钢结构缺陷的产生主要从以下几个方面来进行分析：钢材性能、设计、制造、施工、环境、使用维护等。本篇主要从钢材性能进行阐述。

钢结构对于钢材的选择任务是确定钢材牌号(包括钢种、冶炼方法、脱氧方法、成型工艺、质量等级等)。决定钢材性能的主要因素是钢材的化学成分及其微观组织结构，与钢材的冶炼、浇注、轧制等工艺过程有密切的关系。此外，钢结构的加工、构造、尺寸、受力状态及其所处的环境温度都是影响钢材性能的重要因素。常用的钢材缺陷有下列几种：发裂、夹层、微孔、白点、内部破裂、氧化铁皮、斑疤、夹渣夹砂、划痕、切痕、过热、过烧、脱碳、机械性能不合格、化学成分不合格或严重偏析。

1.化学成分的影响

钢的主要化学成分是铁，此外还有碳、锰、硅等有利元素，以及硫、磷、氧、氮、氢等有害杂质元素。合金钢中还有特意添加的如锰、钒、铬、镍等合金元素，这些元素含量虽少，但对钢材的性能却有很大的影响。因此，钢结构用钢的缺陷要从成分上进行控制，选择适合的钢种。

2.冶炼浇注轧制的影响

在冶炼方面，不同的冶炼方法，钢的质量和性能也相差很多，工艺性能也不同，价格也不同。当轧制时，钢材具有较好的热塑性和可锻性。轧钢机压力的作用可以使钢锭中的小气泡和质地较疏松部分锻焊密实起来，消除铸造组织缺陷和细化钢的晶粒。因此轧制钢比铸钢质量好。而且压缩比越大，钢材的机械性能就越好。

3.残余应力的影响

热轧型钢中的残余应力是因不均匀冷却产生的。型钢冷却时边缘、尖角及薄细部分因与空气接触多而冷却快，先冷却部位常形成强劲的约束，阻止后冷却部位的自由收缩，从面使后冷却部位受拉，形成自相平衡的复杂的残余应力分布。此后钢材的调直和加工(剪切、气割、焊接等)还将改变这种分布。构建承受载荷时，载荷引起的应力将与残余应力叠加，使构件有些部位提前达到屈服并发展塑性变形，使截面的弹性区域减少。因此残余应力将降低构件的刚度和稳定性，而对构件的强度不产生影响。此外，残余应力尤其是焊接残余应力常使钢材处于二维或三维复杂应力状态，将降低钢材的抗冲击断裂和抗疲劳破坏的能力。

4.温度的影响

(1)温度升高时的影响：温度升高时，钢材的强度和弹性模量变化的总趋势是降低，在150℃以下时变化不大，当温度在250℃时，钢材的抗拉强度有较大提高，但塑性和韧性变差。

(2)温度低时的影响。温度下降到负温时，钢材的强度虽有提高，但塑性和韧性降低，脆性增加，出现脆性转变温度。因此在选用钢材时应使结构所处的环境温度高于脆性转变温度的下限值，且在环境温度下具有足够的冲击韧性。

5.钢材的硬化

钢材在弹性范围内重复加、卸载荷一般不会改变钢材的性能，超过次范围时将会引起钢材性能的变化。若使钢材的屈服强度提高，弹性范围增加，塑性降低，称为钢材的硬化。钢材的硬化分为冷作硬化、时效硬化、人工时效。

6.应力集中

当钢材的试件截面有突变(如空洞、缺口等)时，在轴力作用下截面应力分布并不均匀，突变处将产生局部高峰应力。这种截面应力分布极不均匀，而且是相当复杂的应力状态的现象。钢材的缺陷很多，其中最为严重的是钢材中的各类裂纹。影响钢材性能的几个因素都可能是裂纹产生的因素，主要可以归结为：

(1)由于某种应力作用而引起的开裂，主要是指钢锭冷却时不均匀收缩时产生的裂纹，以及钢构件加工制作工艺，如冷加工、热处理、焊接等引起的裂纹。

(2)由于钢材中所含某一化学元素超过最大允许含量，对钢的组织结构、工艺性能或机械性能产生不良影响，从而导致其在加工或使用时开裂。

(3)由于其他缺陷如气泡或缩孔等产生的内部裂纹。

(4)由于熔炼与浇铸过程中非金属夹杂物进入钢液内。

(5)溶解在钢中的气体与非金属夹杂物在锻轧加工时形成的细小裂纹。

(6)钢材折叠而形成的裂纹。

(7)钢材长期处于高温和压力下，由于碳氢的腐蚀使表面开裂。

(8)钢材突然遭到高频弹性波冲击时产生的振动裂纹。

（来源：《工业建筑》段宇著）