組成桁架的桿件的軸線和所受外力都在同一平面上(圖1)。平面桁架可視為在一個基本的三角形框上添加桿件構成的。每添加兩個桿，須形成一個新節(jié)點才能使結構的幾何形狀保持不變。這種能保持幾何堅固性的桁架叫作無余桿(或叫無冗桿)桁架。如果只添加桿件而不增加節(jié)點，就不能保持桁架的幾何堅固性，這種桁架叫作有余桿(或叫有冗桿)桁架。

空間桁架的節(jié)點為光滑球鉸結點，桿件軸線都通過聯結點的球鉸中心并可繞球鉸中心的任意軸線轉動。每個節(jié)點在空間有三個自由度。節(jié)點和桿件數的關系為W=3j－n，W>0為幾何可變桁架，W=0為幾何不變且無多余約束的空間桁架。空間桁架和平面桁架一樣，可用部分截割法和節(jié)點法求出桁架內所有桿件所受的內力。部分截割法則是利用空間任意力系的六個平衡條件求出各桿的內力。節(jié)點法是截取節(jié)點為隔離體，利用每個節(jié)點所受的空間匯交力系的三個平衡條件，求出各桿的內力。 [2]

足夠強度—不發(fā)生斷裂或塑性變形；足夠剛性—不發(fā)生過大的彈性變形；足夠穩(wěn)定性—不發(fā)生因平衡形式的突然轉變而導致坍塌；良好的動力學特性—抗震、抗風性。

桁架的設計要求： 要有符合要求的桿件；要有良好的連接件，包括鉚釘、銷釘及焊縫的連接。這些就涉及到桁架的類型、桿件的尺寸和材料，但首先是靜力學分析。

根據桁架桿件所用的材料和計算所得出的內力，選擇合適的截面應能保證桁架的整體剛度和穩(wěn)定性以及各桿件的強度和局部穩(wěn)定，以滿足使用要求。

桁架的整體剛度以控制桁架的豎向撓度不超過容許撓度來保證；平面桁架的平面外剛度較差，必須依靠支撐體系保證。支撐系統(tǒng)有上弦支撐、下弦支撐、垂直支撐和桁架共同組成空間穩(wěn)定體系。