Structural Mechanics

Course Information

College	Tokuyama College	Year	2023
Course Title	Structural Mechanics
Course Code	0022	Course Category	Specialized / Compulsory
Class Format	Lecture	Credits	School Credit: 2
Department	Department of Civil Engineering and Architecture	Student Grade	2nd
Term	Year-round	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	【教科書】崎元 達郎　著：構造力学[上]（静定編）第２版、森北出版株式会社、2,400円 【推奨参考書】 ①山本宏/押谷政信/西田秀行　著：応用力学の基礎（第2版）、技報堂出版株式会社、3,360円 ②赤木知之・色部誠：構造力学問題集（第2版）、森北出版株式会社、1,500円
Instructor	Kaita Tatsumasa

Course Objectives

複合分野の基礎となる基本的素養（構造力学分野）を身に付けるため、以下①～④を到達目標とする。
①　構造物に働く力と、そのつり合い式（ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0）の意味を理解できる。
②　支点の種類と力のつり合いを考えて、支点反力を正しく計算できる。
③　静定ばり（単純ばり、片持ちばり、張出しばり、ゲルバーばり）、間接荷重ばり、静定ラーメンの断面力図が正しく描ける。
④　節点法・断面法により静定トラスの部材力を正しく計算できる。
⑤　単純な平面形状からなる断面の幾何学的諸量（図心位置・断面1次モーメント・断面2次モーメント）を正しく計算できる。
⑥　フックの法則に基づく材料や部材の応力・ひずみ計算が正しくできる。
⑦　はり部材に生じる垂直応力度（軸応力・曲げ応力）およびせん断応力度の計算が正しくできる。

Rubric

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目①	構造物に働く力と、そのつり合い式の意味を十分理解している。	構造物に働く力と、そのつり合い式の意味を概ね理解している。	構造物に働く力と、そのつり合い式の意味を理解していない。
評価項目②	支点の種類と力のつり合いを考えて、支点反力を正しく計算できる。	支点の種類と力のつり合いを考え、支点反力を概ね計算できる。	支点の種類と力のつり合いを考えられず、支点反力を計算できない。
評価項目③	静定ばりおよびラーメンの断面力図を正しく描くことができる。	静定ばりおよびラーメンの断面力図を概ね描くことができる。	静定ばりおよびラーメンの断面力図を描くことができない。
評価項目④	静定トラスの部材力を正しく求めることができる。	静定トラスの部材力を概ね正しく求めることができる。	静定トラスの部材力を求めることができない。
評価項目⑤	断面諸量を正しく求めることができる。	断面諸量を概ね正しく求めることができる。	断面諸量を求めることができない。
評価項目⑥	フックの法則を完全に理解し、材料や部材の応力・ひずみを正しく計算できる。	フックの法則を理解し、材料や部材の応力・ひずみを概ね正しく計算できる。	フックの法則を理解できず、材料や部材の応力・ひずみを計算できない。
評価項目⑦	骨組部材に生じる垂直応力度およびせん断応力度を正しく計算できる。	骨組部材に生じる垂直応力度およびせん断応力度を概ね正しく計算できる。	骨組部材に生じる垂直応力度およびせん断応力度を計算できない。

Assigned Department Objectives

到達目標 A 1 （「世界に通用する」技術者をめざすために、複合分野の基礎となる基本的素養を身につけること）

Teaching Method

Outline:

構造物に生じる力と変形を理解し、構造物を安全かつ経済的にデザインするための力学基礎を学ぶ。構造力学は、第２学年から第４学年に進むにつれてより高度で複雑な問題に取り組むことになる。本授業の前半では、構造物に作用する外力の種類やつり合い計算、反力を学習し、構造力学で最も基本的な静定ばり（単純ばり、片持ちばり、張り出しばり、ゲルバーばり）の断面力図を描くことを目標とする。授業の後半では、間接荷重ばりおよび静定ラーメンの断面力図、静定トラスの部材力計算、単純な平面形状を有する部材の断面諸量（図心・断面1次/2次モーメント）を学習することで、外力が作用した任意形状の断面を有する骨組部材について、応力やひずみを計算する方法を学習する。

Style:

１回の授業は、講義・演習（学習シートまたはレポートに記載）またはその両方から構成し、部分的に解説を織り交ぜる。時間内に終わらなかった問題は家庭学習とし、次回の授業までに解いてくること。構造力学は、１か所つまづくとそれ以降の内容についていけなくなるため、分からなかった項目については教科書や学習シート等を用いた自学自習による復習を必ず行い、教員に質問すること。

Notice:

レポートには、全員必ず提出するもの「必須レポート」の他に、自学自習を促進する目的で「任意レポート」（定期試験で自覚した苦手な単元の振り返りなど）がある。任意レポートの提出は自由であるため未提出による成績評価上の不利益は一切無いが、自身の弱点を克服するために自己学習した証として提出することにより、最終成績に若干（5%以下）考慮する場合がある。

