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钢梁截面的大小都须经计算确定，并满足强度、整体稳定和刚度三个主要要求。前两个保证钢梁在使用中的，后者保证不会产生过大的变形以利正常使用。组合梁的截面尺寸除满足上述三项要求外，还必须满足各组成件的局部稳定要求。热轧型钢截面的厚度较大，局部稳定一般可以得到保证。
强度
钢梁的强度包括抵抗弯曲、剪切以及竖向局部承压的能力。抗弯能力可由材料力学中的弯曲应力公式求得(见梁的基本理论)。当按弹性阶段设计时，取计算截面的边缘纤维应力达到钢材的屈服点作为极限状态。边缘纤维应力达到屈服点后，梁实际上还可继续承受荷载。随着荷载的继续加大， 弯矩所在截面上的塑性变形沿截面从边缘向中央不断发展和扩大， 在该截面处形成塑性铰。梁上出现使梁成为可动机构的一定数量的塑性铰后，梁即到达抗弯的极限状态而破坏。当按塑性设计时，考虑梁上形成塑性铰及由此引起的内力重分布。采用塑性设计的钢梁，与按弹性阶段设计的梁相比较，可减小截面尺寸，节省钢材，但一般只适用于受静力荷载的热轧型钢梁和等截面焊接组合梁，同时组合梁板件的宽厚比应有较严格的限制，以免板件局部失稳而降低梁的承载能力。