Эффективность повышения прочности стали в части снижения массы конструкции может быть иллюстрирована примерами элементов тяжелого пролетного строения моста, каркаса промышленного здания, растянутых элементов конструкций (рис. 1.1) [2]. За основу для сравнения принята наименее прочная углеродистая сталь обыкновенного качества с пределом текучести 230 МПа и временным сопротивлением 380 МПа. Из графика следует, что особенно интенсивное снижение массы конструкции наблюдается при относительном повышении прочности - до двух-, трехкратного уровня. При этом максимальное снижение массы достигается в сооружениях, в которых значительная часть несущей способности конструкции расходуется на поддержание собственного веса, например в элементах тяжелого пролетного строения; хорошие результаты дает использование высокопрочной стали в элементах, испытывающих растяжение, несколько худшее в конструкциях, включающих сжато-изогнутые элементы. Не удается получить снижения массы при повышении прочности стали в элементах с малой жесткостью и большой деформативностью, рассчитываемых по второй группе предельных состояний, а также в сжато-изогнутых элементах с большой гибкостью. Не достигается оно и в элементах сварных конструкций, испытывающих интенсивные переменные силовые воздействия с большим числом циклов нагружения и малой асимметрией циклов.

Из этого следует, что наиболее эффективными в части снижения массы (и стоимости) могут оказаться комбинированные конструкции, включающие элементы из сталей разных уровней прочности, которые выбираются, исходя из условий нагружения и конструктивных особенностей элементов.

На основании приведенных представлений в государствах бывш. СССР для проката строительных сталей с учетом возможности упрочнения (при удовлетворении требований к другим служебным свойствам) были выбраны семь основных унифицированных уровней прочности, которым соответствует предел текучести не менее 225, 285, 325, 390, 440, 590 и 735 МПа и временное сопротивление разрыву не менее 375, 430, 450, 510, 590, 685 и 830 МПа соответственно.