成績評価：試験成績80%（中間試験40%、期末試験40%）、必須レポート20%を原則とする
合格基準：60点以上を合格とする。
再試験：実施する。

Characteristics of Class / Division in Learning

Aided by ICT

Applicable to Remote Class

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	構造力学ガイダンス	構造力学とは？ / 外力の種類 / 現象のモデル化 / 単位換算と接頭語を理解できる。
		2nd	力の法則（合成・分解）	作用・反作用の法則 / 力の合成・分解を理解できる。
		3rd	モーメント（Varignonの定理）	モーメントの中心・腕の長さ・作用線/Varignonの定理に基づく合力計算 / 曲げモーメントを理解できる。
		4th	力のつり合い	力のつり合い３原則（ΣH=0、ΣV=0、ΣM=0）と応用例を理解できる。
		5th	支点の種類と反力計算	構造物の支え方 / 反力の数/力のつり合い３原則を用いたはりの反力計算を理解できる。
		6th	構造物の種類と断面力	部材の支え方と繋ぎ方による構造物の分類/断面力（軸力・せん断力・曲げモーメント）を理解できる。
		7th	断面力と自由物体図	外力・反力・断面力を記載した自由物体図の描き方/ はりの任意断面における断面力計算を理解できる。
		8th	前期中間試験	1~7週で学んだ内容を確認するための筆記試験を実施する。
	2nd Quarter
		9th	答案返却と解説 【任意レポート】答案直しと苦手な単元の振り返り 単純梁の断面力図（１）	前期中間試験の内容を理解できる。 集中荷重を受ける単純ばりの断面力図を理解できる。
		10th	単純ばりの断面力図（２）	集中荷重・分布荷重を受ける単純ばりの断面力図を理解できる。
		11th	片持ちばりの断面力図	集中荷重・分布荷重を受ける片持ちばりの断面力図を理解できる。
		12th	張り出しばりの断面力図	集中荷重・分布荷重を受ける一端/両端張り出しばりの断面力図を理解できる。
		13th	ゲルバーばりの断面力図（１）	ゲルバーばりとは？ / 中間ヒンジの役割 / 図解法を理解できる。
		14th	ゲルバーばりの断面力図（２）	集中荷重・分布荷重を受けるゲルバーばりの断面力図を理解できる。
		15th	前期末試験	9~14週で学んだ内容を確認するための筆記試験を実施する。
		16th	答案返却と解説 【任意レポート】答案直しと苦手な単元の振り返り	前期末試験の内容を理解できる。
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	間接荷重ばりの考え方と断面力図	間接荷重ばりの考え方および解法を理解し、断面力図を描くことができる。
		2nd	静定ラーメンの断面力図（１）	静定ラーメンの種類および解法を理解し、断面力図を描くことができる。
		3rd	静定ラーメンの断面力図（２）	静定ラーメンの種類および解法を理解し、断面力図を描くことができる。
		4th	静定ラーメンの断面力図（３）	静定ラーメンの種類および解法を理解し、断面力図を描くことができる。
		5th	静定トラスの部材力計算（１）～節点法と断面法～	トラス構造の種類を理解し、節点法および断面法によって任意の部材に生じる部材力を計算できる。
		6th	静定トラスの部材力計算（２）～節点法と断面法～	トラス構造の種類を理解し、節点法および断面法によって任意の部材に生じる部材力を計算できる。
		7th	静定トラスの部材力計算（３）～節点法と断面法～	トラス構造の種類を理解し、節点法および断面法によって任意の部材に生じる部材力を計算できる。
		8th	後期中間試験	1~7週で学んだ内容を確認するための筆記試験を実施する。
	4th Quarter
		9th	答案返却と解説 【任意レポート】答案直しと苦手な単元の振り返り	後期中間試験の内容を理解できる。
		10th	構造材料の力学的性質　～応力・ひずみの基礎～	軸力を受ける部材の応力（軸応力）とひずみ（軸ひずみ）、平均せん断応力（せん断ひずみ）、フックの法則を理解できる。
		11th	はり部材に生じる垂直応力とせん断応力（１） 　曲げ応力と単純な平面形状を有する部材の断面諸量	応用問題を理解する
		12th	はり部材に生じる垂直応力とせん断応力（２） 　曲げ応力と単純な平面形状を有する部材の断面諸量	はりの曲げ応力度の公式の誘導を理解する。
		13th	はり部材に生じる垂直応力とせん断応力（３） 　せん断応力と単純な平面形状を有する部材の断面諸量	はりの曲げ応力度に関する問題の解き方を理解する。
		14th	はり部材に生じる垂直応力とせん断応力（４） 　せん断応力と単純な平面形状を有する部材の断面諸量	はりのせん断応力度に関する問題の解き方を理解する。
		15th	後期末試験	9~14週で学んだ内容を確認するための筆記試験を実施する。
		16th	答案返却と解説 【任意レポート】答案直しと苦手な単元の振り返り	後期末試験の内容を理解できる。

Evaluation Method and Weight (%)

	定期試験	レポート・課題	その他（任意レポート無しの場合）	Total
Subtotal	80	20	0	100
基礎的能力	0	0	0	0
専門的能力	80	20	0	100