Strukturella balkar används vid konstruktion av broar, kommersiella byggnader och bostäder. En fribärande balk är vanligtvis ett horisontellt stycke som bara stöds i ena änden, eller stöds i båda ändar och utan stöd i mitten. Fribärande avböjning är mängden vertikal rörelse som kommer att inträffa när ytterligare belastningar placeras på balken.
Broar använder strukturella balkar för att stödja lasterna av fordon och fotgängare. Design eller markbegränsningar kan kräva att balkstöden placeras i ena änden av balken, eller i broar endast i ändarna för att tillåta ett öppet område under bron. Dessa fribärande balkar kan stödjas i ena änden av estetiska eller konstnärliga designskäl, eller för att marken kan vara olämplig för brostöd i andra änden. Dra broar, som kan öppnas och stängas för att tillåta fartyg att passera, förlitar sig ofta på fribärande balksystem för att tillåta dem att luta eller svänga öppna.
Byggnader använder balkar för att stödja golv och överföra lasterna till vertikala stöd som kallas pelare. Fribärande balkar i byggnader skapar öppna planlösningar med minimala stödpelare. Enkelstödda fribärande balkar används ofta för balkonger, gångvägar eller förlängda taklinjer.
När en balk placeras i en struktur passerar lasterna horisontellt till båda ändarna om de stöds där, men balken rör sig ner i mitten under belastning. En fribärande balk som stöds i ena änden kommer att böjas i den fria änden när belastningar läggs till, och från belastningen av själva strukturen. Detta är fribärande avböjning, och det är viktigt att bestämma effekten av laster före konstruktion. Att lägga till strukturellt stöd från kablar eller andra balkar kan bidra till att minska nedböjningen och tillåta högre acceptabla lastgränser.
Mängden fribärande avböjning beror på flera faktorer. Trä, stål eller plast har alla olika stor nedböjning under belastning. Balklängden kommer att skapa olika statiska belastningar, eller belastningar på grund av vikten, och dynamiska belastningar, som är belastningar som orsakas av rörelser av människor eller fordon. Lastens placering är mycket viktig för att förstå fribärande avböjning, eftersom en last vid en punkt kommer att skapa andra böjningsegenskaper än en last spridd över balklängden.
Konstruktörer designar normalt balkar för maximal förväntad belastning och en säkerhetsfaktor. En bro kommer att bära olika belastningar beroende på trafik- och fotgängarfaktorer, som tid på dygnet. Studier utförs normalt för en föreslagen brokonstruktion för att fastställa maximal trafiktäthet.
Byggnadsdesignbelastningen påverkas av inredning, beläggning och vindförhållanden. Byggnadsingenjörer har tabeller med data tillgängliga för olika byggnadsgolvkonstruktioner, balklängder och material. Vinddata kan bestämmas från historiska väderförhållanden för området. Eftersom byggnaden utsätts för olika människor eller vindbelastningar ändras mängden fribärande avböjning regelbundet. Designdata kommer att inkludera dessa ändringar och ytterligare säkerhetstillägg.