Усовершенствование существующих прокатных профилей необходимо производить исходя из условий их применения и силового воздействия при их эксплуатации. Двутавровые балки применяют, как правило, для элементов металлоконструкций, работающих на изгиб относительно главной оси Х-Х. Поэтому эффективность служебных свойств и экономичность рассматривают, прежде всего, исходя из условия их работы на изгиб.

В целях обеспечения нормальной эксплуатации металлических конструкций расчет изгибаемых элементов проводят на прочность и жесткость.

При расчете балок на прочность определяют по известным формулам в поперечных сечениях напряжения: нормальные σ =M/Wx и касательные τ = QSx/(bIx). Рассчитывая балку на жесткость, определяют прогибы и углы поворота поперечных сечений. Имеется ряд формул определения перемещений при изгибе балок, и в знаменатель каждой формулы входит жестокость сечения балки EIx.

Следовательно, для повышения прочности и жесткости балки целесообразно увеличить значение геометрических характеристик Iх, Wх двутавра относительно оси Х-Х.

Прочность балки пропорциональна моменту сопротивления Wх, а расход материала — площади A поперечного сечения балки. Поэтому экономичными с точки зрения расхода материала являются такие типы сечений, у которых отношение Wx/A имеет возможно большее значение. Момент сопротивления пропорционален моменту инерции Iх, для симметричных сечений Wx = 2Ix/h.

Момент инерции тем больше, чем дальше расположен материал от нейтральной оси Х-Х сечения. Чтобы убедится в этом, произвели при одном и том же значении изгибающего момента подбор разных форм поперечных сечений балки: двутавр, прямоугольник с соотношением сторон h/b = 2 и круг. В результате получили, что расход материала в случае двутаврового сечения оказался меньше в 3,4 раза, чем в случае прямоугольного и в 4,5 раза, чем в случае круглого сечения. Наиболее невыгодное круглое сечение, так как в таком сечении материал балки в основном расположен в области центра тяжести.

Удельная толщина стенки оказывает наибольшее влияние на рациональность поперечного сечения двутавра. Ее рекомендуется принимать для безреберных, не усиленных ребрами жесткости, балок равной 1/70. С учетом влияния коррозии толщина стенки должна быть не меньше 3 мм. 

Допустимую удельную минимальную толщину полки по условию устойчивости рекомендуется принимать 1/30.