incluem jateamento abrasivo seco, jateamento de água, revestimentos de alcatrão de carvão, tinta e substituição de aço por ligas resistentes à corrosão, tais como:
- ligas de titânio
- ligas de níquel
- ligas de alumínio
- aço inoxidável
Estes e outros métodos de proteção contra corrosão são normalmente caros e são restritos por limitações práticas, como acessibilidade, localização e tempo.
Tratamento à Prova de Fogo
Os elementos estruturais de aço requerem um tratamento à prova de fogo caro. Embora os elementos de aço, como estruturas autônomas, sejam incombustíveis, sua resistência reduz em alta temperaturas devido ao fogo ou quando outros materiais dentro de um edifício queimam, tornando-os suscetíveis a flambagem. Além disso, o aço, sendo um excelente condutor de calor, inflama materiais em contato e provoca incêndios que rapidamente se espalham para outras seções de um edifício. As estruturas de aço podem exigir proteção adicional contra fogo e os edifícios podem precisar ser instalados com sistemas de sprinklers apropriados, conforme definido pelos requisitos do código de construção de uma determinada localidade. Revestimentos à prova de fogo, como revestimentos minerais expandidos, concreto e materiais intumescentes, garantem que a temperatura do aço não exceda os limites de ignição em caso de incêndio. Freqüentemente, as estruturas de aço são fechadas em blocos de gesso, blocos de alvenaria, placas de gesso e revestimentos de telhas de argila que as protegem do calor. Esses gabinetes são geralmente caros e requerem manutenção adicional.
Fadiga e Fratura
De acordo com Jack C. McCormac, no livro “Structural Steel Design”, os elementos de aço são suscetíveis à fadiga. Grandes variações na resistência à tração expõem os elementos de aço a uma tensão excessiva, o que reduz sua resistência geral. O aço também é suscetível a fraturas frágeis quando perde sua ductilidade. Isso aumenta suas chances de flambagem, que normalmente é contrabalançada pela adição de colunas de aço caras que enrijecem a estrutura primária.