1.轴受拉力
外力通过截面中心，截面上各点受力均匀，因此可以充分利用材料强度。因此，对于适合抗拉强度的材料（如钢材），轴向拉力是最经济合理的应力状态。
采用高强度钢丝、碳纤维等材料制成。
2、轴压力
对于适合压缩的材料（如混凝土、砖石、钢材等）来说也是一种良好的应力状态。然而，当承压件比较细长时，就会出现稳定性问题。偶然的附加偏心会降低构件的承载能力，甚至引起失稳。由于压杆的失稳总是发生在截面旋转半径最小的方向，因此对于轴压构件来说，环形截面是最合理的，圆形或方形截面也比较合理。也可采用工字型材、角钢或双角钢作为压杆，但由于两个方向回转半径不同，往往在回转半径较小的方向先出现失稳。
对于混凝土来说，以承受压力为宜，但当压力很大时，截面也很大，结构较重，影响结构的性能。
3. 弯曲和切割
弯曲和剪切常常同时发生，纯弯曲和纯剪切在工程中很少见。距中性轴最远点正应力最大，截面中部应力很小，材料强度不能充分利用。剪应力在截面的中性轴处最大，在距中性轴最远的点处为零。对于矩形截面梁，无论弯曲还是剪切，截面上的材料强度都不能得到充分利用。由于玩具M和剪力V沿杆件长度的分布也不同，M在跨中最大，在支撑处为零；而支座处剪力最大，跨中处剪力为零。因此，对于等截面受弯曲或剪切的构件，其材料利用率比受压杆或受拉杆差得多。当然，做成T形或I形截面更合理。无论承载能力还是刚度，适当增大截面转动惯量都是合理的。
四、扭转
当受到扭转时，截面上的成对剪应力形成一对力偶来抵抗扭矩。截面剪应力边缘大，中间小。截面中部材料应力较小，力臂也较小。空心型材的抗扭性能与相同形状的实心型材非常接近。对于受扭构件，环形截面最好，方形、箱形截面也较好。
综上所述，可见中心受拉构件是最合理的状态，特别是对于高强钢丝等抗拉强度较高的材料。弯曲和剪切也是常见的受力状态，但工程中截面材料利用不足是不可避免的，因此选择合理的截面形式和结构形式很重要。对于跨度较大的梁，可以采用桁架代替。梁中的剪力和弯矩转变为桁架构件的拉伸和压缩状态。材料可以得到充分利用。还可以节省材料，减轻自重，可以跨越更大的跨度。跨度。扭转是对截面阻力最不利的应力状态，但在工程中也是难以避免的。例如框架边梁、螺旋楼梯等都具有较大的扭矩钢结构轴心受力构件，设计时应注意。
关于元件比例的概念
我们习惯于在工程设计中使用尺度，比例的概念也深深印在我们的脑海中。但这个比例只在一定范围内有效，否则就会出现误差。
现在想象一个问题：如果要把埃菲尔铁塔扩大到固定比例，还能建造成功吗？
答案是否定的。
但为什么？
举例深化结构规模影响的概念。考虑简支梁在自重作用下的情况。如果将该梁各个方向（高、宽、跨）的尺寸放大10倍钢结构轴心受力构件，则比较两梁的内力和变形。
结果是：梁放大10倍后，截面剪力增大到1000倍，但抗剪阻力仅增大到100倍；截面弯矩增加10000倍，但弯曲承载能力仅增加1000倍。
朋友们，请想一下这些结果是如何计算出来的。
这意味着材料强度必须提高10倍才能满足承载能力要求，但将材料强度提高10倍并不容易！在不改变材料种类的情况下，这根本就是不可能完成的任务！此外，偏向矛盾也较为突出。梁放大10倍后，挠度将达到100倍，刚度明显不足。可见，结构设计中截面高度的选择必须考虑结构规模的影响。对于跨度较大的梁，截面应较高。教科书和规范中给出的梁高和梁跨比仅适用于常用的跨度范围。超过这个范围是不正确的。
巨型框架系统——新颖独特的结构形式
框架结构中，杆件主要承受弯曲，截面刚度主要取决于截面高度。但断面高度过高，必然会增加层高，或导致结构构件与建筑功能发生冲突。巨型框架的概念其实就是大幅增加框架的梁、柱的截面，将每一层高层框架结构分成几层，每层的梁、柱都特别大。例如，对于巨型截面，截面刚度与截面的立方高度成正比。
巨型框架的梁可以是各种大型水平结构。它以整个楼层为“梁”高度，可以是箱形截面，也可以是桁架；巨型框架的立柱一般为圆柱体结构。巨型框架利用将荷载集中在主承重结构上的概念，无需其他柱从顶部延伸到地面。每个小柱只需承受梁间几层荷载，截面可以做得很小；采用巨型框架结构，巨梁下方楼层无中间柱，可布置餐厅、会议厅、游泳池等大空间。地面。
深圳亚洲大酒店和新华大厦均为巨型框架结构。
另外，巨型框架结构可以利用大中梁下方的空间开一个大开口，让部分气流通过，从而大大降低风荷载，这是其他结构难以实现的。
然而，随着构件刚度的增加，温度、收缩和局部压力的影响也会加剧，接头结构会出现新的问题。
