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構造支持部とは、建物や構造物の一部で、内部力（重力による垂直力、風や地震による横方向の力）に抵抗し、それらを安全に地面に導くために必要な剛性と強度を提供する部分です。建物に作用する外部荷重（他の物体の作用）は、建物の支持構造に内部力（構造物の残りの部分による力と偶力）を引き起こします。支持部は、構造部材または建物の構成要素の端部または任意の中間点に存在し、接続部、接合部、または拘束部と呼ばれます。[ 1 ]
建物の支持構造は、使用する材料に関わらず、正確で安全な結果をもたらす必要があります。構造の安定性は、材料の重量や剛性よりも、その形状に大きく依存します。[ 2 ]どのような条件であっても、接続設計には特定の剛性が必要です。支持接続タイプは、構造システムを構成する各要素の耐荷重能力に影響を与えます。各支持条件は、要素の挙動、ひいてはシステムの挙動に影響を与えます。構造は、水平スパン支持システム（床および屋根構造）または垂直建築構造システム（壁、フレーム、コアなど）のいずれかになります。 [ 3 ]
建物には構造が必要ですが、建築という概念には構造は必要ありません。すべての建物には、耐力構造と非耐力部分の両方があります。構造部材はシステムを形成し、構造システムに作用する荷重を、一連の要素を通して地面に伝達します。建物の構造要素には、線状要素（梁、柱、ケーブル、フレームまたはアーチ、スペースフレーム） 、表面要素（壁、スラブまたはシェル）、および自由形状が含まれます。[ 3 ]
構造の機能要件によって、検討可能な形態が絞り込まれます。材料の入手可能性、基礎条件、美的要件、経済的制約などの他の要因も、構造形態の決定に重要な役割を果たします。[ 4 ]構造システムまたはそのすべての部材と部品は、システムが最初に静止しており、力と偶力のシステムが作用しても静止したままである場合、平衡状態にあるとみなされます。[ 5 ]これらは推測すべきモデルの側面ではありません。構造を分析できるようにするには、非常に複雑になる可能性のある力について明確にする必要があります。
力には2種類あります。検討対象の構造物に作用する他の物体の作用である外力と、構造物の残りの部分が部材または構造物の一部に力や偶力として及ぼす内力です。[ 6 ]構造物が周囲の他の材料をこれらの力から保護するためには、わずかなたわみや遊びが必要です。
支持構造には、拘束するたわみの種類によって分類される、5つの基本的な理想化されたタイプがあります。ローラー支持、ピン支持、固定支持、ハンガー支持、単純支持です。[ 1 ]
ローラー支持は、橋桁の熱膨張・収縮を吸収し、ピン支持などの他の構造部材への損傷を防ぎます。ローラー支持は、主に大型橋梁に用いられます。土木工学においては、橋梁の一端にローラー支持が見られることがあります。
ローラーサポートは、水平方向または横方向の並進運動および回転運動を防ぐことはできませんが、垂直方向の並進運動は防ぎます。[ 1 ] [ 5 ]その反力は、表面に垂直で表面から離れる方向（上向きまたは下向き）の単一の直線力です。このタイプのサポートは、通常の変位に抵抗できるものと想定されています。
横方向の動きをある程度許容する機構としては、ゴム製ベアリング、ロッキング機構、またはギアセットなど が考えられます。例えば、ローラースケートに取り付けられた構造物は、自重のみを支えればよい限り、その場に留まります。しかし、横方向の荷重が構造物にかかると、ローラースケートに取り付けられた構造物は、その力に応じて転がり始めます。
ピン支持またはヒンジ支持は、梁の唯一のウェブをせん断接続と呼ばれる桁に取り付けます。支持は、部材に任意の方向に作用する力を加え、あらゆる方向への部材端の並進運動または相対変位を防止できますが、回転運動は防止できません。[ 1 ]その反力は、方向が不明な単一の直線力、または方向が不明な単一の力の成分である水平力と垂直力です。[ 5 ]
ピン支持は人間の肘に似ています。伸ばしたり曲げたり（回転）することはできますが、前腕を左右に動かす（並進）ことはできません。ピン支持の利点の1つは、内部モーメント力が発生せず、設計において軸方向力だけが大きな役割を果たすことです。ただし、1つのピン支持では構造を完全に拘束することはできません。モーメントに抵抗するには、少なくとも2つの支持が必要です。[ 7 ]トラスに適用することは、この支持を使用する一般的な方法の1つです。
剛性または固定支持は、接合された要素間の角度関係を維持し、力とモーメントの両方の抵抗を提供します。あらゆる方向に作用する力を発揮し、部材のすべての並進運動（水平方向と垂直方向）とすべての回転運動を防止します。これらの支持の反力は、線形合力の水平成分と垂直成分、つまりモーメントです。[ 5 ]これは剛性タイプの支持または接続です。固定支持の適用は、単一の支持しか使用できない場合に有益であり、人々はこのタイプを片持ち梁の唯一の支持として最も広く使用しました。 [ 7 ]これらは、モーメント抵抗鋼フレームの梁と柱の接続、およびコンクリートフレームの梁、柱、スラブの接続で一般的です。
ハンガーサポートは力を及ぼすだけで、部材がハンガーの方向に作用したり移動したりするのを防ぎます。ただし、このサポートはあらゆる方向への並進運動や回転運動を防ぐことはできません。[ 1 ] [ 5 ]これは、要素が純粋な引張状態にある最も単純な構造形式の1つです。このタイプの構造は、単純な支線構造や斜張構造から、大規模なケーブル支持橋や屋根システムまで多岐にわたります。[ 4 ]
単純支持とは、基本的に構造部材が外部構造の上に載っている状態を指し、例えば2つのコンクリートブロックが上面に木の板を載せているような場合です。この支持は、垂直方向の力は拘束するものの水平方向の力は拘束しないという点でローラー支持に似ています。そのため、部材が移動しないことをエンジニアが確信できる場合を除き、実際の構造物ではあまり使用されません。[ 7 ]
