在各种工程结构中，广泛使用一种特殊的刚体系，他们是有一些短而直的刚杆彼此以端部连接（铆接或焊接）而成的几何形状不变的结构。当刚杆之间的连接能近似地看作是铰链约束时，这种杆系结构称为桁架。例如桥梁、屋架、电视塔和起重机架等。设计桁架时，尽量使外加载荷集中的作用于刚杆连接处，以保证刚杆主要承受拉力或压力。直杆中心线在同一平面内且载荷也在此平面内的桁架称为平面桁架。
