外的安定とは？1分でわかる意味、外的不安定、内的安定との関係

この記事の要点

外的安定とは、構造物全体が外力に対して移動・転倒しない状態のことです。

支点の数と種類によって判断し、支点反力の数が外力の数以上であれば外的安定となります。

内的安定とは別の概念なので混同しないようにしましょう。

この記事では、外的安定とは何か、外的不安定とどう違うのか、内的安定との関係を整理します。

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外的安定（がいてきあんてい）とは、構造物に荷重が加えても支点の移動や転倒を起こさないことです。

逆に、支点の移動や転倒を起こす構造物を外的不安定といいます。

今回は外的安定の意味、外的不安定、内的安定との関係について説明します。

安定、不安定、不静定の意味は、下記が参考になります。

外的安定とは？

外的安定（がいてきあんてい）とは、構造物に荷重を加えても支点の移動や転倒を起こさないことです。下図をみてください。この梁に鉛直、水平荷重を加えても「移動」「転倒」は起きませんね。

外的安定な構造物

一方、下図の構造物に水平力を加えると、抵抗できず構造物自体が移動します。

外的不安定な構造物

これを、外的不安定といいます。外的不安定な構造物は、世の中にはほとんど存在しません。安定、不安定の意味は、下記の記事も参考になります。

外的安定と外的不安定の違いを、下記に示します。

外的安定　⇒　構造物に荷重を加えた時、「移動」「転倒」が起きないこと

外的不安定　⇒　構造物に荷重を加えた時、「移動」「転倒」が起きる

下図をみてください。水平方向の力に抵抗できない外的不安定な構造物です。

外的不安定なトラス

次に、トラスそのものに注目します。トラスは荷重が作用しても、安定した構造です。水平力が作用してもトラス自体は大きく変形しないでしょう（支点は移動します）。トラスの意味、特徴は下記が参考になります。

これを内的安定といいます。逆に、下図に示す構造物（節点がピン接合）は、水平力が作用するとき平行四辺形に大きく変形するでしょう。これを内的不安定といいます。一方、支点は水平方向に拘束され動きません。

内的不安定

内的安定、内的不安定を判断するとき、「支点」は関係ないです。その構造物が「安定」「不安定」になるか判断が必要です。

混同しやすい用語

外的安定

構造物全体が外力に対して移動・転倒しないこと。

支点の数と種類によって判断し、支点反力の数が外力の数以上であれば外的安定となる。

内的安定

構造物の部材同士が接合されて、部材が崩れない状態のこと。

内部のヒンジや部材の接続状態で判断し、支点の数とは無関係。

試験での問われ方｜管理人の一言

「外的安定」と「内的安定」は一緒に出題されることが多く、混同しやすい概念です。

外的安定は「支点」で判断、内的安定は「部材の接続」で判断する、という切り分けを意識すると整理しやすいです。

外的安定を整理した表を示します。