Teräspalkeja käytetään monissa arkkitehtuuri- ja rakennesuunnittelusovelluksissa. Niitä käytetään yleisesti suurten rakenteiden, kuten liikerakennusten ja siltojen, lattioiden ja kattojen tukemiseen. Teräspalkki on suunniteltava kestämään voimat ja jännitys minimoiden paino, tilantarve ja materiaalikustannukset. Väärin suunnitellut palkit voivat epäonnistua ennenaikaisesti ja aiheuttaa katastrofaalisia vaikutuksia.
Teräspalkin suunnittelu edellyttää ymmärrystä sovellettavista voimista, tukien välisestä pituudesta, palkkien välisestä etäisyydestä, palkin materiaalista ja siitä, miten palkki on liitetty muihin rakenneosiin. Teräspalkit on suunniteltu kestämään erityyppisiä kuormia ja voimia sovelluksesta riippuen. Muutamia esimerkkejä voiman tyypeistä, joita teräspalkki voi altistaa, ovat painokuorma, tuulen nosto ja tärinä.
Saatavilla on erilaisia teräspalkkimalleja kuormaus- ja asennuskokoonpanojen perusteella. Yleisimmin käytetty tyyppi on vakiorakenteinen teräksinen palkki (OWSJ). Tämä malli koostuu kahdesta rinnakkaisesta kappaleesta, joita kutsutaan sointuiksi ja joissa on toistuva, kolmion muotoinen verkkorakenne sointujen välissä. On olemassa useita muita teräspalkkimalleja, kuten kallistettu yläsointu, kaareva tai tynnyri, pääty ja sakset. Monimutkaisempia palkkimalleja käytetään erikoissovelluksiin, ja ne ovat kalliimpia kuin tavallinen avoin web-palkki.
Palkin rakenne vaikuttaa siihen, kuinka paljon voimaa se kestää ja kuinka se taipuu tai taipuu kuormitettuna. Teräspalkin taipuma riippuu sen mitoista, tuesta, materiaalista ja voimien kohdistamisesta. Palkin syvyys, jonka määrää rinnakkaisten sointujen välinen etäisyys, on ensisijainen tekijä siinä, kuinka paljon se taipuu kuormitettaessa. Terästä käytetään yleisimmin palkeissa, joita käytetään rakenteellisissa ja arkkitehtonisissa sovelluksissa, mutta palkit voidaan valmistaa myös käyttämällä muita materiaaleja, kuten alumiinia.
Teräspalkit on tyypillisesti suunniteltu turvatekijällä. Tämä voi tehdä ylimitoitettuja palkeja, jotka on luotu tukemaan ennustettua kuormitusta tai vastaamaan muihin tekijöihin, joita ei voida ennakoida palkin suunnittelun aikana. Liian suuri turvallisuustekijä saa aikaan tarvittavan suuremman palkkimallin, joka vaatii enemmän tilaa asennukseen, aiheuttaa mahdollisia paino -ongelmia ja johtaa korkeampiin valmistuskustannuksiin. Viime aikoihin asti teräspalkeja suunniteltiin voimakaavioiden ja monimutkaisten matemaattisten yhtälöiden avulla. Nykyään tekniikkaohjelmistoja käytetään yleensä teräspalkkien analysointiin ja suunnitteluun suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi.