固定支持とは？意味・記号・境界条件と単純支持・ピン支持との違い

この記事の要点

固定支持とは、鉛直・水平・回転（モーメント）の3方向をすべて拘束する支点形式です。

固定端とも呼ばれます。

固定支持の反力は鉛直力・水平力・モーメント反力の3種類が発生します。

単純支持（ピン支持）は鉛直・水平のみを拘束し、回転は自由です。

固定度が高い分、支点部に大きなモーメントが集中します。

この記事では、固定支持とは何かを整理します。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

固定支持とは、鉛直、水平、回転に対して変位を拘束する支持方法です。

回転を拘束することで、単純支持に比べて変位を小さくできます。

両端を固定支持とした梁を両端固定梁、片側のみを固定支持とした梁を、片持ち梁といいます。

今回は、固定支持の意味、記号、境界条件、周辺固定支持について説明します。

※両端固定梁、片持ち梁については、下記の記事が参考になります。

両端固定梁とは？1分でわかる意味、曲げモーメント、たわみ、解き方

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

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

固定支持とは？

固定支持は、鉛直、水平、回転に対して変位を拘束する支持方法です。回転を拘束することで、変位を抑えることが可能です。下図をみてください。これが固定支持です。

固定支持

両端を固定支持にした梁を、両端固定梁といいます。片側を固定支持、片側を自由端にした梁は、片持ち梁です。両端固定梁、片持ち梁の詳細は、下記の記事が参考になります。

両端固定梁とは？1分でわかる意味、曲げモーメント、たわみ、解き方

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

固定支持は、回転を拘束する支持方法です。よって、支持部に曲げモーメントが生じます。変位を抑えることが可能ですが、必ずしも単純梁より有利になるとは限りません。

固定支持にすることで、支持部に曲げモーメントが集中する可能性もあります。支点の条件は、下記の記事が参考になります。

支点とは？意味・種類の違い【図解】｜ローラー・ピン・固定端

固定支持の記号

下図に固定支持の記号を示しました。

固定支持の記号

固定支持と境界条件の関係

固定支持は境界条件の１つです。その他、ピン支持、ローラー支持があります。境界条件の詳細は下記の記事が参考になります。

境界条件による座屈長さの違いについて

固定支持と周辺固定支持

部材の周辺を固定支持としたものを、周辺固定支持といいます。下図を見てください。鉄筋コンクリートのスラブです。RCの梁に囲まれたスラブは、周辺が固定支持です。

周辺固定支持

固定支持を示す記号を、スラブの周囲に明記して表現します。

周辺を固定支持とすることで、変位を拘束し応力を減らす効果があります。スラブの変形、設計法は下記の記事が参考になります。

RCスラブのたわみ計算｜RC基準の計算図表の使い方と算定手順を解説

・RCスラブの設計その1

混同しやすい用語

固定支持

移動と回転の両方を拘束する境界条件。

端部にモーメントが発生する。

単純支持

移動のみ拘束で回転は自由な境界条件。

端部モーメントは発生しない。

試験での問われ方｜管理人の一言

スラブや梁の支持条件（固定支持か単純支持か）は設計上の仮定であり、実際の状況に合わせて適切に選択することが重要です。

周辺固定支持ではたわみが小さくなりますが、支持部に大きなモーメントが発生します。

固定支持を整理した表を示します。

支持方法	拘束条件	端部モーメント
固定支持	鉛直・水平・回転すべて拘束	発生する（端部に集中）
単純支持（ピン）	鉛直・水平を拘束、回転は自由	発生しない（自由に回転）
周辺固定支持	スラブ周辺を固定支持とした状態	たわみ小・端部に大きなM発生