Många av dagens byggnader är byggda med stålbalkar och andra moderna material. Denna procedur står i kontrast till den helt träkonstruktion som ses i äldre byggnader, såsom kyrkor och lador. Det är viktigt att notera att termen ”balkkonstruktion” kan syfta på antingen trä eller stål. Här syftar dock termen på en stålbalk, och balkbuckling är en förvrängning i formen som uppstår när belastningen på balken är större än vad balken är konstruerad för att bära.
Stålbalkar kan bära mycket tyngre belastningar än en träbalk av samma storlek, vilket gör stål till ett alltmer populärt val i byggnadsdesign.
Mängden vikt en viss balk kan motstå kallas strålbelastningen. När någon balk, trä eller stål, belastas med mer vikt än den kan hantera, uppstår fel. Detta misslyckande kallas strålknäckning. Tack och lov kan konstruktionsteknik användas för att fastställa gränserna för bärande balkar och designa ett projekt för att förhindra eventuella fel.
Ingenjörer använder en matematisk formel, eller strålekvation, för att bestämma hur mycket vikt en given stråle tål. I huvudsak hjälper denna ekvation att bestämma hur mycket vikt en balk kan hålla och hur långt den kan böjas eller böjas innan strålen bucklas. När strålar utsätts för en belastning tillåts en begränsad mängd förvrängning. Om den tillåtna mängden överskrids kommer en balk att böjas eller gå sönder.
Medan träbalkar helt enkelt går sönder, förvrängs stålbalkar bortom en punkt där de kan böjas tillbaka till formen, även känd som balkbuckling. När balkar bucklas förlorar de all strukturell integritet, vilket kan leda till strukturell kollaps. Till exempel är ståltak utformade för att hålla en viss vikt. När kraftiga snöstormar lägger mer vikt än vad konstruktionen klarar av, uppstår balkbuckling. Balkar som böjer sig under en last kan återgå till sin normala form när lasten tas bort, men balkar som har bucklat gör det inte.
Stålbalkkonstruktioner är ofta utformade med en liten säkerhetsmarginal för att minska risken för haveri. Till exempel har ett ståltak flera balkar som stödjer det, och om en balk misslyckas ökar kraven på de omgivande balkarna på lämpligt sätt. Om denna princip inte hade tillämpats, kunde hela strukturen misslyckas på grund av att en balk bucklas – liknande ett korthus.
Balkar finns i många storlekar för att passa olika projekt och väljs utifrån deras nominella belastning. När en strukturell belastning appliceras på en balk kommer den att böjas eller böjas något tills belastningen tas bort. Om en överdriven belastning appliceras går balken bortom böjningspunkten, till buckling, och all integritet går förlorad. Detta understryker varför konstruktionsteknik är så viktigt.