鋼結構缺陷的產生主要從以下幾個方面來進行分析：鋼材性能、設計、制造、施工、環(huán)境、使用維護等。本篇主要從鋼材性能進行闡述。

鋼結構對于鋼材的選擇任務是確定鋼材牌號(包括鋼種、冶煉方法、脫氧方法、成型工藝、質量等級等)。決定鋼材性能的主要因素是鋼材的化學成分及其微觀組織結構，與鋼材的冶煉、澆注、軋制等工藝過程有密切的關系。此外，鋼結構的加工、構造、尺寸、受力狀態(tài)及其所處的環(huán)境溫度都是影響鋼材性能的重要因素。常用的鋼材缺陷有下列幾種：發(fā)裂、夾層、微孔、白點、內部破裂、氧化鐵皮、斑疤、夾渣夾砂、劃痕、切痕、過熱、過燒、脫碳、機械性能不合格、化學成分不合格或嚴重偏析。

1.化學成分的影響

鋼的主要化學成分是鐵，此外還有碳、錳、硅等有利元素，以及硫、磷、氧、氮、氫等有害雜質元素。合金鋼中還有特意添加的如錳、釩、鉻、鎳等合金元素，這些元素含量雖少，但對鋼材的性能卻有很大的影響。因此，鋼結構用鋼的缺陷要從成分上進行控制，選擇適合的鋼種。

2.冶煉澆注軋制的影響

在冶煉方面，不同的冶煉方法，鋼的質量和性能也相差很多，工藝性能也不同，價格也不同。當軋制時，鋼材具有較好的熱塑性和可鍛性。軋鋼機壓力的作用可以使鋼錠中的小氣泡和質地較疏松部分鍛焊密實起來，消除鑄造組織缺陷和細化鋼的晶粒。因此軋制鋼比鑄鋼質量好。而且壓縮比越大，鋼材的機械性能就越好。

3.殘余應力的影響

熱軋型鋼中的殘余應力是因不均勻冷卻產生的。型鋼冷卻時邊緣、尖角及薄細部分因與空氣接觸多而冷卻快，先冷卻部位常形成強勁的約束，阻止后冷卻部位的自由收縮，從面使后冷卻部位受拉，形成自相平衡的復雜的殘余應力分布。此后鋼材的調直和加工(剪切、氣割、焊接等)還將改變這種分布。構建承受載荷時，載荷引起的應力將與殘余應力疊加，使構件有些部位提前達到屈服并發(fā)展塑性變形，使截面的彈性區(qū)域減少。因此殘余應力將降低構件的剛度和穩(wěn)定性，而對構件的強度不產生影響。此外，殘余應力尤其是焊接殘余應力常使鋼材處于二維或三維復雜應力狀態(tài)，將降低鋼材的抗沖擊斷裂和抗疲勞破壞的能力。

4.溫度的影響

(1)溫度升高時的影響：溫度升高時，鋼材的強度和彈性模量變化的總趨勢是降低，在150℃以下時變化不大，當溫度在250℃時，鋼材的抗拉強度有較大提高，但塑性和韌性變差。

(2)溫度低時的影響。溫度下降到負溫時，鋼材的強度雖有提高，但塑性和韌性降低，脆性增加，出現(xiàn)脆性轉變溫度。因此在選用鋼材時應使結構所處的環(huán)境溫度高于脆性轉變溫度的下限值，且在環(huán)境溫度下具有足夠的沖擊韌性。

5.鋼材的硬化

鋼材在彈性范圍內重復加、卸載荷一般不會改變鋼材的性能，超過次范圍時將會引起鋼材性能的變化。若使鋼材的屈服強度提高，彈性范圍增加，塑性降低，稱為鋼材的硬化。鋼材的硬化分為冷作硬化、時效硬化、人工時效。

6.應力集中

當鋼材的試件截面有突變(如空洞、缺口等)時，在軸力作用下截面應力分布并不均勻，突變處將產生局部高峰應力。這種截面應力分布極不均勻，而且是相當復雜的應力狀態(tài)的現(xiàn)象。鋼材的缺陷很多，其中最為嚴重的是鋼材中的各類裂紋。影響鋼材性能的幾個因素都可能是裂紋產生的因素，主要可以歸結為：

(1)由于某種應力作用而引起的開裂，主要是指鋼錠冷卻時不均勻收縮時產生的裂紋，以及鋼構件加工制作工藝，如冷加工、熱處理、焊接等引起的裂紋。

(2)由于鋼材中所含某一化學元素超過最大允許含量，對鋼的組織結構、工藝性能或機械性能產生不良影響，從而導致其在加工或使用時開裂。

(3)由于其他缺陷如氣泡或縮孔等產生的內部裂紋。

(4)由于熔煉與澆鑄過程中非金屬夾雜物進入鋼液內。

(5)溶解在鋼中的氣體與非金屬夾雜物在鍛軋加工時形成的細小裂紋。

(6)鋼材折疊而形成的裂紋。

(7)鋼材長期處于高溫和壓力下，由于碳氫的腐蝕使表面開裂。

(8)鋼材突然遭到高頻彈性波沖擊時產生的振動裂紋。

（來源：《工業(yè)建筑》段宇著）