(1)结构构件刚度小,稳定问题突出
由于钢材轻质高强,构件不但截面尺寸小,而且都是由型钢或钢板组成开口或闭口截面。在相同边界条件和荷载条件下,与传统混凝土构件相比,钢构件的长细比大,抗侧刚度、抗扭刚度都比混凝土构件小,容易丧失整体稳定;板件的宽厚比大,容易丧失局部稳定;大跨度空间钢结构的整体稳定问题也比较突出,这些都是钢结构设计中最容易出现问题的环节。另外,构件刚度小,变形就大,在动力荷载作用下也容易振动。
(2)钢材耐热性好,但耐火性差
钢材随着温度的升高,性能逐渐发生变化。温度在250℃以内时,钢材的力学性能变化很小,达到250℃时钢材有脆性转向(称为蓝脆),在260~320℃之间有徐变现象,随后强度逐渐下降,在450~540℃之间时强度急剧下降,达到650℃时,强度几乎降为零。因此,钢结构具有一定的耐热性,但耐火性差《钢结构设计规范》规定,当钢构件表面长期受辐射热达到150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时,应采取有效的防护措施(如加隔热层等);有特殊防火要求的建筑,钢结构更需要用耐火材料围护。对于钢结构住宅或高层建筑钢结构,应根据建筑物的重要性等级和防火规范加以特别处理。例如,采用蛭石板、蛭石喷涂层、石膏板或NALC板等加以防护。防火处理使钢结构的造价有所提高。
(3)钢材耐腐蚀性差,应采取防护措施钢材易于锈蚀,处于潮湿或有侵蚀性介质的环境中更容易因化学反应或电化学作用而锈蚀,因此,钢结构必须进行防腐处理。一般钢构件在除锈后涂刷防腐涂料即可,但这种防护措施并非一劳永逸,需相隔一段时间重新维修,因而其维护费用较高。对于有强烈侵蚀性介质、沿海建筑以及构件壁厚非常薄的钢构件,应进行特
别处理,如镀锌、镀铝锌复合层等,这些措施都会相应提高钢结构的工程造价。目前国内外正发展不易锈蚀的耐候钢,此外,长效油漆的研究也取得进展,使用这种防护措施可延长钢结构寿命,节省维护费用。
(4)钢结构在低温或其他条件下,可能发生脆性断裂钢材在负温环境中,塑性、韧性逐渐降低,达到某一温度时韧性会突然急剧下降,称为低温冷脆,对应温度称为临界脆性温度。低温冷脆也是国内外一些钢结构工程在冬季发生事故的主要原因之一。
另外,钢材在反复荷载、复杂应力、突然加载、冷作及时效硬化、焊接缺陷等条件下也容易脆断。
