Multe clădiri folosesc un cadru structural de oțel pentru a susține greutatea clădirii, a mobilierului acesteia și a tuturor oamenilor care lucrează sau vizitează acolo. Alte materiale pot fi folosite pentru susținerea clădirilor, inclusiv betonul armat, care este beton cu un cadru intern din oțel numit armătură. Arhitecții proiectează structura grinzii folosind calcule pentru diferitele solicitări care apar din greutatea clădirii, oameni sau vehicule și orice posibile efecte ale vântului sau zăpezii. Tensiunile cauzează deformarea fasciculului, care este îndoirea sau răsucirea elementelor structurale din cauza sarcinilor din clădire, a mișcării oamenilor sau a schimbărilor climatice.
Grinzile structurale pot fi expuse la diferite tipuri de solicitări. Tensiunea este o forță care trage grinda, la care oțelul poate rezista bine, dar betonul nu poate. Bara de armare este plasată în interiorul structurilor din beton armat pentru a rezista forțelor de tensiune.
Compresia este o forță care împinge de la ambele capete ale unei grinzi spre mijloc. Orice perete vertical sau grindă se află sub presiunea de compresiune din cauza greutății clădirii de deasupra acestuia. Betonul este foarte bun la forțele de compresie, iar oțelul oarecum mai puțin, deoarece se poate îndoi. Acesta este motivul pentru care oțelul structural este produs într-o formă care arată ca o literă majusculă „I”, numită grindă în I. Acestea sunt proiectate cu două plăci de oțel plasate la 90 de grade față de un fascicul principal și care rulează pe toată lungimea acesteia, pentru a preveni răsucirea sau îndoirea.
Cantitatea de deviere a fasciculului depinde de dimensiunea fasciculului, de materialele utilizate și de greutatea și poziția oricărui obiect plasat pe acesta. O pardoseală de beton turnată pe o structură de grinzi de oțel poate avea o deformare mică, deoarece greutatea podelei este distribuită sau se întinde uniform pe întreaga suprafață a grinzii. Grinzile verticale de perete trebuie proiectate astfel încât să suporte greutatea, numită sarcină, a oțelului și a podelei de beton pentru a preveni orice deformare a pereților.
O grindă se poate devia mai mult dacă o greutate mare este plasată într-un punct cel mai îndepărtat de locul unde grinda este susținută sau atașată de clădire. Acest tip de sarcină este foarte important pentru calculele deformarii grinzii și poate necesita grinzi suplimentare sau pereți de susținere sub punctul maxim de deformare. Grinzile sprijinite doar de un capăt sunt, de asemenea, analizate cu atenție pentru deviația fasciculului.
Orice structură susținută la un capăt se numește cantilever și este folosită în mod obișnuit pentru balcoane, alei și design de acoperișuri în sus. Consolul trebuie proiectat cu atenție pentru a suporta sarcinile maxime așteptate de la obiecte sau oameni, precum și un factor de siguranță generos. Cablurile care se extind până la podea deasupra sau stâlpii de susținere sub secțiunea în consolă pot fi adăugate pentru a suporta sarcini suplimentare, dar pot afecta estetica sau atractivitatea vizuală a designului în consolă.
O altă problemă de proiectare este vibrația, care este o formă de deviere a fasciculului. Cutremurele, vânturile și mișcarea persoanelor sau a vehiculelor pot provoca vibrarea oțelului structural sau a betonului. Vibrația este o mișcare repetată a fasciculului într-o mișcare înainte și înapoi. Poate fi acceptabil în cantități mici, dar vibrațiile mai mari pot deteriora pereții sau mobilierul sau chiar pot duce la distrugerea clădirii. Acest lucru poate apărea diferit în funcție de locul în care sunt susținute grinzile și trebuie inclus în proiectarea structurilor din oțel sau beton.