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固定支点とは?反力・モーメントの意味とピン支点・ローラー支点との違い(図解)

この記事の要点

固定支点は変位も回転も許さない最も拘束が強い支点で、建物の柱脚・RC擁壁の底部などに使われます。

反力として水平力・鉛直力・曲げモーメントの3種類が生じる点が、ピン支点(モーメント0)やローラー支点との大きな違いです。

このページでは固定支点の定義・反力の種類とモーメント・ピン支点・ローラー支点との比較を図解で整理します。

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固定支点とは、鉛直・水平方向の移動および回転を拘束するような支点です。

移動および回転を拘束することは、その拘束した方向に反力が生じることを意味します。

よって、固定支点では鉛直反力、水平反力、モーメント反力が生じます。

また、固定支点の他に「ピン支点、ローラー支点」があります。

今回は、固定支点の意味と反力、モーメントとの関係、ピン支点、ローラー支点との違いについて説明します。

支点の意味、ピン支点、ローラー支点は下記が参考になります。

支点とは?意味・種類の違い【図解】|ローラー・ピン・固定端

ピン支点とは?1分でわかる意味、モーメント反力との関係、ローラー支点、固定支点との違い

ローラー支点とは?1分でわかる意味、具体例、モーメントとの関係、ピン支点との違い

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固定支点とは?反力、モーメントとの関係

固定支点とは下図に示すように、鉛直・水平方向の移動、回転を拘束する支点です。


固定支点


固定支点では水平、鉛直、回転の全てが拘束されるため、一端を固定支点とするだけで構造物が安定します。

移動および回転を拘束することは、その拘束した方向には反力が生じています。

つまり、固定支点には3つの反力(鉛直反力、水平反力、モーメント反力)が作用します。

支点、支点反力の意味は下記をご覧ください。

支点とは?意味・種類の違い【図解】|ローラー・ピン・固定端

反力ってなに?反力の求め方と支点反力


一端を固定支点として、他端を自由端とした梁を「片持ち梁」といいます。片持ち梁の詳細は下記が参考になります。

片持ち梁とは?固定端・自由端・曲げモーメント・たわみをわかりやすく解説

固定支点とピン支点、ローラー支点との違い

固定支点とピン支点、ローラー支点の違いは下図の通りです。


支点の種類


ピン支点、ローラー支点の詳細は下記が参考になります。

ピン支点とは?1分でわかる意味、モーメント反力との関係、ローラー支点、固定支点との違い

ローラー支点とは?1分でわかる意味、具体例、モーメントとの関係、ピン支点との違い

混同しやすい用語

固定支点

鉛直・水平移動と回転の全方向を拘束する支点。

鉛直反力・水平反力・モーメント反力の3つが発生する。

ピン支点

回転は自由で鉛直・水平移動のみを拘束する支点。

反力は鉛直・水平の2つ。

試験での問われ方|管理人の一言

固定支点では3方向の変位(鉛直・水平・回転)が全て拘束されるため、鉛直反力・水平反力・モーメント反力の3つが発生します。

支点条件を正しく理解することが構造計算の基本です。

固定支点を整理した表を示します。

支点の種類拘束内容反力の数
固定支点鉛直・水平・回転すべて拘束3つ(鉛直・水平・モーメント)
ピン支点鉛直・水平を拘束(回転は自由)2つ(鉛直・水平)
ローラー支点鉛直方向のみ拘束1つ(鉛直)

まとめ

今回は、固定支点について説明しました。

固定支点とは鉛直・水平の移動、回転を拘束する支点です。

移動および回転を拘束した方向には反力が生じるので、固定支点では鉛直反力、水平反力、モーメント反力が生じます。

まずは、支点と支点反力の意味を理解しましょう。

下記が参考になります。

支点とは?意味・種類の違い【図解】|ローラー・ピン・固定端

反力ってなに?反力の求め方と支点反力

ピン支点とは?1分でわかる意味、モーメント反力との関係、ローラー支点、固定支点との違い

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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