構造工学実験

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 構造工学実験
科目番号 0046 科目区分 専門 / 必修選択
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 環境都市工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 4
教科書/教材 構造工学の基礎と応用 第4版 技報堂出版
担当教員 佐藤 恒明,原田 健二

到達目標

1.トラスの各部材の役割を説明し、部材力を計算することができる。
2.梁のたわみを説明し、たわみからヤング係数を求めることができる。
3.柱の座屈を説明し、座屈荷重を計算することができる。

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トラスの各部材の役割を説明でき、それらの部材力の計算ができる。トラスの部材力を計算することができる。トラスの部材力の計算ができない。
評価項目2梁のたわみを説明でき、たわみからヤング係数の計算ができる。たわみからヤング係数の計算ができる。たわみからヤング係数の計算ができない。
評価項目3柱の座屈を説明でき、座屈荷重を計算することができる。座屈荷重を計算することができる。座屈荷重の計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
構造工学実験は、外力の作用によって生じる構造物内部の断面力や変形について実験を通じて学ぶ科目である。実験に積極的に取り組むとともに、深く考察する態度を身につけること。
授業の進め方・方法:
授業方法は実験と考察を中心とし、実験に必要な課題を事前に出す。積極的に取り組み、わからないときは質問をすること。
注意点:
構造工学の実験科目であり、構造力学Ⅰ~Ⅲで学んだことに基づいて深く考察する必要があるのでしっかり取り組むこと。
欠席・遅刻は評価点から差し引く。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験内容の概要 実験内容の概要を理解できる
2週 トラスの実験のための課題(1) 課題について取り組むことができる
3週 トラスの実験のための課題(2) 課題について取り組むことができる
4週 梁の実験のための課題(1) 課題について取り組むことができる
5週 梁の実験のための課題(2) 課題について取り組むことができる
6週 柱の座屈の実験のための課題(1) 課題について取り組むことができる
7週 柱の座屈の実験のための課題(2) 課題について取り組むことができる
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 トラスの部材力の実験 トラスの部材力の実験に取り組むことができる
10週 考察とレポート作成 実験値を考察してレポートを作成することができる
11週 梁のたわみと曲げ応力の実験 梁のたわみと曲げ応力の実験に取り組むことができる
12週 考察とレポート作成 実験値を考察してレポートを作成することができる
13週 柱の座屈の実験 柱の座屈の実験に取り組むことができる
14週 考察とレポート作成 実験値を考察してレポートを作成することができる
15週 各レポートの提出 レポートを期限までに提出できる
16週 前期定期試験

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構造力の定義、単位、要素について説明できる。3
力のモーメント、偶力のモーメントについて理解している。3
力の合成と分解について理解し、計算できる。3
力のつり合いについて理解している。3
構造物の種類やその安定について理解している。3
構造物に作用する荷重の種類について理解している。3
静定構造物を支える支点や対応する反力を理解し、それらを力のつり合いより計算できる。3
断面1次モーメントを理解し、図心を計算できる。3
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。3
はりの支点の種類、対応する支点反力を理解し、はりの種類やその安定性について説明できる。3
はりに作用する外力としての荷重の種類を理解している。3
はりの断面力と荷重の相互関係を理解している。3
各種静定ばりの断面に作用する内力としての断面力(軸力、せん断力、曲げモーメント)、断面力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)について理解し、説明することができる。3
はりにおける変形の基本仮定を理解し、断面力と応力(軸応力、せん断応力、曲げ応力)について説明でき、それらを計算できる。3
はりに生じる応力から、簡単なはりの設計ができる。3
トラスの種類、安定性を説明でき、トラスの部材力の意味を理解している。3
節点法や断面法を用いて、トラスの部材応力を計算できる。3
はりに作用する移動荷重(連行荷重など)やはりの支点反力や断面力の影響線について理解している。3
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。3
応力とその種類、ひずみとその種類、応力とひずみの関係(フックの法則、弾性係数、ポアソン比)について説明でき、それらを活用できる。3
鋼材の力学的性質について理解している。3
曲げモーメントによる断面に生じる応力(圧縮、引張)とひずみを理解し、それらを計算できる。3
断面に作用する垂直応力、せん断応力を理解している。3
垂直応力とせん断応力について説明できる。3
主応力と主軸について説明できる。3
モールの応力円を利用して、構造物内部の応力状態を説明できる。3
はりのたわみの微分方程式を理解している。3
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。3
弾性荷重法を理解し、はりのたわみやたわみ角を計算できる。3
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。3
柱の細長比と座屈荷重の関係から、柱の基本的な設計を理解している。3
構造力学における仕事やひずみエネルギーの概念を理解している。3
仮想仕事の原理を用いた静定・不静定構造物の解法を理解している。3
仮想仕事の原理を活用して、静定・不静定構造物を解くことができる。3
カスティリアノの定理を用いた静定・不静定構造物の解法を理解している。3
カスティリアノの定理を活用して、静定・不静定構造物を解くことができる。3
最小仕事の原理を用いた不静定構造物の解法を理解している。3
最小仕事の原理を活用して、不静定構造物を解くことができる。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオレポート合計
総合評価割合00000100100
基礎的能力0000000
専門的能力00000100100
分野横断的能力0000000