構造力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 構造力学Ⅰ
科目番号 0004 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 創造工学科(都市・環境系共通科目) 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:米田昌弘著「構造力学を学ぶ」森北出版/参考図書:能町純雄著「構造力学」朝倉書店、赤木知之・色部誠共著「構造力学問題集-第2版-」森北出版、平野喜三郎・岩瀬敏昭 共著 「構造力学演習-上巻-」現代工学社、平井一男・水田洋司・内谷 保共著「構造力学入門」、森北出版
担当教員 近藤 崇

到達目標

1.力の定義を理解し説明でき,計算ができる.
2.つり合いの基本である静定3条件を理解し,はりと静定ラーメンの種類や支える支点・反力・外力としての荷重など基本事項を説明でき,計算ができる.
3.はりと静定ラーメンの断面力の基礎である軸力・せん断力および曲げモ-メントを説明でき,計算および作図ができる.
4.はりの影響線(間接荷重含む)を理解・説明でき,作図および計算ができる.

ルーブリック

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 力の定義を理解し説明でき,計算ができる.力の定義を理解し説明でき,計算ができる.力の定義を理解し説明でき,基本的な計算ができる.力の定義を理解し説明および計算ができない.
評価項目2 力のつり合いの基本である静定3条件を理解し,はりと静定ラーメンの種類や支える支点・反力・外力としての荷重など基本事項を説明でき,計算ができる.つり合いの基本である静定3条件を理解し,はりと静定ラーメンの種類や支える支点・反力・外力としての荷重など基本事項を説明でき,計算ができる.つり合いの基本である静定3条件を理解し,はりと静定ラーメンの種類や支える支点・反力・外力としての荷重など基本事項を説明でき,基本的な計算ができる.つり合いの基本である静定3条件を理解していない.はりと静定ラーメンの種類や支える支点・反力・外力としての荷重など基本事項につい説明および計算ができない.
評価項目3 はりと静定ラーメンの断面力の基礎である軸力・せん断力および曲げモ-メントを説明でき,計算及び作図ができる.はりと静定ラーメンの断面力の基礎である軸力・せん断力および曲げモ-メントを説明でき,計算および作図ができる.はりと静定ラーメンの断面力の基礎である軸力・せん断力および曲げモ-メントを説明でき,基本的な計算および作図ができる.はりと静定ラーメンの断面力の基礎である軸力・せん断力および曲げモ-メントについて説明,計算および作図ができない.
評価項目4 はりの影響線(間接荷重含む)を理解・説明でき,作図および計算ができる.はりの影響線(間接荷重含む)を理解・説明でき,作図および計算ができる.はりの影響線(間接荷重含む)を理解・説明でき,基本的な作図および計算ができる.はりの影響線(間接荷重含む)を理解・説明でき,基本的な作図および計算ができない.

学科の到達目標項目との関係

 Ⅰ 人間性  1 Ⅰ 人間性
 Ⅱ 実践性  2 Ⅱ 実践性
 Ⅲ 国際性  3 Ⅲ 国際性
 CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力  5 CP2 各系の工学的専門基盤知識,および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
 CP4 他者を理解・尊重し,協働できるコミュニケーション能力と人間力  7 CP4 他者を理解・尊重し,協働できるコミュニケーション能力と人間力

