静定骨組とは｜静定・不静定の違いと骨組みの種類の判定方法

この記事の要点

静定骨組とは、つり合いの3条件（ΣH=0・ΣV=0・ΣM=0）だけで反力と応力がすべて求まる構造骨組のことです。

不静定骨組は反力の数が自由度を上回るため、変形の条件（変位の適合条件）も使って解析します。

設計実務では静定か不静定かによって解析手法が変わります。

一般的な建物はほとんど不静定ですが、静定骨組の原理を理解しておくと不静定構造の力の流れを直感的に把握するための基礎になります。

不静定骨組と違い計算が簡単な反面、冗長性がなく支点が1つ壊れると不安定になるデメリットがあります。

この記事では、静定骨組とは何か、骨組みとどう関係するのか、不静定とどう関係するのかを整理します。

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静定骨組（せいていほねぐみ）とは、力のつり合い条件だけで反力や応力が算定できる組まれた構造部材（骨組み）です。

似た用語に、不静定骨組があります。

今回は静定骨組の意味、骨組みの関係、静定、不静定の関係について説明します。

静定、不静定、骨組みの意味は、下記が参考になります。

静定構造物と不静定構造物の違いと特徴

建築の骨組みとは？意味・名称（柱・梁・筋交い）・架構をわかりやすく解説

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静定骨組とは？

静定骨組（せいていほねぐみ）とは、力のつり合い条件だけで反力や応力が算定できる構造部材（骨組み）です。下図をみてください。これが静定骨組です。

静定骨組

静定骨組には下記があります。

静定ラーメン

静定トラス

静定梁

詳細は下記が参考になります。

静定ラーメンとは？１分でわかる意味、解き方、曲げモーメント図

静定トラスとは？節点法・切断法の計算手順と不静定トラスとの見分け方（例題付き）

静定梁とは？反力の求め方・不静定梁との違いと構造設計での扱い

また、力のつり合い条件だけで解けない骨組みを、不静定骨組みといいます。不静定骨組みの意味は、下記が参考になります。

静定構造物と不静定構造物の違いと特徴

静定骨組は、構造計算が簡単な一方、冗長性が無いデメリットがあります。例えば１つの支点が壊れると、不安定になり構造物として成立しません。冗長性、安定、不安定の意味は下記が参考になります。

冗長性（じょうちょうせい）とは？建築構造での意味・読み方と持たせる方法

不安定構造物とは？意味・判別法・反力の数と安定構造物との違い

静定骨組の読み方

静定骨組は、「せいていほねぐみ」と読みます。その他の読み方は下記です。

静定　⇒　せいてい

不静定　⇒　ふせいてい

骨組　⇒　ほねぐみ

不静定骨組　⇒　ふせいていほねぐみ

静定、不静定、骨組みの意味は、下記が参考になります。

静定構造物と不静定構造物の違いと特徴

建築の骨組みとは？意味・名称（柱・梁・筋交い）・架構をわかりやすく解説

静定骨組、静定、不静定の関係

静定骨組は、下図に示すように静定な骨組みです。

静定骨組

一方、不静定骨組は下図に示す骨組みです。

不静定骨組み

力のつり合い条件式だけで反力を求められない骨組みが不静定骨組です。静定骨組と見比べて違いが分かるでしょうか。例えば下図をみてください。

３ヒンジラーメン

上図の骨組みは「静定骨組み」です。支点の反力数は4つですが、ヒンジによりつり合い式が１つ増え静定となります。３ヒンジラーメンの意味は、下記が参考になります。

3ヒンジラーメンの解き方と、反力の求め方

機械的に静定、不静定を判断する方法として「判別式」があります。判別式の意味は下記が参考になります。

不安定構造物とは？意味・判別法・反力の数と安定構造物との違い

混同しやすい用語

静定骨組

力のつり合い条件だけで反力・応力が算定できる骨組み。

静定ラーメン・静定トラス・静定梁が代表例。

不静定骨組に対して計算は簡単だが、冗長性がなく支点破壊で構造物全体が不安定となるリスクがある。

不静定骨組

力のつり合い条件式だけでは反力を求められない骨組み。

判別式で「不静定次数＞0」となるものを指す。

静定骨組に対して計算は複雑だが冗長性があり、1つの支点が失われても崩壊しにくい安全性を持つ。

静定骨組を整理した表を示します。

項目	内容	備考
静定骨組の種類	静定ラーメン・静定トラス・静定梁	力のつり合い式で反力を算定
判別式	m + r − 2k = 0（静定の条件）	m:部材数, r:反力数, k:節点数
特徴	計算が簡単だが冗長性なし	支点1つ破壊で全体が不安定に