Pierwsze ustroje budowlane wykonywano z materiałów pochodzenia naturalnego — drewna, gliny, kamienia. Były to głównie materiały miejscowe lub dostarczane z niedużych odległości.
W miarę zdobywania przez człowieka doświadczeń z zakresu budowania oraz poznawania właściwości technicznych materiałów stosowanych do budowy, zaczęto ustalać zasady prawidłowego konstruowania elementów i ustrojów budowlanych.
Najstarsze budowle świadczą o tym, jak w różnych okresach budowniczowie umiejętnie wykorzystywali właściwości techniczne materiałów; z drewna wykonywano zarówno elementy ściskane, jak i zginane, natomiast kamień, a później i cegłę ceramiczną stosowano do elementów ściskanych. Były również próby użycia kamienia do wykonania elementów zginanych małych rozpiętości.
Na rysunku a pokazano nadproża drzwiówe wykonane w postaci belki kamiennej o stałym przekroju, a na rys. b o przekroju zmiennym. W starożytnym Egipcie, a później w starożytnej Grecji na przekrycia świątyń używano również belek w postaci bloków kamiennych. W tych przypadkach rozstawy słupów (kolumn) były niewielkie — ok. (2-3)d (d — średnica kolumny).
W tych budynkach mieszkalnych i gospodarczych, w których ściany nośne stanowił kamień lub cegła z gliny suszonej bądź cegła ceramiczna, na przekrycia (dach, strop) stosowano belki drewniane z okrąglaków lub okrąglaków częściowo ociosanych. Nad otworami drzwiowymi lub okiennymi wykorzystywano nadproża płaskie, a później sklepione (łukowe).
W Mykenach i Egipcie spotkać już można przekrycia grobów królewskich i korytarzy egipskich piramid w postaci sklepień. W sklepieniach tych kamień nie był jeszcze prawidłowo wykorzystany, dopiero w łukach i sklepieniach rzymskich kamień i cegłę tak układano, aby pracowały wyłącznie na ściskanie.