Zawartość
Stal jest jednym z najczęściej używanych materiałów konstrukcyjnych ze względu na swoją wytrzymałość, wartość złomu i łatwość transportu. Służy do rur (dystrybucja wody, sprężonego powietrza i gazu), linii użyteczności publicznej, struktur dystrybucji paliwa, systemów kanalizacyjnych, konstrukcji pontonowych i wielu akcesoriów, takich jak kliny, knagi, pachołki, wieszaki, złącza kompensacyjne i kotwy. Konstrukcje stalowe są podatne na różne zagrożenia środowiskowe i inne, które poważnie zagrażają ich integralności strukturalnej, bezpieczeństwu i długowieczności.
Korozja
Stal jest podatna na korozję w atmosferach zewnętrznych. Korozja to niszczenie metalu w wyniku jego reakcji z tlenem atmosferycznym. To elektrochemiczne utlenianie wytwarza tlenek metalu lub rdzę. Konstrukcje stalowe muszą być odpowiednio chronione poprzez zastosowanie odpowiedniej bariery między metalowym elementem a atmosferą. Przygotowania powierzchni zapewniają ochronę i przedłużają żywotność konstrukcji stalowej. Niektóre typowe metody przygotowania powierzchni stali obejmują piaskowanie na sucho, piaskowanie wodą, powłoki ze smoły węglowej, farbę i zastępowanie stali stopami odpornymi na korozję, takimi jak stopy tytanu, stopy niklu, stopy aluminium i stal nierdzewna. Te i inne metody ochrony przed korozją są zwykle drogie i są ograniczone praktycznymi ograniczeniami, takimi jak dostępność, lokalizacja i czas.
Ognioodporne traktowanie
Stalowe elementy konstrukcyjne wymagają drogiej obróbki ognioodpornej. Chociaż elementy stalowe, takie jak konstrukcje wolnostojące, są niepalne, ich wytrzymałość zmniejsza się w wysokich temperaturach z powodu pożaru lub w wyniku spalania innych materiałów w budynku, co czyni je podatnymi na wyboczenie. Ponadto stal, będąc doskonałym przewodnikiem ciepła, zapala stykające się materiały i powoduje pożary, które szybko rozprzestrzeniają się na inne części budynku. Konstrukcje stalowe mogą wymagać dodatkowej ochrony przeciwpożarowej, a budynki mogą wymagać instalacji odpowiednich instalacji tryskaczowych, zgodnie z wymogami kodeksu budowlanego dla konkretnej lokalizacji. Powłoki ognioodporne, takie jak ekspandowane powłoki mineralne, beton i materiały pęczniejące, zapewniają, że temperatura stali nie przekroczy limitów zapłonu w przypadku pożaru. Często konstrukcje stalowe są zamknięte w bloku gipsowym, bloku murowanym, płycie gipsowej i obudowach z płytek glinianych, które chronią je przed ciepłem. Obudowy te są zazwyczaj drogie i wymagają dodatkowej konserwacji.
Zmęczenie i złamanie
Według Jacka C. McCormaca w książce „Stal konstrukcyjna” elementy stalowe są podatne na zmęczenie. Duże różnice w wytrzymałości na rozciąganie narażają elementy stalowe na nadmierne napięcie, co zmniejsza jego ogólną wytrzymałość. Stal jest również podatna na kruche pękanie, gdy traci swoją plastyczność. Zwiększa to ryzyko wyboczenia, które zwykle równoważy się poprzez dodanie drogich stalowych kolumn usztywniających podstawową konstrukcję.