到達目標
主要な公式についてその根拠を理解すること、基本的な公式は暗記すること、公式を適用して数値計算ができること、数値計算の結果を図示できること、得られた結果について正しいかどうか判断できること、実際の構造物の設計にどのように応用できるか理解できることが到達目標である。演習の理解度と定期試験の結果で到達度を計ってもらいたい。具体的には次に示すとおりである。 1.たわみ角法により，節点移動のない場合のラーメン他種々の構造物を解くことができる。
2.たわみ角法により，節点移動のある場合のラーメン他種々の構造物を解くことができる
3.固定モーメント法による不静定ラーメン構造の応力解析－部材角が生じない場合について解くことができる。 4..固定モーメント法による不静定ラーメン構造の応力解析－部材角が生じる場合について解くことができる。
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 | たわみ角法により，節点移動のない場合のラーメン他種々の構造物を解くことができる | 一般化したたわみ角公式と節点方程式をを適用できる | 一般化したたわみ角法の公式を適用できない |
| 評価項目2 | たわみ角法により，節点移動のある場合のラーメン他種々の構造物を解くことができる | 一般化したたわみ角公式、節点方程式、層方程式を適用できる | 一般化したたわみ角法の公式を適用できない |
| 評価項目3 | 固定モーメント法による不静定ラーメン構造の応力解析－部材角が生じない場合について解くことができる。 | 分配率、分配モーメント、伝達率、伝達モーメント、解法モーメントを計算できる。 | 分配率、分配モーメント、伝達率、伝達モーメント、解法モーメントを計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
構造力学は構造物を設計する時の基礎となるとともに、鋼構造学、コンクリート構造学など他の力学系専門科目の基礎となる重要な科目である。構造力学Ⅳの中心テーマは、弾性方程式による不静定構造の解法、たわみ角法によるラーメンの解法などである。実際の構造物は不静定が多いのでしっかりと理解する必要がある。そのため授業では多くの演習問題を解き、実際的な計算能力を高める。
授業の進め方・方法:
単位荷重法に基づく弾性方程式を学び、不静定ばり、不静定トラス、不静定ラーメンの反力や断面力の計算法を学ぶ。また、ラーメン（剛接骨組構造）の解法としてたわみ角法を学び、実際的な問題が解けるようにする。専門用語については英語表記を示すので覚えるようにして欲しい。
注意点:
「わかる」ことと「できる」ことは異なる。「わかった」と思った問題も解いてみると「できない」ことが多い。「できる」ようになるために実際に例題を多く解くことが必要不可欠である。演習には積極的に取り組んでもらいたい。ひとつの問題の計算過程が長くなるので、しっかり自学自習の時間を活用してもらいたい。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
不静定構造概論：建設構造の解析モデルと不静定構造解析法・構造力学と構造設計 |
静定構造・不静定構造の得失、不静定とすることが多い構造形式を理解できる。
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| 2週 |
応力法：応力法による不静定梁構造の応力解析 |
内的・外的に安定な不静定構造物の不静定次数、静定基本系と追加条件を求めることができる。
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| 3週 |
応力法：応力法による不静定梁構造の応力解析 |
余力法の考え方、余力法による不静定構造物の解法を理解できる。
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| 4週 |
応力法：応力法による不静定梁構造の応力解析 |
余力法の考え方、余力法による不静定構造物の解法、3連モーメント法による連続梁の解析
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| 5週 |
たわみ角法：未知数の種類と設定方法 |
たわみ角法の基本公式、一般化したたわみ角公式を用いて計算できる。
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| 6週 |
たわみ角法による不静定梁の応力解析 |
部材節点の一つがヒンジの場合のたわみ角公式を用いて解析できる。
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| 7週 |
たわみ角法による不静定梁の応力解析 |
部材節点の一つがヒンジの場合のたわみ角公式を用いて解析できる。（バネ支持の場合）
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| 8週 |
たわみ角法による不静定ラーメン構造の応力解析－部材角が生じない（節点変位がゼロの）場合 |
節点方程式を用いて解析できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
たわみ角法による不静定ラーメン構造の応力解析－部材角が生じない（節点変位がゼロの）場合 |
節点方程式を用いて解析できる。
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| 10週 |
たわみ角法による不静定 ラーメン構造の応力解析 部材角が生じる場合 |
節点方程式、層方程式（せん断力のつりあい式）を用いて解析できる。
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| 11週 |
たわみ角法による不静定 ラーメン構造の応力解析 部材角が生じる場合 |
節点方程式、層方程式（せん断力のつりあい式）を用いて解析できる。
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| 12週 |
固定モーメント法とたわみ角法 固定モーメント法による連続梁の応力解析 |
たわみ角法の基本公式を用いて未知量の材端モーメントを繰り返し計算で求める。
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| 13週 |
固定モーメント法による不静定ラーメン構造・部材角が生じない場合 |
分配率、分配モーメント、伝達率、伝達モーメント、解法モーメントを計算できる。
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| 14週 |
固定モーメント法による不静定ラーメン構造・部材角が生じる場合 |
分配率、分配モーメント、伝達率、伝達モーメント、解法モーメントを計算できる。
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| 15週 |
固定モーメント法による不静定ラーメン構造・部材角が生じない場合・表を用いた解法 |
伝達率、伝達モーメント、固定モーメントを表に書き込みながら計算する。
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| 16週 |
到達度試験及びその解説 |
講義内容に関する試験を実施する
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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 | 構造物の安定性、静定・不静定の物理的意味と判別式の誘導ができ、不静定次数を計算できる。 | 5 | |
| 重ね合わせの原理を用いた不静定構造物の構造解析法を説明できる。 | 5 | |
| 応力法による不静定構造物の解法を理解している。 | 5 | |
| 応力法を活用して、不静定構造物を解くことができる。 | 5 | |
| 変位法による不静定構造物の解法を理解している。 | 5 | |
| 変位法を活用して、不静定構造物を解くことができる。 | 5 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 25 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 15 |