一般规则

1) 结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材料的优点

图1

① 轴力较弯矩能更充分地利用材料。杆件受轴力作用时，截面上材料的应力分布是均匀的(图1a)。所有材料都得到充分利用。在弯矩作用下截面上的应力分布是不均匀的(图1b)，所以材料的利用不够经济

② 机械结构中许多构件所受的载荷都设计成沿垂直于杆轴的方向作用。弯矩沿杆长变化很迅速。最大的弯矩仅限于一小段内，因此可设计变截面梁或在局部范围内加大、加高截面

③ 有横向垂直载荷处，弯矩曲线有曲率，曲率与载荷密集度成正比。在较长段内材料不能充分利用，这与②款相似。如有可能应设法使载荷分散传播。例如，用桁架来代替梁。梁所以常用于小跨结构是因为构造简单和制作方便。在大跨结构中，桁架更为经济

④ 在塑性设计中，钢构件在弯矩作用下的极限状态的应力分布如图1c所示；钢筋混凝土构件相应的应力分布如图1d所示。虽然由这些应力图可知，塑性设计比弹性设计要经济一些，但在机架设计中有动载荷的情况下一般是不考虑塑性设计的，只能用来考虑极端情况下的不损坏状态

⑤ 壳体结构由于主要受轴力作用，使用材料极为经济，在可能的情况下应采用。下文关于浓密机底座的设计将再谈这个设计实例

2) 结构的作用在于把载荷由施力点传到基础。载荷传递的路程愈短，结构使用的材料愈省

图2

图2a和b所示为钢架常用的两种腹杆布置。图2a为斜杆腹系，长斜杆在载荷作用下承受拉力，这是一个优点。但是载荷通过交替的斜杆和竖杆传到桁架的两端所经的路程很长。在图2b所示的三角形腹系中，载荷通过斜杆传到桁架两端所经的路程就比较短。由于这个原因，图2b所示桁架使用材料较少

图3是梁和桁架的组合体系，它也要比一般桁架经济

图3

3) 结构的连续性可以降低内力，节省材料

图4

例如，连续梁比一串简支梁经济，连续桁架也比一串简支桁架经济。在刚架中由于结点的刚性使弯矩降低，例如在同样载荷下图4a所示刚架受到的弯矩比图4b所示刚架受到的要小。一般来说，连续刚架比孤立的梁柱体系要经济

以上规则在实际应用中有时是互相矛盾的。例如图4a所示结构和b所示结构比较起来，是互有利弊的。一方面由于结构的刚性，图4a所示结构中梁的弯矩较小，但在另一方面由于结点的刚性，柱的弯矩增加了