Oțelul este unul dintre materialele structurale cele mai utilizate din abundență, datorită rezistenței sale, valorii resturilor și ușurinței de transport. Se folosește pentru conducte (distribuție de apă, aer comprimat și gaze), conducte de utilități, structuri de distribuție a combustibilului, canalizare sisteme, structuri de ponton și o serie de accesorii, cum ar fi șocuri, cleme, borne, umerașe, rosturi de expansiune și ancore. Structurile de oțel sunt susceptibile la diverse riscuri de mediu și de altă natură, care le compromit grav integritatea structurală, siguranța și longevitatea.
Coroziune
Oțelul este susceptibil la coroziune în atmosfere exterioare. Coroziunea este distrugerea unui metal datorită reacției sale cu oxigenul atmosferic. Această oxidare electrochimică produce oxid de metal sau rugină. Structurile de oțel trebuie protejate în mod adecvat prin aplicarea unei bariere adecvate între elementul metalic și atmosferă. Preparatele de suprafață asigură protecția și prelungesc durata de viață utilă a unei structuri din oțel. Unele tipuri obișnuite de metode de pregătire a suprafețelor din oțel includ sablare abrazivă uscată, sablare cu apă, acoperiri cu gudron de cărbune, vopsea și înlocuirea oțelului cu aliaje rezistente la coroziune, cum ar fi:
- aliaje de titan
- aliaje de nichel
- aliaje de aluminiu
- oțel inoxidabil
Acestea și alte metode de protecție împotriva coroziunii sunt de obicei scumpe și sunt restricționate de limitări practice, cum ar fi accesibilitatea, locația și timpul.
Tratament ignifug
Elementele structurale din oțel necesită un tratament costisitor ignifug. Deși elementele din oțel, cum ar fi structurile de sine stătătoare, sunt incombustibile, rezistența lor se reduce la mare temperaturile cauzate de incendiu sau atunci când alte materiale dintr-o clădire ard, făcându-le susceptibile flambând. Mai mult, oțelul, fiind un excelent conductor de căldură, aprinde materialele în contact și provoacă incendii care se răspândesc rapid în alte secțiuni ale clădirii. Structurile de oțel pot necesita o protecție suplimentară împotriva incendiilor, iar clădirile ar putea fi necesare să fie instalate cu sisteme de aspersoare adecvate, așa cum sunt definite de cerințele referitoare la codul de construcție ale unei anumite localități. Acoperirile ignifuge, cum ar fi acoperirile minerale expandate, betonul și materialele intumescente, asigură că temperatura oțelului nu depășește limitele de aprindere în caz de incendiu. Adesea, structurile din oțel sunt închise în bloc de gips, bloc de zidărie, placă de gips și carcase de plăci de lut care le protejează de căldură. Aceste incinte sunt de obicei scumpe și necesită întreținere suplimentară.
Oboseală și fractură
Potrivit lui Jack C. McCormac din cartea „Structural Steel Design”, elementele din oțel sunt susceptibile la oboseală. Variațiile mari ale rezistenței la tracțiune expun elementele din oțel la tensiuni excesive, ceea ce reduce rezistența sa generală. Oțelul este, de asemenea, susceptibil la fracturi fragile atunci când își pierde ductilitatea. Acest lucru îi mărește șansele de flambaj, care este de obicei contrabalansat prin adăugarea de coloane de oțel scumpe care rigidizează structura primară.