Стержни и балки — это линейные элементы, широко применяемые в конструкциях зданий и сооружений, из которых состоит окружающая нас градообразующая среда. Чтобы в самом общем, приближенном виде классифицировать эти элементы, необходимо прежде всего ознакомиться с некоторыми понятиями, о которых говорится ниже.

Стержнями называют линейные несущие элементы, воспринимающие в основном нормальные напряжения (сжимающие или растягивающие), т.е. силы, действующие в направлении продольной оси стержня. Балками называют линейные несущие элементы, воспринимающие в основном изгибающие усилия, возникающие в элементе под воздействием нагрузок, действующих перпендикулярно оси балки.

Кроме того, отличительные признаки линейных несущих элементов могут зависеть от статических воздействий, от характера их работы в конструкции:

от способа опирания (заделки) этих элементов (шарнир или жесткая заделка) ;

от принципиальных несущих свойств применяемого материала (его прочностных качеств по отношению к сжатию, растяжению, изгибу); от вида материала (дерево, камень, металл, железобетон). Между видом внешнего воздействия и активностью механизма сопротивления стержня, воспринимающего горизонтальные или вертикальные (по отношению к продольной оси стержня) усилия, существует элементарная зависимость, подобно тому, как в природе это происходит с травинкой или с деревом, а в технике — с консольным стержнем. В этом смысле между природными и строительными конструкциями имеется аналогия, легко распознаваемая по общим принципам построения этих конструкций. Высота стержневых структурных элементов не может служить всеобъемлющим критерием оценки ни для живой природы, ни для градообразующей среды, так как функции и свойства материалов тех или иных стержневых систем весьма разнообразны. Гибкость может быть принята лишь в качестве дополнительного критерия их оценки и сравнения. Ряд авторов в своих исследованиях приходят к следующим обобщающим выводам, основанным на взаимосвязях между высотой, площадью поперечного сечения и гибкостью элементов конструкций:

гибкость природных и строительных конструкций цилиндрической формы уменьшается с увеличением высоты конструкции;

площадь поперечного сечения консольного элемента структуры — величина переменная, постепенно уменьшающаяся от основания стержня к его свободному концу;

сопротивление внешним воздействиям у несущей структуры пропорционально площади ее поперечного сечения.