Staal is een van de meest gebruikte structurele materialen, vanwege zijn sterkte, schrootwaarde en transportgemak. Het wordt gebruikt voor leidingen (water, perslucht en gasdistributie), nutsleidingen, brandstofverdeelstructuren, rioleringssystemen, pontonstructuren en een groot aantal accessoires zoals blokken, klampen, bolders, hangers, dilatatievoegen en ankers. Staalconstructies zijn gevoelig voor verschillende milieu- en andere risico's die hun structurele integriteit, veiligheid en levensduur ernstig aantasten.

Corrosie

Staal is gevoelig voor corrosie in buitenatmosfeer. Corrosie is de vernietiging van een metaal als gevolg van de reactie met zuurstof uit de lucht. Deze elektrochemische oxidatie produceert metaaloxide of roest. Staalconstructies moeten afdoende worden beschermd door de toepassing van een geschikte barrière tussen het metalen element en de atmosfeer. Oppervlaktevoorbereidingen zorgen voor de bescherming en verlengen de bruikbare levensduur van een stalen constructie. Enkele veel voorkomende typen werkwijzen voor het voorbereiden van staaloppervlakken omvatten droog schuren, waterstralen, koolteerbekledingen, verf en het vervangen van staal met corrosiebestendige legeringen, zoals titaniumlegeringen, nikkellegeringen, aluminiumlegeringen en roestvrij staal. Deze en andere corrosiewerende methoden zijn doorgaans duur en worden beperkt door praktische beperkingen zoals toegankelijkheid, locatie en tijd.

Brandwerende behandeling

Staalconstructie-elementen vereisen een dure brandvrije behandeling. Hoewel stalen elementen, zoals stand-alone constructies, onbrandbaar zijn, vermindert hun sterkte bij hoge temperaturen als gevolg van brand of wanneer andere materialen in een gebouw verbranden, waardoor ze vatbaar worden voor verbuiging. Bovendien ontsteekt staal, dat een uitstekende warmtegeleider is, materialen in contact en veroorzaakt branden die zich snel naar andere delen van een gebouw verspreiden. Staalconstructies kunnen extra brandwerendheid vereisen en gebouwen moeten mogelijk worden geïnstalleerd met geschikte sprinklersystemen, zoals gedefinieerd door de bouwvoorschriften van een bepaalde plaats. Brandwerende coatings, zoals geëxpandeerde minerale coatings, beton en intumescente materialen, zorgen ervoor dat de temperatuur van staal niet hoger is dan de ontstekingslimieten in geval van brand. Vaak worden stalen constructies ingesloten in blokken van gipsblokken, metselblokken, gipsplaat en kleitegels die ze beschermen tegen hitte. Deze behuizingen zijn meestal duur en vereisen extra onderhoud.

Vermoeidheid en breuken

Volgens Jack C. McCormac in het boek "Constructiestaalontwerp" zijn staalelementen gevoelig voor vermoeidheid. Grote variaties in treksterkte stellen staalelementen bloot aan overmatige spanning, waardoor de algehele sterkte wordt verminderd. Staal is ook vatbaar voor brosse breuk wanneer het zijn taaiheid verliest. Dit verhoogt de kans op knikken, wat meestal wordt gecompenseerd door dure stalen kolommen toe te voegen die de primaire structuur verstijven.