構造解析

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 構造解析
科目番号 44209 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 環境都市工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「構造力学」 後藤芳顯ら (技報堂出版) ISBN:978-4-7655-1813-0-C3051/適宜プリントを配布する。
担当教員 川西 直樹

到達目標

(ア)高次不静定構造物の断面力や変位を求めることができる。
(イ)三連モーメント法,たわみ角法を用いて連続バリの断面力や変位を求めることができる。
(ウ)有限要素法を理解し,簡単な構造物についての変位や断面力を求めることができる。
(エ)鋼構造物の設計法を理解し,説明することができる。
(オ)簡単な要素による剛性方程式を用いて断面力や変位を求めることができる。

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1三連モーメント法,たわみ角法などにより高次不静定構造の断面力や変位を正しく求めることができる。三連モーメント法,たわみ角法などによる高次不静定構造の解法を理解している。三連モーメント法,たわみ角法などによる高次不静定構造の解法を理解していない。
評価項目2鋼構造物の設計法を理解し,簡単な鋼構造物の設計を行うことができる。鋼構造物の設計を理解している。鋼構造物の設計を理解していない。
評価項目3有限要素法により構造物の断面力や変位を正しく求めることができる。有限要素法による構造の解法を理解している。有限要素法による構造物の解法を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B2 工学の基礎理論に裏打ちされた専門知識を身につける
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ② 基礎学力

教育方法等

概要:
実際の構造物として高次不静定構造の設計計算のための解手法である三連モーメント,たわみ角法およびマトリクス構造解析法を用いて高次不静定構造に対する具体的な計算法を学ぶ。さらに、鋼構造物の基本的な設計法(荷重,構造計算方法,許容応力度,接合方法など)について学ぶことで,鋼構造の基本的な設計スキルを身につけることを目的とする。
授業の進め方・方法:
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 高次不静定構造物の解法:三連モーメント法による連続バリの解法(課題:三連モーメント法に関する例題) 三連モーメントの定理を誘導し,必要な物理量を理解することができる。
2週 高次不静定構造物の解法:三連モーメント法による連続バリの解法(課題:三連モーメント法に関する例題) 三連モーメントの定理の利用方法を理解し,適用することができる。
3週 高次不静定構造物の解法:三連モーメント法による連続バリの解法(課題:三連モーメント法に関する例題) 三連モーメントの定理の利用方法を理解し,応用することができる。
4週 高次不静定構造物の解法:たわみ角法による解法(課題:たわみ角法に関する例題) たわみ角法の定理を誘導し,必要な物理量を理解することができる。
5週 高次不静定構造物の解法:たわみ角法による解法(課題:たわみ角法に関する例題) たわみ角法の定理の利用方法を理解し,適用することができる。
6週 高次不静定構造物の解法:たわみ角法による解法(課題:たわみ角法に関する例題) たわみ角法の定理の利用方法を理解し,応用することができる。
7週 マトリクス構造解析法,剛性方程式の概念(復習:剛性方程式の誘導方法と剛性法方程式の構成内容) マトリクス構造解析におけるばね要素の剛性方程式の誘導方法を理解する。
8週 マトリクス構造解析法,剛性方程式の概念(復習:剛性方程式の誘導方法と剛性法方程式の構成内容) マトリクス構造解析におけるばね要素の剛性方程式の誘導方法を理解する。
4thQ
9週 剛性方程式を解いて変位や断面力を求める。(課題:具体的なマトリクス構造解析法を用いた例題) 構造系全体の剛性方程式を正しく作成することができる。
10週 剛性方程式を解いて変位や断面力を求める。(課題:具体的なマトリクス構造解析法を用いた例題) 例題に対して,全体系の剛性方程式を正しく組み立て,これを解くことで変位や断面力を求めることができる。
11週 鋼構造物の設計法の概要,設計荷重の分類 許容応力度設計法,終局限界設計法の概要を理解し,鋼構造の設計で考慮する荷重を把握する。
12週 構造部材の設計法 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。
13週 構造部材の設計法 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。
14週 部材の接合方法(高力ボルト接合,溶接接合) 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。
15週 プレートガーダー橋の設計手順 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。
16週

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。3後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10
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。3後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10
応力法と変位法による不静定構造物の解法を説明できる。3後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10
鋼構造物の種類、特徴について、説明できる。3後11
橋の構成、分類について、説明できる。3後11
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。3後11
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。3後12,後13
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。3後12,後13
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。3後14
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。3後15

評価割合

中間試験定期試験課題合計
総合評価割合304525100
専門的能力304525100