初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，梁深和構(gòu)件尺寸需在完整分析模型建立前確定。此時(shí)荷載僅為近似值，連接節(jié)點(diǎn)尚未設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)方案仍可能調(diào)整。截面選型依賴于橫截面的幾何特性，其計(jì)算精度直接決定選定尺寸能否通過后續(xù)詳細(xì)驗(yàn)算。

所有計(jì)算始于形心定位。慣性矩、回轉(zhuǎn)半徑和截面模量均以形心軸為基準(zhǔn)，形心偏移將導(dǎo)致后續(xù)數(shù)值全部失效。標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算順序?yàn)椋好娣e、繞y軸和z軸的慣性矩Iy與Iz、彈性截面模量Wel=I/c、回轉(zhuǎn)半徑i=√(I/A)。非對(duì)稱截面需額外計(jì)算慣性積Iyz，以判斷幾何軸是否與主軸重合。圣維納扭轉(zhuǎn)常數(shù)It、翹曲常數(shù)Iw以及剪切面積Av不參與本階段計(jì)算，它們分別用于后續(xù)的側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲檢查和腹板驗(yàn)算，需在支撐間距與實(shí)際支座反力明確后得出。

塑性截面模量與彈性截面模量的比值需單獨(dú)關(guān)注。矩形截面k=Wpl/Wel=1.5，實(shí)心圓截面約1.70，軋制工字鋼介于1.10至1.18之間。工字鋼已將大部分鋼材集中于翼緣，因此從彈性設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為塑性設(shè)計(jì)僅使軋制梁的抗彎承載力提升10%至18%，而實(shí)心矩形截面則提升50%。

初步計(jì)算通常由規(guī)范限值反向推導(dǎo)所需參數(shù)。以受彎為例，所需塑性截面模量按公式M_Ed·γM0/fy計(jì)算。若彎矩為450 kNm，鋼材牌號(hào)S355，分項(xiàng)系數(shù)取1.0，則結(jié)果約為1,268 cm3，隨后對(duì)照截面表選型。在構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算前，跨高比常用于初估尺寸。美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)（AISC）發(fā)布了跨度15至45英尺的梁、主梁和柱的初選尺寸表。對(duì)于30×35英尺跨度、100 psf活載的工況，指南推薦梁深為W16至W18，主梁深為W21至W24，對(duì)應(yīng)跨高比分別為23至26和15至17。主梁因承受集中梁端反力而非均布荷載，深度按比例更大?？s減深度會(huì)增加用鋼量，AISC指出每減小一個(gè)規(guī)格深度約增加25%重量，連續(xù)減小兩個(gè)規(guī)格則增加約56%。需注意該表格基于L/360的活載撓度限值編制，且未包含樓板振動(dòng)驗(yàn)算，據(jù)此選出的截面僅滿足撓度要求，動(dòng)力性能未經(jīng)核實(shí)。

截面類別決定代入驗(yàn)算的模量類型。依據(jù)EN 1993-1-1，截面按受壓元件寬厚比分為四類，類別決定采用塑性模量Wpl（1類和2類）、彈性模量Wel（3類）還是有效模量Weff（4類）。類別限值隨ε=√(235/fy)縮放，高強(qiáng)鋼會(huì)收緊長(zhǎng)細(xì)比要求。示例顯示，S355材質(zhì)的457×152×82 UB工字鋼，翼緣厚18.9 mm，fy=345 MPa，ε=0.825。純受彎時(shí)翼緣c/t=3.29（1類限值7.43），腹板c/t=38.8（限值59.4），截面屬1類，適用Wpl。純軸壓時(shí)，腹板均勻受壓限值降至27.2、31.4和34.7，實(shí)際38.8超出所有限值，腹板降為4類，根據(jù)§5.5.2條款，全截面取Zui不利的4類。疊加200 kN軸壓后，腹板受壓比例變化使其限值高于實(shí)際38.8，腹板恢復(fù)1類。初步設(shè)計(jì)時(shí)，僅按受彎判定的類別在構(gòu)件承受軸力后將失效，必須針對(duì)每種設(shè)計(jì)組合重新校核c/t比值。第二代EN 1993-1-1引入了介于Wel與Wpl之間的彈塑性模量Wep，平滑了2類與3類交界處的設(shè)計(jì)阻力躍變。

非標(biāo)準(zhǔn)截面（如焊接箱型、雙槽鋼、非對(duì)稱板梁或冷彎型鋼）無法直接查閱目錄，需單獨(dú)計(jì)算。初步階段通常對(duì)比五到十個(gè)候選截面，Iy的提升常伴隨Iz下降或單位米重增加。為避免反復(fù)手算，建議將幾何參數(shù)輸入慣性矩計(jì)算器處理。初步選型基于毛截面，但螺栓孔、開孔及真實(shí)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造未知，毛截面與有效截面差異顯著。示例中W8×24毛截面面積為7.08 in2，扣除四個(gè)7/8英寸螺栓孔后降至5.68 in2，再乘以剪力滯后系數(shù)U=0.90，有效凈面積降至5.11 in2，總減幅達(dá)28%。此外，短跨度寬翼緣焊接梁不滿足忽略剪力滯的條件（翼緣懸挑小于零彎矩點(diǎn)距離的1/50），導(dǎo)致翼緣寬度方向應(yīng)力分布不均。4類截面還需扣除已發(fā)生局部屈曲的受壓板件。三項(xiàng)修正均指向?qū)傩哉蹨p，初期選型若無余量，進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段通常需重新調(diào)整。

早期計(jì)算的準(zhǔn)確性直接影響項(xiàng)目成本。ICED17會(huì)議披露的兩項(xiàng)航空航天七年期研究表明，回溯修改早期決策占全部潛在返工成本的86%。更改概念參數(shù)調(diào)整局部細(xì)節(jié)的成本高出約五倍，因其會(huì)迫使大量關(guān)聯(lián)文檔重做。初步階段本身具有近似性，估算精度通常在±20%至±30%，而詳細(xì)工程可達(dá)±5%至±10%。初步截面計(jì)算旨在驗(yàn)證所選深度、重量和整體尺寸是否落在詳細(xì)驗(yàn)算無需改變結(jié)構(gòu)方案的合理區(qū)間內(nèi)。梁深影響層高與立面決策，總鋼重決定基礎(chǔ)荷載。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段修正截面意味著需重新計(jì)算連接、支撐與支座，早期確保截面特性準(zhǔn)確可大幅降低此類規(guī)模修正的風(fēng)險(xiǎn)。