教育方法等

概要:
 構造物を形成する基本的要素である「はり(梁)」と「静定ラーメン」に、荷重が載荷した際に生ずる支点の反力と断面力の基本的性質とそれらの基本的関係について習得する。あわせて、単純ばりをはじめとした静定ばりと静定ラーメンの反力と断面力を力のつり合いによる計算法、計算結果から顔面力図の描画法についても習得する。また、影響線による計算法も習得する。
授業の進め方・方法:
 授業は,主に教員による説明,演習および課題で構成されます.
注意点:
 授業には、教科書、ノート(B5またはA4版のノート:図を描くことが多いので5mm方眼のノートが使い易い)、筆記用具、電卓、定規、三角スケール、のり(プリントをノートに添付するため)を持参すること。
 授業項目ごとに出される課題(演習など)は自学自習として、積極的に、かつ直ぐに取り組むこと。提出された課題は標準的な到達レベル以上に達しているか確認した後、返却する。
・標準的な到達レベル以上が達成されていない課題とは以下のものを指す。
 1.不正解部分がある
 2.図の描画と必要事項の記入、計算過程、解答方法などが、記述されていない、あるいは不十分である
 3.その他については,その都度指摘する
 標準的な到達レベル以上に達していない課題は,0点あるいは、相応の減点をして返却する
 課題の提出期限は、基本的に翌週の講義日前日の17:00までとする。その後、一日遅れるごとに10点減点し、減点が40点となる日の17:00を最終の提出期限とする。なお、17:00以降に提出された課題は、翌日の提出日として扱う。長期休業などにかかる場合は、別途指示する。
 ※解答確認用のプログラムを用意しているので、解答の誤り、解答欄への書き写し間違い、空白のものは0点として扱う。提出の際には、しっかりと確認してから提出すること。
 1)達成度試験①:60点未満の学生に実施した再試験は、80点を上限として達成度試験①の得点に置き換える。
 2)定期試験①:規定により、本試験に対しての再試験は実施しない。
 3)前期末評価:達成度試験①と定期試験①の平均点を整数に四捨五入して算出する。前期末評価が60点未満の学生に対して実施した再試験は、60点を上限として定期試験①の得点に置き換えが、前期末評価は60点を上限とする。
 4)達成度試験②:60点未満の学生に実施した再試験は、80点を上限として達成度試験②の得点に置き換える。
 5)定期試験②:規定により、本試験に対しての再試験は実施しない。
 6)学年末評価:達成度試験①17.5%+定期試験①17.5%+達成度試験②17.5%+定期試験②17.5%+課題25%+授業への参加姿勢5%で算出する。なお、学年末評価が60点未満の学生に実施した再試験は、全4回の試験の平均点に置き換え、学年末再試験70%+課題25%+授業への参加姿勢5%で算出するが、学年末評価は60点を上限とする。
 なお、各達成度試験、各期末評価における再試験は、以下の点を総合的に判断して、受験対象者を決定する。60点未満であっても、受験対象者としないこともある。
 ・授業への参加度(授業ノート・まとめ方,授業中の演習への参加など)
 ・課題・演習の提出状況(原則、全て「標準的な到達レベル以上」で提出していること)
  7)再評価:学業成績が60点未満となった学生に対して、一年間の授業への参加状況や課題の取り組みから、再評価する機会を与えてもよいと判断できる場合にのみ、再評価試験、あるいは再評価総合レポートなどを課してルーブリックの標準的な到達度レベルを満足していることが確認された場合、学業成績を60点とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 力とモ-メント(1):力と運動,力の単位,力の3要素 力と運動,力の単位,力の3要素について説明できる.
2週 力とモ-メント(2):力の合成 力の合成について説明でき,計算ができる.
3週 力とモ-メント(3):力の分解 力の分解について説明でき,計算ができる.
4週 力とモ-メント(4):モーメントを利用した力の合成と分解 モーメントを利用した力の合成と分解について説明でき,計算ができる.
5週 力とモ-メント(5):モ-メント,偶力 モ-メント,偶力について説明でき,計算ができる.
6週 力とモ-メント(6):一点に交わらない多力の合成 一点に交わらない多力の合成について説明でき,計算ができる.
7週 力とモ-メント(7):力のつり合い 力のつり合いについて説明でき,計算ができる.
8週 達成度試験①
はりの断面力(1):静定3条件
静定3条件について説明でき,計算ができる.
2ndQ
9週 はりの断面力(2):はりに作用する力・荷重 はりに作用する力・荷重について説明でき,計算ができる.
10週 はりの断面力(3):支点・はりの種類・荷重・外力 支点・はりの種類・荷重・外力について説明でき,計算ができる.
11週 はりの断面力(4):反力の計算 反力の計算について説明でき,計算ができる.
12週 はりの断面力(5):反力の計算 反力の計算について説明でき,計算ができる.
13週 はりの断面力(6):反力の計算 反力の計算について説明でき,計算ができる.
14週 はりの断面力(7):断面力の計算 軸力・せん断力・曲げモ-メントについて説明でき,計算ができる.
15週 はりの断面力(8):断面力の計算 軸力・せん断力・曲げモ-メントについて説明でき,計算ができる.
16週 定期試験①
後期
3rdQ
1週 はりの断面力(9):静定ばりの断面力の計算とQ図とM図 静定ばりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
2週 はりの断面力(10):静定ばりの断面力の計算とQ図とM図 静定ばりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
3週 はりの断面力(11):静定ばりの断面力の計算とQ図とM図 静定ばりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
4週 はりの断面力(12):静定ばりの断面力の計算とQ図とM図 静定ばりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
5週 はりの断面力(13):ゲルバ-ばりの断面力の計算とQ図とM図 ゲルバ-ばりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
6週 はりの断面力(14):間接荷重が作用しているはりの断面力の計算とQ図とM図 間接荷重が作用しているはりの断面力の説明ができ,計算ができる.Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
7週 はりの断面力(15):静定ラーメンの断面力の計算とN図,Q図,M図 静定ラーメンの 断面力の説明ができ,計算ができる.また,N図,Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
8週 はりの断面力(16):静定ラーメンの断面力の計算とN図,Q図,M図
達成度試験②
静定ラーメンの 断面力の説明ができ,計算ができる.また,N図,Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
4thQ
9週 はりの断面力(17):静定ラーメンの断面力の計算とN図,Q図,M図 静定ラーメンの 断面力の説明ができ,計算ができる.また,N図,Q図とM図について説明ができ,作図することができる.
10週 はりの断面力(10):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
11週 はりの断面力(11):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
12週 はりの断面力(12):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
13週 はりの断面力(13):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
14週 はりの断面力(14):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
15週 はりの断面力(15):影響線 影響線について説明でき,計算ができる.
16週 定期試験②

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学建設系分野構造各種静定ばりの支点に生じる反力を計算でき、断面に生じている断面力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その断面力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)を描くことができる。4前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16,後1,後2,後3,後4,後5,後6
支点反力、曲げモーメントやせん断力の影響線を描き、これを利用して、支点反力や断面力を計算できる。4後10,後11,後12,後13,後14,後15,後16
ラーメンの支点反力、断面力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その断面力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)を描くことができる。4後7,後8,後9
構造物の安定と不安定、静定と不静定を判別でき、不静定次数を計算できる。3前8,前9,前10,前16

評価割合

達成度試験①②定期試験①②課題授業への参加姿勢合計
総合評価割合3535255100
基礎的能力00055
専門的能力353525095
分野横断的能力00000