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静定構造物と不静定構造物の違いと特徴

構造物の安定、不安定を表す言葉に「静定構造物、不静定構造物」があります。今回は両者の違いと、構造物としての特徴について説明します。


静定構造物と不静定構造物ってなに?

私たちが目にする構造物は、もちろん全てが力学的に安定したものです。このような構造物を安定構造物と言います。逆に、力学的につり合いがとれていないような構造物を不安定構造物と言います。

さて、安定構造物は力学的な状態で分類すると、2つの種類に分けられます。それが、静定構造物と不静定構造物です。では、静定構造物と不静定構造物の違いと特徴は何でしょうか。


静定構造物と不静定構造物の違いと特徴

安定構造物の中で、つり合い条件式ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0で解けるような構造物を「静定構造物」といいます(反力数が3以下)。一方、つり合い条件式だけでは解けない構造物を「不静定構造物」といいます。


上記の考え方を「梁」で考えると、「静定はり」「不静定はり」に分けられます。静定はりの計算方法は下記の記事を参考にしてください。


さて、下図は簡単な静定はりです。


静定構造物


また、下図は不静定はりです。

不静定構造物


上図に示す不静定はりは、つり合い条件式ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0よりも未知数が多いので、方程式を 解くことはできません。不静定はりの計算方法は、下記の記事が参考になります。


これから構造力学の勉強を進めるなら、まずは静定構造物から勉強します。不静定構造物は反力の数が多いため、簡単な四則演算では解くことができないからです。

 

以上のように、静定構造物と不静定構造物の違いと特徴を整理すると下記の通りです。


静定構造物と不静定構造物

当サイトの「構造力学の基礎」では、静定構造物の解法しか説明していません。よって、不静定の問題を解く方法は当サイトの「構造力学の応用」をご覧ください。下記のリンクから記事を読むことができます。


まとめ

今回は、静定構造物と不静定構造物の違いと、特徴について説明しました。今後、構造力学を勉強するなら、まずは静定構造物の計算方法から進めましょう。下記の記事が参考になります。

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