Inom byggnadsteknik avser balkböjning beteendet hos vissa strukturella element i en fysisk design. Ett element kan betraktas som en balk om det är solidt och homogent och dess längd är många gånger dess höjd eller bredd. Balkens primära funktion är att motstå böjning; detta står i motsats till strukturella element som i första hand motstår drag-, tryck- eller skjuvpåkänningar. De strukturella egenskaperna hos en balk vid böjning bestäms av dess dimensioner, material och tvärsnittsform.
Ett enkelt exempel på balkböjning är en bro med en bil på. Broar har ofta betongvägar ovanpå sig, men betong är i allmänhet bara stark i kompression. En lång bro kommer dock att tendera att sjunka i mitten där det inte finns något underlag för att stödja den. Denna sänkning kommer att ha formen av en cirkelbåge och uppstår på grund av hur inre spänningar fördelas vid balkböjning. För att motstå denna böjning placeras vanligtvis en starkare metallbalk under en vägyta.
Den viktigaste ekvationen i strålböjning är Euler-Bernoullis strålekvation. Denna ekvation relaterar balkens avböjning till applicerade krafter, tvärsnittsegenskaper och materialegenskaper hos balken. Mängden avböjning vid balkböjning kan minskas genom att minska nettopålagda krafter, omforma balkens tvärsnitt och använda ett starkare material.
I en horisontell balk med nedåtriktade krafter som appliceras på den, kommer den övre delen av balken att gå i kompression medan den nedre delen kommer att gå i spänning. Faktum är att ju längre ner materialet är, desto mer spänning kommer det att uppleva. Det visar sig att för en given mängd totalt material är förstärkning av de nedre och övre områdena av tvärsnittet det bästa sättet att göra strålen starkare. Därför designar ingenjörer balkar med material koncentrerat mot de nedre och övre områdena av tvärsnittet.
Detta är principen bakom designen av I-balkar, eller balkar med tvärsnitt som liknar bokstaven ”I”. Det är dyrt att tillverka och transportera balkar med mycket massa, så det är viktigt att minimera mängden material som används. I tvärsnittet av en I-balk finns det bara tillräckligt med material på mellanhöjder för att hålla ihop balken som en solid bit. Resten av materialet är koncentrerat i botten och toppen av tvärsnittet, vilket ger balken ett högt motstånd mot böjning. En balks motståndskraft mot böjning kallas dess styvhet.