Daudzās ēkās tiek izmantots tērauda konstrukcijas karkass, lai izturētu ēkas svaru, tās aprīkojumu un visus cilvēkus, kas tur strādā vai apmeklē. Ēku atbalstam var izmantot citus materiālus, tostarp dzelzsbetonu, kas ir betons ar iekšējo tērauda rāmi, ko sauc par armatūru. Arhitekti projektē sijas konstrukciju, izmantojot aprēķinus dažādiem spriegumiem, kas rodas no ēkas svara, cilvēkiem vai transportlīdzekļiem, kā arī jebkurai iespējamai vēja vai sniega ietekmei. Spriegumi izraisa staru kūļa novirzi, kas ir konstrukcijas elementu locīšana vai sagriešanās ēkas slodzes, cilvēku kustības vai mainīgu laikapstākļu dēļ.
Strukturālās sijas var tikt pakļautas dažāda veida spriegumam. Spriegums ir spēks, kas izvelk siju, kuram tērauds var labi pretoties, bet betons ne. Armatūra tiek ievietota dzelzsbetona konstrukcijās, lai izturētu spriedzes spēkus.
Saspiešana ir spēks, kas spiež no abiem sijas galiem uz vidu. Jebkura vertikāla siena vai sija ir pakļauta saspiešanas spriedzei no ēkas svara, kas atrodas virs tās. Betons ļoti labi iztur saspiešanas spēkus, bet tērauds nedaudz mazāk, jo tas var saliekties. Tāpēc konstrukcijas tērauds tiek ražots formā, kas izskatās kā lielais burts “I”, ko sauc par I-siju. Tie ir konstruēti ar divām tērauda plāksnēm, kas novietotas 90 grādu leņķī pret galveno siju un darbojas visā tās garumā, lai novērstu sagriešanos vai saliekšanos.
Sijas novirzes lielums ir atkarīgs no sijas izmēra, izmantotajiem materiāliem un jebkura uz tā novietotā objekta svara un stāvokļa. Betona grīdai, kas uzklāta uz tērauda siju konstrukcijas, var būt neliela izliece, jo grīdas svars ir sadalīts vai vienmērīgi izkliedēts pa visu sijas virsmu. Vertikālām sienu sijām jābūt konstruētām tā, lai tās izturētu tērauda un betona grīdas svaru, ko sauc par slodzi, lai novērstu sienu novirzi.
Sija var vairāk novirzīties, ja lielu svaru novieto vietā, kas atrodas vistālāk no vietas, kur sija tiek atbalstīta vai piestiprināta pie ēkas. Šāda veida slodze ir ļoti svarīga sijas novirzes aprēķinos, un tai var būt nepieciešamas papildu sijas vai atbalsta sienas zem maksimālās novirzes punkta. Sijas, kas tiek atbalstītas tikai vienā galā, tiek rūpīgi analizētas, lai noteiktu sijas novirzi.
Jebkuru konstrukciju, kas tiek atbalstīta vienā galā, sauc par konsolēm, un to parasti izmanto balkonu, celiņu un pārkarošu jumtu konstrukcijām. Konsolei jābūt rūpīgi izstrādātai, lai izturētu maksimālo paredzamo slodzi no priekšmetiem vai cilvēkiem, kā arī dāsnu drošības faktoru. Kabeļus, kas stiepjas līdz grīdai virs vai atbalsta stabiem zem konsoles daļas, var pievienot, lai atbalstītu papildu slodzi, taču tie var ietekmēt pārkares konstrukcijas estētiku vai vizuālo pievilcību.
Vēl viena dizaina problēma ir vibrācija, kas ir staru kūļa novirzes veids. Zemestrīces, vēji un cilvēku vai transportlīdzekļu kustība var izraisīt konstrukcijas tērauda vai betona vibrāciju. Vibrācija ir staru kūļa atkārtota kustība uz priekšu un atpakaļ. Tas var būt pieņemams nelielos daudzumos, taču lielākas vibrācijas var sabojāt sienas vai mēbeles vai pat izraisīt ēkas iznīcināšanu. Tas var notikt atšķirīgi atkarībā no siju atbalsta vietas, un tas ir jāiekļauj tērauda vai betona konstrukciju projektēšanā.