L'acciaio è uno dei materiali strutturali più ampiamente utilizzati, grazie alla sua resistenza, valore di scarto e facilità di trasporto. Viene utilizzato per tubi (acqua, distribuzione di aria compressa e gas), linee di servizio, strutture di distribuzione del carburante, sistemi fognari, strutture a pontone e una serie di accessori come cunei, bitte, dissuasori, ganci, giunti di dilatazione e ancoraggi. Le strutture in acciaio sono sensibili a vari rischi ambientali e di altro tipo che ne compromettono gravemente l'integrità strutturale, la sicurezza e la longevità.
Corrosione
L'acciaio è suscettibile alla corrosione in atmosfera esterna. La corrosione è la distruzione di un metallo a causa della sua reazione con l'ossigeno atmosferico. Questa ossidazione elettrochimica produce ossido di metallo o ruggine. Le strutture in acciaio devono essere adeguatamente protette dall'applicazione di un'opportuna barriera tra l'elemento metallico e l'atmosfera. I preparati superficiali assicurano la protezione e prolungano la durata utile di una struttura in acciaio. Alcuni tipi comuni di metodi di preparazione delle superfici in acciaio includono sabbiatura a secco, sabbiatura ad acqua, rivestimenti in catrame di carbone, vernice e acciaio sostitutivo con leghe resistenti alla corrosione, come leghe di titanio, leghe di nichel, leghe di alluminio e acciaio inossidabile. Questi e altri metodi di protezione dalla corrosione sono generalmente costosi e sono limitati da limitazioni pratiche come accessibilità, posizione e tempo.
Trattamento ignifugo
Gli elementi strutturali in acciaio richiedono un costoso trattamento ignifugo. Sebbene gli elementi in acciaio, come le strutture autonome, siano incombustibili, la loro resistenza si riduce alle alte temperature a causa di incendi o quando altri materiali all'interno di un edificio bruciano, rendendoli suscettibili all'instabilità. Inoltre, l'acciaio, essendo un eccellente conduttore di calore, accende i materiali a contatto e provoca incendi che si diffondono rapidamente in altre sezioni di un edificio. Le strutture in acciaio potrebbero richiedere un'ulteriore protezione antincendio e potrebbe essere necessario installare edifici con sistemi di irrigazione adeguati, come definito dai requisiti del codice di costruzione di una determinata località. Rivestimenti ignifughi, come rivestimenti minerali espansi, cemento e materiali intumescenti, assicurano che la temperatura dell'acciaio non superi i limiti di accensione in caso di incendio. Spesso, le strutture in acciaio sono racchiuse in blocchi di gesso, blocchi di muratura, cartongesso e involucri di piastrelle di argilla che li proteggono dal calore. Questi recinti sono in genere costosi e richiedono ulteriore manutenzione.
Fatica e frattura
Secondo Jack C. McCormac nel libro "Structural Steel Design", gli elementi in acciaio sono sensibili alla fatica. Le grandi variazioni della resistenza alla trazione espongono gli elementi in acciaio a una tensione eccessiva, che riduce la resistenza complessiva. L'acciaio è anche suscettibile a fragili fratture quando perde la sua duttilità. Ciò aumenta le possibilità di instabilità, che è in genere controbilanciato dall'aggiunta di costose colonne in acciaio che irrigidiscono la struttura primaria.
