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飞机结构设计的教材中，一般会将机身的结构布局分为三种，桁梁式、桁条式和硬壳式，但是在运输机中最常用的是半硬壳式，其中前两种被称为半硬壳式。
我们先不讨论结构布局，先来研究机身的载荷。1、货物和飞机自身的重量；2、气密载荷；3、机翼的载荷；4、垂尾的载荷；5、平尾的载荷。若有中央翼，机翼的载荷在中央翼上就相互抵消了，同时气密载荷为内力，我们也不做考虑，所以我们就只考虑三种载荷。（请忽略博主的作画能力）
货物或飞行器自身的重量类似与悬臂梁，引起一个Y方向剪力。
垂尾方向舵偏转之后，会形成一个沿Z向的剪力（规定顺航向为X方向，向上为Y向，右手坐标系得到Z向），使用材料力学的姿势，将这个剪力移动到机身与垂尾连接处，于是就得到一个剪力和一个扭矩，这个扭矩是大拇指指向X方向哦，垂尾与机身的连接方式无论是通过耳片还是周边连接，都会产生一个扭矩，这个扭矩的距离是由连接处到机身中性轴的距离，这个时候，剩下的这个剪力产生的效果就类似于悬臂梁了。所以呢，垂尾方向舵偏移的影响，会引起弯矩，扭矩和Z方向剪力。
平尾升降舵偏转之后，类似与机翼，会提供一个向上或向下的矩，效果类似与悬臂梁，让飞机低头或抬头。所以平尾升降舵偏转之后，只会引起一个Y方向的剪力。
所以我们本着哪块受力大，我们那块结构强的原则来设计飞机。
首先，我们来看，X方向力，木有，好，下一个。Y方向力，由货物自身重量和平尾升降舵偏转引起的，所以，我们要加强上下蒙皮，考虑到稳定性，下蒙皮更要加强，Z方向力，由垂尾方向舵偏转得到的，所以要加强两侧蒙皮，X方向矩，只能是扭矩，由垂尾方向舵偏转得到，所以要加强整体蒙皮厚度，Y方向矩，由垂尾方向舵偏转得到，所以要加强两侧蒙皮，Z方向矩，由货物重量和平尾偏转得到，所以我们要加强上下蒙皮。
好的，分析了这么多，终于到设计部分了，按照力学分析，我们需要加强的主要是上下和两侧蒙皮，所以我们最有效率的方式是桁梁式，但是为什么飞机，如L-1011、波音系列，空客系列和C-130等飞机却使用的是桁条式呢？这里面一定有很大的阴谋。因此，是我们这些设计员们来破译的时候了（我们不擅长设计，但我们擅长破解）。
材料力学中，我们计算应力时候，是这样子的。Sigma=M*y/I，（假设机身半径为10，忽略量纲，忽略画图能力）。所以我们就能够想象力的分布情况。我们假设方向舵和升降舵对某个机身截面产生的力矩相同为M，使得机身最高处的拉伸载荷Sigma_H=10M/I，最低面压缩Sigma_L=10M/I，最左端压缩Sigma_LF=10M/L，最右端拉伸Sigma_RT=10M/L，而右上45°，拉伸Sigma_RH=14.14M/I，原理上与我们开头想象中的不同，这也就是为什么他们选用桁条式的原因了。
既然人们能够知道有横梁式和硬壳式存在的这个事情，那么它们肯定有使用的地方，所以呢，我个人觉得：横梁式用有大中开口的地方，硬壳式，对空间的利用率较高，使用在机身半径小的地方，如前机身的飞机鼻子等地方。
