ข้อเสียของโครงสร้างเหล็ก

เหล็กเป็นวัสดุโครงสร้างที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดชนิดหนึ่ง เนื่องจากมีความแข็งแรง มูลค่าของเศษเหล็ก และความสะดวกในการขนส่ง ใช้สำหรับท่อ (น้ำ อากาศอัด และการจ่ายแก๊ส) สายสาธารณูปโภค โครงสร้างการจ่ายเชื้อเพลิง น้ำเสีย ระบบ โครงสร้างโป๊ะ และอุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น โช๊ค คลีต เสา ที่แขวน ข้อต่อขยาย และ สมอ โครงสร้างเหล็กมีความอ่อนไหวต่อความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและด้านอื่นๆ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความปลอดภัย และอายุขัยอย่างมาก

เหล็กมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศภายนอกอาคาร การกัดกร่อนคือการทำลายโลหะเนื่องจากปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ การเกิดออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าเคมีนี้ทำให้เกิดโลหะออกไซด์หรือเกิดสนิม โครงสร้างเหล็กจำเป็นต้องได้รับการปกป้องอย่างเพียงพอโดยใช้สิ่งกีดขวางที่เหมาะสมระหว่างองค์ประกอบโลหะกับบรรยากาศ การเตรียมพื้นผิวให้การปกป้องและยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างเหล็ก วิธีการเตรียมพื้นผิวเหล็กทั่วไปบางประเภท ได้แก่ การพ่นทรายแบบแห้ง การพ่นด้วยน้ำ การเคลือบทาร์ถ่านหิน การทาสี และเหล็กกล้าทดแทนด้วยโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น:

• โลหะผสมไททาเนียม
  
• โลหะผสมนิกเกิล
  
• โลหะผสมอลูมิเนียม
  
• สแตนเลส

วิธีการเหล่านี้และวิธีการป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ มักจะมีราคาแพงและถูกจำกัดด้วยข้อจำกัดในทางปฏิบัติ เช่น การเข้าถึง ตำแหน่ง และเวลา

องค์ประกอบโครงสร้างเหล็กต้องการการรักษาทนไฟที่มีราคาแพง แม้ว่าองค์ประกอบเหล็ก เช่น โครงสร้างแบบแยกเดี่ยว จะไม่ติดไฟ แต่ความแข็งแรงจะลดลงเมื่ออยู่ในระดับสูง อุณหภูมิอันเนื่องมาจากไฟไหม้หรือเมื่อวัสดุอื่นภายในอาคารถูกไฟไหม้ ซึ่งทำให้อ่อนไหวต่อ โก่ง นอกจากนี้ เหล็กซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยมจะจุดไฟให้กับวัสดุเมื่อสัมผัสและทำให้เกิดเพลิงไหม้ซึ่งลุกลามไปยังส่วนอื่นๆ ของอาคารอย่างรวดเร็ว โครงสร้างเหล็กอาจต้องมีการป้องกันอัคคีภัยเพิ่มเติม และอาจต้องติดตั้งอาคารด้วยระบบสปริงเกลอร์ที่เหมาะสม ตามที่กำหนดโดยข้อกำหนดเกี่ยวกับรหัสอาคารของท้องถิ่นนั้นๆ สารเคลือบกันไฟ เช่น การเคลือบแร่ที่ขยายตัว คอนกรีต และวัสดุที่ลุกลาม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเหล็กไม่เกินขีดจำกัดการติดไฟในกรณีที่เกิดไฟไหม้ บ่อยครั้ง โครงสร้างเหล็กถูกปิดล้อมด้วยยิปซั่มบล็อก อิฐบล็อก ยิปซั่มบอร์ด และเปลือกกระเบื้องดินเผาที่ป้องกันความร้อน กล่องหุ้มเหล่านี้มักมีราคาแพงและต้องการการบำรุงรักษาเพิ่มเติม

ตามที่แจ็คซี McCormac ในหนังสือ “Structural Steel Design” ธาตุเหล็กมีความอ่อนไหวต่อความล้า ความต้านทานแรงดึงที่แปรผันจำนวนมากทำให้องค์ประกอบเหล็กมีแรงตึงมากเกินไป ซึ่งทำให้ความแข็งแรงโดยรวมลดลง เหล็กยังอ่อนไหวต่อการแตกหักแบบเปราะเมื่อสูญเสียความเหนียว สิ่งนี้จะเพิ่มโอกาสของการโก่ง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะถ่วงดุลโดยการเพิ่มเสาเหล็กราคาแพงที่ทำให้โครงสร้างหลักแข็ง