Stål är ett av de mest använda strukturmaterialen på grund av dess styrka, skrotvärde och transport. Den används för rör (vatten, tryckluft och gasdistribution), kraftledningar, strukturer för bränsledistribution, avlopp system, pontonkonstruktioner och en mängd tillbehör som klossar, klossar, pollare, hängare, expansionsfogar och ankare. Stålkonstruktioner är mottagliga för olika miljö- och andra risker som allvarligt äventyrar deras strukturella integritet, säkerhet och livslängd.
Korrosion
Stål är känsligt för korrosion i utomhusatmosfärer. Korrosion är förstörelsen av en metall på grund av dess reaktion med atmosfäriskt syre. Denna elektrokemiska oxidation ger metalloxid eller rost. Stålkonstruktioner måste skyddas tillräckligt genom applicering av en lämplig barriär mellan metallelementet och atmosfären. Ytberedningar säkerställer skyddet och förlänger en stålkonstruktions livslängd. Några vanliga typer av beredningsmetoder för stålytor inkluderar torrslipning, vattenblästring, koltjärbeläggningar, färg och ersättning av stål med korrosionsbeständiga legeringar, såsom:
- titanlegeringar
- nickellegeringar
- aluminiumlegeringar
- rostfritt stål
Dessa och andra korrosionsskyddande metoder är vanligtvis dyra och begränsas av praktiska begränsningar såsom tillgänglighet, plats och tid.
Brandsäker behandling
Stålkonstruktionselement kräver dyr brandsäker behandling. Även om stålelement, som fristående strukturer, är oförbrännbara, minskar deras hållfasthet på hög nivå temperaturer på grund av brand eller när andra material i en byggnad brinner, vilket gör dem mottagliga för knäckning. Dessutom tänder stål, som är en utmärkt värmeledare, material i kontakt och orsakar bränder som snabbt sprider sig till andra delar av en byggnad. Stålkonstruktioner kan kräva ytterligare brandsäkerhet, och byggnader kan behöva installeras med lämpliga sprinklersystem, som definieras av byggnadskoder för en viss ort. Brandsäkra beläggningar, såsom expanderade mineralbeläggningar, betong och svällande material, säkerställer att stålets temperatur inte överstiger antändningsgränserna vid brand. Ofta är stålkonstruktioner inneslutna i gipsblock, murblock, gipsskivor och lerkakel som skyddar dem mot värme. Dessa kapslingar är vanligtvis dyra och kräver ytterligare underhåll.
Trötthet och fraktur
Enligt Jack C. McCormac i boken "Structural Steel Design" är stålelement känsliga för trötthet. Stora variationer i draghållfasthet utsätter stålelement för överdriven spänning, vilket minskar dess totala hållfasthet. Stål är också mottagligt för spröd fraktur när det förlorar sin seghet. Detta ökar dess chanser att knäcka, vilket vanligtvis motverkas genom att lägga till dyra stålpelare som förstyvar den primära strukturen.