概要:
コンピュータシミュレーションにおいて必要不可欠なモデル化を理解して、その演算を実際に解く。そして、実践的な課題に取り組む中でコンピュータシミュレーションを利用して、その実用性と問題点を体験する。Formsに事前資料を提示して予習を中心とした授業を展開する。
授業の進め方・方法:
・授業時間に対して倍の時間の予習・復習を行うこと。特に，Formで提示した資料を予習して，授業のポイントを明確にすること．
・課題実施のために、事前調査、課題達成に向けた準備などを自主学習に役立てること。
・補助教科書として，次の書籍を挙げておくので，適宜参考にして学習の助けとすること。
(1)宮本裕ほか著『構造工学 第3版』技報堂出版、2011年
(2)A First Course in Finite Elements, J. Fish and T. Belytschko(訳本:有限要素法,山 田貴博監訳,永井学士,松井和己訳)他
注意点:
これまでに学習した多くの知識を利用する。特に、微分方程式や行列計算については十分に復習し、数学的な表現に慣れておくこと。
| 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 | 力の定義、単位、要素について説明できる。 | 3 | 前7 |
| 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 | 前7 |
| 力の合成と分解について理解し、計算できる。 | 3 | 前7 |
| 力のつり合いについて理解している。 | 3 | 前7 |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| はりの断面力と荷重の相互関係を理解している。 | 3 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| はりに生じる応力から、簡単なはりの設計ができる。 | 3 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前7,前11 |
| 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 | 前7,前11 |
| 影響線を利用して、支点反力や断面力を計算できる。 | 4 | 前7 |
| 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 | 前7 |
| ラーメンやその種類について理解している。 | 2 | |
| 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（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 | 前1 |
| 鋼材の力学的性質について理解している。 | 2 | 前1 |
| 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 | 前7 |
| 垂直応力とせん断応力について説明できる。 | 3 | 前7 |
| 主応力と主軸について説明できる。 | 3 | 前7 |
| 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 | 前7 |
| 平面応力と平面ひずみについて説明できる。 | 3 | 前7 |
| 弾性・塑性の概念について説明できる。 | 3 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前7 |
| はりのたわみの微分方程式を理解している。 | 3 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | 前7,前14 |
| 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 | 前7,前14 |
| 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。 | 2 | 前7,前14 |
| 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。 | 2 | 前7,前14 |
| 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 | 前7,前14 |
| 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 | 前7,前14 |
| 仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 4 | 前7,前14 |
| 応力法による不静定構造物の解法を理解している。 | 2 | 前7 |
| 応力法を活用して、不静定構造物を解くことができる。 | 2 | 前7 |
| 変位法による不静定構造物の解法を理解している。 | 2 | 前7 |
| 変位法を活用して、不静定構造物を解くことができる。 | 2 | 前7 |
| 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 | 前7 |
| 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 | 前7 |