L'acier est l'un des matériaux structuraux les plus utilisés, en raison de sa résistance, de la valeur de la ferraille et de la facilité de transport. Il est utilisé pour les conduites (eau, air comprimé et distribution de gaz), les lignes de distribution, les structures de distribution de carburant, les systèmes d'égouts, les structures de pontons et une foule d'accessoires tels que cales, taquets, bollards, joints de dilatation et ancrages. Les structures en acier sont sujettes à divers risques environnementaux et autres qui compromettent gravement leur intégrité structurale, leur sécurité et leur longévité.
Corrosion
L'acier est sensible à la corrosion dans les atmosphères extérieures. La corrosion est la destruction d'un métal en raison de sa réaction avec l'oxygène atmosphérique. Cette oxydation électrochimique produit de l'oxyde métallique ou de la rouille. Les structures en acier doivent être protégées de manière adéquate par l'application d'une barrière appropriée entre l'élément métallique et l'atmosphère. Les préparations de surface assurent la protection et prolongent la durée de vie d'une structure en acier. Parmi les méthodes courantes de préparation des surfaces d'acier, mentionnons le grenaillage à sec, le décapage à l'eau, les revêtements de goudron, la peinture et l'acier de substitution avec des alliages résistant à la corrosion tels que alliages de titane, alliages de nickel et acier inoxydable. Ces méthodes, ainsi que d'autres méthodes de protection contre la corrosion, sont généralement coûteuses et limitées par des limitations pratiques telles que l'accessibilité, l'emplacement et le temps.
Traitement ignifuge
Les éléments structuraux en acier nécessitent un traitement ignifuge coûteux. Bien que les éléments en acier, tels que les structures autonomes, soient incombustibles, leur résistance diminue à haute température en cas d'incendie ou lorsque d'autres matériaux dans un bâtiment brûlent, ce qui les rend vulnérables au flambement. De plus, l'acier, excellent conducteur de la chaleur, enflamme les matériaux en contact et provoque des incendies qui se propagent rapidement à d'autres parties du bâtiment. Les structures en acier peuvent nécessiter une ignifugation supplémentaire et les bâtiments peuvent devoir être installés avec des systèmes de gicleurs appropriés, tels que définis par les exigences du code du bâtiment d'une localité particulière. Les revêtements ignifugés, tels que les revêtements minéraux expansés, le béton et les matériaux intumescents, garantissent que la température de l'acier ne dépasse pas les limites d'inflammation en cas d'incendie. Souvent, les structures en acier sont enfermées dans des blocs de gypse, des blocs de maçonnerie, des panneaux de gypse et des carreaux de céramique qui les protègent de la chaleur. Ces enceintes sont généralement coûteuses et nécessitent un entretien supplémentaire.
Fatigue et fracture
Selon Jack C. McCormac dans le livre "Structural Steel Design", les éléments en acier sont sensibles à la fatigue. De grandes variations de résistance à la traction exposent les éléments en acier à une tension excessive, ce qui réduit leur résistance globale. L'acier est également susceptible à la rupture fragile lorsqu'il perd sa ductilité. Cela augmente ses chances de flambage, ce qui est généralement contrebalancé par l'ajout de colonnes d'acier coûteuses qui rigidifient la structure primaire.
