O aço é um dos materiais estruturais mais usados, devido à sua resistência, valor de sucata e facilidade de transporte. É usado para tubulações (distribuição de água, ar comprimido e gás), linhas de serviço público, estruturas de distribuição de combustível, sistemas de esgoto, estruturas de pontões e uma série de acessórios, como calços, cunhas, cabeços, ganchos, juntas de expansão e âncoras. Estruturas de aço são suscetíveis a vários riscos ambientais e outros que comprometem seriamente sua integridade estrutural, segurança e longevidade.

Corrosão

O aço é suscetível à corrosão em atmosferas externas. Corrosão é a destruição de um metal devido à sua reação com o oxigênio atmosférico. Essa oxidação eletroquímica produz óxido metálico ou ferrugem. As estruturas de aço precisam ser adequadamente protegidas pela aplicação de uma barreira apropriada entre o elemento metálico e a atmosfera. Preparações de superfície garantem a proteção e prolongam a vida útil de uma estrutura de aço. Alguns tipos comuns de métodos de preparação de superfícies de aço incluem jateamento abrasivo seco, jateamento de água, revestimentos de alcatrão de carvão, pintura e substituição de aço com ligas resistentes à corrosão, como ligas de titânio, ligas de níquel, ligas de alumínio e aço inoxidável. Esses e outros métodos de proteção contra corrosão são normalmente caros e são restritos por limitações práticas, como acessibilidade, localização e tempo.

Tratamento à prova de fogo

Elementos estruturais de aço exigem tratamento à prova de fogo caro. Embora elementos de aço, tais como estruturas autônomas, sejam incombustíveis, sua resistência diminui em altas temperaturas devido ao fogo ou quando outros materiais dentro de um prédio queimam, tornando-os suscetíveis a flambagem. Além disso, o aço, sendo um excelente condutor de calor, inflama os materiais em contato e causa incêndios que se espalham rapidamente para outras seções de um edifício. Estruturas de aço podem exigir proteção adicional contra incêndio, e os edifícios podem precisar ser instalados com sistemas de sprinklers apropriados, conforme definido pelos requisitos de código de construção de uma localidade específica. Revestimentos à prova de fogo, como revestimentos minerais expandidos, materiais de concreto e intumescentes, asseguram que a temperatura do aço não exceda os limites de ignição em caso de incêndio. Muitas vezes, estruturas de aço são fechadas em blocos de gesso, bloco de alvenaria, placa de gipsita e caixas de barro que os protegem do calor. Esses gabinetes são normalmente caros e exigem manutenção adicional.

Fadiga e Fratura

De acordo com Jack C. McCormac, no livro “Structural Steel Design”, os elementos de aço são suscetíveis à fadiga. Grandes variações na resistência à tração expõem os elementos de aço à tensão excessiva, o que reduz sua força total. O aço também é suscetível a fraturas frágeis quando perde sua ductilidade. Isso aumenta suas chances de flambagem, que normalmente é contrabalançada pela adição de colunas de aço caras que endurecem a estrutura primária.