静定结构与超静定结构的比较

比 较 项 目

静 定 结 构

超静定结构

防护能力

静定结构没有多余约束。当任一约束突然破坏，即变成几何可变杆系，不能承受任何载荷，所以防护能力差

超静定结构有多余约束。多余约束突然破坏后，仍能维持几何不变性，还能承受一定的载荷，所以防护能力强

内力分布

由于没有多余约束，局部载荷对结构的影响范围小，内力分布很不均匀，内力峰值大

由于有多余约束，局部载荷对结构的影响范围大，内力分布比较均匀，内力峰值较小

结构刚度和稳定性

由于没有多余约束，载荷作用下的结构变形，受不到多余约束的进一步限制，结构的刚度和稳定性差

由于有多余约束，载荷作用下的结构变形要受到多余约束的进一步限制，结构的刚度和稳定性较好

结构材料和杆件截面的影响

静定结构的内力只需用静力平衡方程即可确定，所以内力与结构材料性质和杆件截面尺寸无关

超静定结构的内力不能单用静力平衡方程来确定，还需同时考虑变形条件，所以内力与结构的材料性质和杆件截面尺寸有关

非载荷因素(支座移动、温度改变、材料收缩和制造误差)的影响

非载荷因素只引起静定结构的位移和变形，不在静定结构中产生内力(因为位移和变形受不到多余约束的限制)

非载荷因素不仅引起超静定结构的变形，而且还在超静定结构中产生内力(因为变形要受到多余约束的限制)

杆件截面设计的简单程度和调整结构内力分布的能力

静定结构杆件截面尺寸设计简单，只要结构外形及其尺寸(指用杆轴表示的力学模型)一定，即可由平衡方程求出内力，再按强度条件设计杆件截面。但静定结构的内力分布与杆件刚度比值无关，故不能通过改变杆件刚度来调整内力分布

超静定结构杆件截面尺寸设计复杂，只有事先假定截面尺寸才能求出内力，然后再根据内力重新设计杆件截面，若设计截面与假定截面相差过大，需重新计算。但超静定结构的内力分布与杆件刚度比值有关，故可通过改变杆件刚度来调整内力分布

注：静定结构的优点是设计计算方便，外力诸多因素清楚后，受力得到了保证，设计者愿意选用。