概要:
構造物に作用する力のつり合いや断面力などの基礎概念を理解するとともに、断面形状の工学的性質、断面に働く応力、はりの変形解析方法について学習する。
授業の進め方・方法:
中間試験、期末試験ともに100分間の試験を実施する。
定期試験70％、演習レポート等の平素の成績を30％で総合的に評価し、60点以上を合格とする。
注意点:
他の専門科目と関連を持つ大切な科目であるため、力学的基礎知識、解法の流れおよびその考え方を、着実に理解し習得する。提示された例題・演習だけでなく、問題集にも積極的に取り組むこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
静定・不静定、複合構造 |
静定・不静定・不静定次数、複合構造の支点反力、演習(1)
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| 2週 |
複合構造 |
複合構造の支持形式と支点反力、演習(2)
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| 3週 |
はりの断面力(1) |
はりの名称、仮想切断、曲げモーメント、せん断力、軸力
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| 4週 |
はりの断面力(2) |
片持ばり、単純ばり、張出ばりの断面力図、演習(3)
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| 5週 |
はりの断面力(3) |
荷重〜Ｑ〜Ｍの微分・積分関係を用いた断面力図の作成、演習(4)
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| 6週 |
はりの断面力(4) |
ゲルバーばりの断面力図と力学的特性、演習(5)
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| 7週 |
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| 8週 |
他の静定構造物の断面力(1) |
定期試験答案の確認、折ればり、静定ラーメンの断面力図
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| 2ndQ |
| 9週 |
他の静定構造物の断面力(2) |
静定複合構造の断面力図、演習(6)
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| 10週 |
他の静定構造物の断面力(3) |
間接荷重を受けるはりの断面力図、演習(7)
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| 11週 |
影響線(1) |
影響線とは、片持ばり・単純ばりの影響線、演習(8)
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| 12週 |
影響線(2) |
反力・断面力の算定法、移動荷重による最大値の算定法、演習(9)
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| 13週 |
影響線(3) |
ゲルバーばりの影響線、間接荷重を受けるはりの影響線、演習(10)
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| 14週 |
影響線(4) |
トラス部材力の影響線、移動荷重による最大部材力、演習(11)
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| 15週 |
前期のまとめ |
断面力・影響線の総合演習
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
断面諸量(1) |
断面１次モーメント、図心、演習(12)
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| 2週 |
断面諸量(2) |
断面２次モーメント、断面係数、断面２次半径、演習(13)
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| 3週 |
軸力をうける部材(1) |
フックの法則、応力度、伸び量、演習(14)
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| 4週 |
軸力をうける部材(2) |
合成部材、演習(15)
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| 5週 |
はりの応力度(1) |
曲げ応力度、はりの設計、抵抗曲げモーメント
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| 6週 |
はりの応力度(2) |
等強ばり、初等はり理論に基づいたせん断応力度、演習(16)
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| 7週 |
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| 8週 |
短柱の応力度 |
定期試験答案の確認、一軸偏心荷重、ミドルサード、核、演習(17)
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| 4thQ |
| 9週 |
モールの応力円 |
モールの応力円、主応力度、主応力方向、演習(18)
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| 10週 |
はりの基礎微分方程式(1) |
はりの基礎微分方程式、境界条件、片持ばりの弾性曲線、演習(19)
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| 11週 |
はりの基礎微分方程式(2) |
単純ばり・張出ばりの弾性曲線、連続条件の導入、演習(20)
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| 12週 |
はりの基礎微分方程式(3) |
４階微分方程式による不静定ばりの解析、演習(21)
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| 13週 |
モールの定理(弾性荷重法)(1) |
モールの定理とは、共役ばり、弾性荷重、演習(22)
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| 14週 |
モールの定理(弾性荷重法)(2) |
モールの定理による静定ばりの変形解析、演習(23)
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| 15週 |
後期のまとめ |
定期試験答案の確認、応力と変形解析の総合演習
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| 16週 |
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| 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 | 断面1次モーメントを理解し、図心を計算できる。 | 4 | 後1 |
| 断面2次モーメント、断面係数や断面2次半径などの断面諸量を理解し、それらを計算できる。 | 4 | 後1 |
| 各種静定ばりの断面に作用する内力としての断面力(せん断力、曲げモーメント)、断面力図(せん断力図、曲げモーメント図)について、説明できる。 | 4 | 後1 |
| トラスの種類、安定性、トラスの部材力の意味を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 節点法や断面法を用いて、トラスの部材力を計算できる。 | 4 | |
| 影響線を利用して、支点反力や断面力を計算できる。 | 4 | |
| 影響線を応用して、与えられた荷重に対する支点反力や断面力を計算できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 応力とその種類、ひずみとその種類、応力とひずみの関係を理解し、弾性係数、ポアソン比やフックの法則などの概要について説明でき、それらを計算できる。 | 4 | |
| 断面に作用する垂直応力、せん断応力について、説明できる。 | 4 | |
| はりのたわみの微分方程式に関して、その幾何学的境界条件と力学的境界条件を理解し、微分方程式を解いて、たわみやたわみ角を計算できる。 | 4 | |
| 圧縮力を受ける柱の分類(短柱・長柱)を理解し、各種支持条件に対するEuler座屈荷重を計算できる。 | 4 | |
| 仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 鋼構造物の種類、特徴について、説明できる。 | 4 | |
| 橋の構成、分類について、説明できる。 | 4 | |
| 橋梁に作用する荷重の分類(例、死荷重、活荷重)を説明できる。 | 4 | |
| 各種示方書に基づく設計法(許容応力度、終局状態等)の概要を説明でき、安全率、許容応力度などについて説明できる。 | 4 | |
| 軸力を受ける部材、圧縮力を受ける部材、曲げを受ける部材や圧縮と曲げを受ける部材などについて、その設計法を説明でき、簡単な例に対し計算できる。 | 4 | |
| 接合の定義・機能・種類、溶接と高力ボルト接合について、説明できる。 | 4 | |
| 鋼桁橋(プレートガーダー橋)の設計の概要、特徴、手順について、説明できる。 | 4 | |