Если в стойках и фермах воспринимаемая ими нагрузка передается в направлении оси стержня, то в балках она действует в направлении, перпендикулярном оси стержня, и изменение направления нагрузки происходит непосредственно в теле балки в зависимости от характера ее опирания. Эта последняя особенность отличает балку от арки и свода, в которых механика изменения направления внутренних усилий всегда приводит к тому, что на их опорных участках мы имеем дело с вертикальными и горизонтальными опорными реакциями даже в тех случаях, когда на саму арку воздействуют только вертикальные внешние усилия.

Научные основы теории изгиба конструкций были сформулированы Навьев 1820 г.

В природе не удается найти прямых аналогий для балок, необычайно широко применяемых в строительстве, но ведь именно природа предоставляет в наше распоряжение массу материалов органического и неорганического происхождения, которые с древнейших времен используются человеком для изготовления балочных конструкций.

И здесь снова мы должны вспомнить о двух основных строительных материалах, известных человеку на всем протяжении его истории, - об относительно недолговечном дереве и о камне, пережившем тысячелетия; применение этих материалов создало решающие предпосылки для появления наших сегодняшних большепролетных балочных систем из стали, железобетона и предварительно напряженного бетона.

Сохранившиеся до наших дней каменные сооружения древности кажутся нам живыми свидетелями прошедших тысячелетий.

Прислоненный к отвесной скале ствол поваленного дерева как структура, воспринимающая и передающая внешние нагрузки, образует собой элементарное противоветровое укрытие для людей; его можно рассматривать как предшественника будущих стропилышх конструкций скатных крыш.

Дольмены-мегалиты - сооруженные в доисторическую эпоху тяжелые, массивные конструктивные формы, представляющие собой плиту, опертую на столбы; изгибающие усилия в таких плитах из-за относительно малых пролетов и большой толщины плиты играют подчиненную роль. Примером дольмена является изображенная на рисунке каменная плита, опертая по одной стороне и имеющая две точечные опоры на противоположной стороне плиты.

Кельтский дольмен с плитой в качестве горизонтального элемента имеет четыре точки опоры по углам плиты. О преимуществах балок как несущих элементов, работающих на изгиб, первобытный человек узнал в результате наблюдений за поваленными стволами деревьев.

Из наблюдений за поваленными стволами деревьев, из изучения их несущих свойств возникла у человека мысль о сознательном применении стволов растений для перекрытия своего жилища. Применение для этих же целей камня стало возможным лишь к тому историческому моменту развития производительных сил в человеческом обществе, когда люди овладели основами транспортной техники, когда появились рычаг, каток и канат — эти первые технические средства, облегчающие процесс физического труда.

Перемещение и монтаж больших каменных массивов требовали определенного уровня организации труда и интенсивной коллективной работы, что было не под силу мелким родовым общинам. В силу ограниченности размеров перекрываемых пролетов и необходимости применения значительных трудозатрат каменные постройки воздвигались в первую очередь как памятники, гробницы и другие сооружения, связанные с культом мертвых, ибо во все времена человеческой истории такой долговечный материал, как камень, связывался с представлением о бессмертии.