Banyak bangunan menggunakan kerangka struktur baja untuk menopang berat bangunan, perabotannya, dan semua orang yang bekerja atau berkunjung ke sana. Material lain yang dapat digunakan untuk menopang bangunan, antara lain beton bertulang, yaitu beton dengan rangka baja bagian dalam yang disebut rebar. Arsitek merancang struktur balok menggunakan perhitungan untuk berbagai tekanan yang terjadi dari berat bangunan, orang atau kendaraan, dan kemungkinan efek angin atau salju. Tegangan menyebabkan defleksi balok, yaitu lentur atau puntir elemen struktur akibat beban bangunan, pergerakan orang, atau perubahan cuaca.
Balok struktural dapat terkena berbagai jenis tegangan. Ketegangan adalah gaya yang menarik balok, yang mana baja dapat menahannya dengan baik, tetapi beton tidak. Rebar ditempatkan di dalam struktur beton bertulang untuk menahan gaya tarik.
Kompresi adalah gaya yang mendorong dari kedua ujung balok ke arah tengah. Setiap dinding atau balok vertikal berada di bawah tekanan tekan dari berat bangunan di atasnya. Beton sangat baik dalam menahan gaya tekan, dan baja agak kurang karena dapat menekuk. Inilah sebabnya mengapa baja struktural diproduksi dalam bentuk yang terlihat seperti huruf kapital “I”, yang disebut balok-I. Ini dirancang dengan dua pelat baja ditempatkan 90 derajat ke balok utama, dan berjalan sepanjang itu, untuk mencegah puntiran atau tekukan.
Besarnya defleksi balok tergantung pada ukuran balok, bahan yang digunakan, dan berat serta posisi benda yang diletakkan di atasnya. Lantai beton yang dituangkan pada struktur balok baja mungkin memiliki sedikit defleksi, karena berat lantai didistribusikan, atau tersebar merata di seluruh permukaan balok. Balok dinding vertikal harus dirancang untuk menopang berat, yang disebut beban, dari baja dan lantai beton untuk mencegah defleksi pada dinding.
Balok dapat membelok lebih banyak jika beban besar ditempatkan pada titik terjauh dari tempat balok ditopang atau dilekatkan pada bangunan. Jenis beban ini sangat penting untuk perhitungan defleksi balok, dan dapat memerlukan balok tambahan atau dinding pendukung di bawah titik defleksi maksimum. Balok yang hanya ditopang pada salah satu ujungnya juga dianalisis dengan cermat untuk defleksi balok.
Setiap struktur yang ditopang pada salah satu ujungnya disebut kantilever, dan umumnya digunakan untuk balkon, jalan setapak, dan desain atap yang menjorok. Kantilever harus dirancang dengan hati-hati untuk mendukung beban maksimum yang diharapkan dari benda atau orang serta faktor keamanan yang baik. Kabel yang memanjang ke lantai di atas atau tiang penyangga di bawah bagian kantilever dapat ditambahkan untuk menopang beban tambahan, tetapi dapat mempengaruhi estetika atau daya tarik visual dari desain yang menjorok.
Perhatian desain lainnya adalah getaran, yang merupakan bentuk defleksi balok. Gempa bumi, angin, dan pergerakan orang atau kendaraan dapat menyebabkan baja struktural atau beton bergetar. Getaran adalah gerakan berulang dari balok dalam gerakan maju mundur. Ini mungkin dapat diterima dalam jumlah kecil, tetapi getaran yang lebih besar dapat merusak dinding atau perabotan, atau bahkan menyebabkan kehancuran bangunan. Hal ini dapat terjadi secara berbeda tergantung di mana balok ditopang, dan harus disertakan dalam desain struktur baja atau beton.