Metale

Do XVII wieku metale niezmiernie rzadko stosowane były w budownictwie jako materiał do elementów konstrukcyjnych. Dopiero w końcu XVIII, a właściwie w pierwszej połowie XIX wieku, zaczęto stosować żeliwo, a później stal walcowaną jako materiał do wykonywania elementów nośnych. Pełny rozwój nośnych konstrukcji stalowych rozpoczął się dopiero pod koniec drugiej połowy XIX wieku. Natomiast dopiero od kilku lat podejmowane są próby wprowadzenia do konstrukcji nośnych drugiego poza stalą metalu, mianowicie aluminium.

Surówka żelazna wytapiana jest z rud w procesie hutniczym. Z wytopu w wielkich piecach uzyskuje się surówkę „szarą” (która po ponownym oczyszczeniu służy jako żeliwo) oraz „białą” (przerabianą w dalszych procesach na stal).

Żeliwo służy do wykonywania odlewów, gdyż wykazuje stosunkowo dużą stałość pojemnościową przy stygnięciu. Jest wytrzymałe na ściskanie, natomiast nie odznacza się dużą wytrzymałością na rozciąganie. Poza tym nie jest kowalne, gdyż — w przeciwieństwie do stali — nie uzyskuje plastyczności przy podgrzewaniu, a przy dalszym podnoszeniu temperatury ulega stopnieniu. Te właściwości żeliwa sprawiają, że w budownictwie może ono w zasadzie być wykorzystane tylko do wykonywania elementów nośnych ściskanych osiowo. W budownictwie stosowane są również rozmaite odlewane wyroby żeliwne, jak kotły, grzejniki i rury żeliwne.

Celem procesów stalowniczych jest pozbawienie surówki nadmiernej zawartości węgla (która powoduje kruchość żeliwa) i ewentualne dodanie innych składników potrzebnych do uzyskania określonych cech stali. W odróżnieniu od żeliwa stal posiada prawie jednakową wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie i ścinanie, jest ciągliwa, sprężysta i kowalna. Ciągliwość sprzyja nadawaniu kształtu przez walcowanie (blachy, profile walcowane) i przeciąganie (druty), sprężystość jest równoznaczna z odpornością na uderzenia, a kowalność pozwala na obróbkę kowalską w stanie rozżarzonym. Dużą zaletą stali jest również to, że można ją spawać pod wpływem wysokiej temperatury (ewentualnie przy dodaniu spoiwa).