[科普中国]-节点载荷

节点载荷又叫集中荷载，是指反力作用在一个点上的荷载称之为集中荷载，其单位为千牛顿。

相关概念集中荷载：反正作用在一个点上的荷载叫集中荷载，比如构造柱布置在梁上那么这一点的荷载就叫做集中荷载。
均布荷载：连续作用在构件表面的较大面积上，不能看成集中荷载，且任意两个荷载的大小方向均相同的荷载称为均布荷载。例如墙的自重。其单位为千牛顿每米。

刚架节点载荷分析在杆系结构中，对于刚架结构，承受的载荷既可能作用在节点上，也可能不直接作用在节点上，而作用在杆单元的其余点上，称为非节点载荷。

对于非节点载荷的处理是有限元中列出总体平衡方程的关键，处理的办法就是把非节点载荷移植到节点上，教材上给出了两个步骤：（1）载荷移植原理；（2）固定端反力和反力矩的计算，需要用到材料力学中的公式。

但是对于很多自学者而言，在学有限元法之前，根本没接触到材料力学，或者力学部分基础比较薄弱，这样理解起来就很难，杆的方向发生变化后，就不知道该如何等效了，并且从历年的考试中看出，考试时也没有给出固定端反力和反力矩的计算公式。

简单的说非节点载荷的处理就是要等效到节点上，等效的含义就是作用在非节点上的效果和作用在节点上的效果应该是一样的。1

节点载荷等效分析下面以常见的几种非节点载荷分析一下等效到节点上后的情况。

集中力集中力的形式大体上有两类，一类是垂直作用到杆上的力，另一类是平行于杆的力。就这两种形式的力分别分析，但仅限于分析作用一个力的情况，多个力的情况和这类似。

当作用在杆上有一个与杆垂直向下的力，在这个力的作用下，会使整个杆产生与力方向相同方向的位移，同时会使节点产生顺时针角位移，会使节点产生逆时针角位移（角位移的方向可以根据力f对节点产生的力矩的方向进行判断）。

弯矩当作用在杆上的为一弯矩时，在这个力矩的作用下会使整个杆产生与弯矩方向相同的角位移，并且使力矩作用点的两侧沿与杆方向垂直的方向产生不同的位移。去掉弯矩后，杆的两个节点还必须产生角位移和与杆垂直方向的位移，故每个节点都会存在弯矩和力。

均布载荷当作用的是均布载荷q时，这时可以认为是作用在杆上有一个与杆垂直的力ql,等效方式参照与杆垂直的集中力，只不过，等效后的计算结果不一样.

当所受的均布载荷为q时，则等效后i和j节点的弯矩大小为ql?2/12，载荷大小为ql/2，且等效后两力的大小相等，方向相同，与均布载荷q的方向相同；弯矩的大小相等，方向相反，方向根据具体情况判断。2

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学