支点とは、梁や骨組みなどの構造物が支えられている点のことです。
支点の種類によって発生する反力の数と方向が異なり、構造物の安定性の計算に直結します。
施工管理技士試験の構造力学で頻出のテーマであり、3種類の支点の特徴を確実に覚えておくことが重要です。
支点とは
支点（してん）とは、構造物を地盤や他の構造物に固定・支持している点のことです。
支点は荷重を受けて反力（支点が構造物を押し返す力）を発生させます。
支点の種類によって、発生できる反力の方向と自由度（動ける方向）が決まります。
支点の3種類
構造力学では、支点を大きく3種類に分類します。
①ローラー支点（移動端）
ローラー支点は、一方向（通常は鉛直方向）の移動のみを拘束し、水平移動と回転は自由な支点です。
- 反力の数：1つ（鉛直反力のみ）
- 自由度：2（水平移動○・回転○）
- 記号：△に車輪が付いた記号で表示
- 実例：橋の一端（温度変化による伸縮を許容する側）
②ピン支点（回転端・ヒンジ支点）
ピン支点は、水平・鉛直方向の移動を拘束しますが、回転は自由な支点です。
- 反力の数：2つ（鉛直反力＋水平反力）
- 自由度：1（回転○）
- 記号：△の記号で表示
- 実例：橋のもう一端（回転を許容するが移動は拘束する側）
③固定支点（固定端）
固定支点は、水平・鉛直方向の移動と回転をすべて拘束する支点です。
- 反力の数：3つ（鉛直反力＋水平反力＋モーメント反力）
- 自由度：0（完全固定）
- 記号：壁に固定された記号で表示
- 実例：片持ち梁の固定端、鉄骨ラーメン構造の柱脚
3種類の支点の比較表
| 支点の種類 | 水平移動 | 鉛直移動 | 回転 | 反力の数 | 反力の種類 |
|---|---|---|---|---|---|
| ローラー支点 | ○自由 | ×拘束 | ○自由 | 1つ | 鉛直反力のみ |
| ピン支点 | ×拘束 | ×拘束 | ○自由 | 2つ | 鉛直反力＋水平反力 |
| 固定支点 | ×拘束 | ×拘束 | ×拘束 | 3つ | 鉛直＋水平＋モーメント |
静定・不静定との関係
支点反力の数は、構造物が「静定」か「不静定」かを判断するうえで重要です。
静定構造物
釣り合い条件式（ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0）だけで反力がすべて求められる構造を静定構造といいます。
- 単純梁（ピン支点＋ローラー支点）：反力3つ＝釣り合い式3つ → 静定
- 片持ち梁（固定支点のみ）：反力3つ＝釣り合い式3つ → 静定
不静定構造物
反力の数が釣り合い条件式の数より多い構造を不静定構造といいます。追加の適合条件（変形の条件）を使って解く必要があります。
- 両端固定梁：反力6つ ＞ 釣り合い式3つ → 3次不静定
- 連続梁：中間支点の数だけ不静定次数が増える
節点（ヒンジ）との違い
支点と混同しやすい用語に「節点（ヒンジ）」があります。節点は部材と部材の接合点で、回転のみ自由（モーメントを伝達しない）点を指します。支点は構造物と地盤の接点、節点は部材同士の接点という違いがあります。
施工管理技士試験のポイント
- 3種類の支点（ローラー・ピン・固定）の反力の数と方向
- 各支点の自由度（動ける方向）
- 単純梁（ピン＋ローラー）が静定構造になる理由
- 固定端にはモーメント反力が発生すること
- 静定・不静定の判定方法
まとめ
支点とは構造物を支える点で、ローラー（反力1）・ピン（反力2）・固定（反力3）の3種類があります。
反力の数と種類が支点の種類によって決まり、静定・不静定の判断にも直結します。
試験では比較表を頭に入れて、各支点の反力の数と方向を素早く答えられるようにしておきましょう。
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