三、实验原理
桁架、刚架、组合结构的本质区别在于结点性质的不同，结点的类型可分为铰结点、刚结点以及组合结点3种，这就意味着在实验时只要结点的性质可变，就可以方便地得到杆件相同而结构性质不同的结构模型。
门式刚架和门式排架是工业厂房常用的结构形式，门式刚架和门式排架模型如图1-19所示。门式刚架结构在水平荷载作用下的计算简图和内力图如图1-20所示。门式排架结构在水平荷载作用下的计算简图和内力图如图1-21所示。
图1-19 门式刚架和门式排架模型图
图1-20 门式刚架结构计算简图及内力图
图1-21 门式排架结构计算简图及内力图
图1-20和图1-21中两结构的区别在于结点性质存在差异，图1-20中均为刚结点，图1-21中B、C为铰结点，正是由于两个结点的差异导致两类结构内力的分布截然不同。利用结构力学求解器可直接得到相应实验模型的理论弯矩图和轴力图，如图1-20（b）、（c）及图1-21（b）、（c）所示。对比其内力图，可以看出结点性质的差异会对结构内力产生重要的影响。
结构力学实验的最终目的是要将实测值与理论值相比较，两者比较的内容为轴力、弯矩及结点位移。在实验中我们可以测得结点位移及杆件上某一点的应变，但无法直接得到杆件上的轴力及弯矩。通过在杆件同—截面对称粘贴电阻应变片的方法，经计算分析可测得该截面的轴力及弯矩（详见实验一）。在忽略剪力影响的情况下，实测应变的平均值由轴力引起，应变的差值由弯矩引起。通过分析测点应力，可以得到杆件内力的分布，根据其内力分布规律可以得到结构在对应荷载作用下的内力图，对比内力图可看出结点性质的差异对结构内力分布的影响。
测点布置：根据内力分布的特点，在不同杆件的不同位置粘贴应变片测定弯矩和轴力，在同一杆件同一截面的中性轴以及上、下边缘粘贴应变片，通过测点的应变值，反算测点的内力值。据此实验可知，通过观测点应变的不同变化，可对比分析结点性质对结构内力的影响。
支座形式为固定支座的门式刚架如图1-22（a）所示，实际工程中也经常看到图1-22（b）所示的门式刚架，其支座部分按铰支座设计。铰支座门式刚架柱的弯矩呈三角形分布，某些工业厂房中的柱子采用上粗下细的变截面柱正是基于上述原理。
图1-22 门式刚架在工程中的实际应用图片