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支点ってなに?支点のモデル化と、境界条件について

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いかなる構造物も反力を生みだす「支持」がなければ構造として成り立ちません。建物にとってその支持は地盤であり、構造部材は力を地盤へと伝えるものと言っていいでしょう。構造計算や解析、また構造力学の問題を解く場合にはこの支持は単純なモデル化を行います。今回は、支点の意味、代表的な3つの支持条件について説明します。


なお、支点には反力が作用します。下記が参考になります。

反力ってなに?反力の求め方と支点反力

支点を理解すれば構造力学が分かる

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支点ってなに?

支点は、支える点と書きます。実際の意味も漢字そのままです。建物は、地面の上に建てられています。しかし別の見方をすれば、地面に支えられているのです。


例えば机をみてください。机は床の上に置いてあります。一般的に4つの足が床の上に立ち、机となります。またもや別の見方をすれば、机は床によって支えられています。


このように、支点とは建物を支える点のことを言います。構造力学では「支点」ということが多いですが、計算モデルを扱う場合「境界条件」ということもあります。どちらも同じ意味として覚えておきましょう。※境界条件については、下記が参考になります。

境界条件とは?1分でわかる意味、種類と例、はりとの関係

ローラー支点

ローラー支点


モデル化すると・・・


ローラー支点モデル化

ローラー支点モデル化2


となります。

ヒンジ(ピン)支点

ヒンジ(ピン)支点


モデル化すると・・・


ヒンジ(ピン)支点モデル化

ヒンジ(ピン)支点モデル化


となります。

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固定支点

固定支点


モデル化すると・・・


固定支点モデル化

まとめ

いかがでしたか?以上が支持条件のモデル化です。以降の問題もこの支点の見極めが重要となってきます。また、ローラー支点とピン支点は2種類のモデル化が描かれていますね。△の支持は、僕が土木学科のときに使用したものです。ボールの絵が描いてあるモデルは僕が建築学科のとき良く使用していました。

今後も、支点(境界条件)の違いは構造力学で当たり前に使います。是非理解しておきましょう。下記も併せて学習しましょう。

反力ってなに?反力の求め方と支点反力

境界条件とは?1分でわかる意味、種類と例、はりとの関係

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