概要:
構造力学は，構造物に発生する力や変形を把握して，構造物の安全性や使用性を定量的かつ客観的に評価するための基礎的な学問である．構造力学に関する知識は，土木分野では，橋梁のみならず，トンネルや基礎，ダムや上下水道管などの地盤，水理分野にも関連する構造物の設計，施工から維持管理といった広い範囲で求められる．よって，構造力学に関する基礎知識は，全ての土木技術者に必須である．本科目では，柱の座屈，ラーメン構造物の支点反力や断面力の求め方，組み合わせ応力，不静定構造物の解析方法，エネルギー原理に基づく不静定構造物の解析方法や種々の骨組構造物の変形の計算方法を習得させるため，講義形式で授業を行うものである．
授業の進め方・方法:
教科書を使用してスライドおよび板書を中心に説明する．
注意点:
数学の基礎知識および構造力学Ⅰ，Ⅱの知識が習得できていることを前提に進める．授業ではしっかり板書し，授業中に学んだ内容に関する不明点は，その時間内に理解できるよう質問をすること．講義内容の復習は欠かさないこと．
評価の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
柱の座屈 |
長柱の弾性座屈荷重が計算できる．
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| 2週 |
静定ラーメン構造物の支点反力と断面力の解法 |
静定ラーメン構造物の支点反力と断面力を求めることができる．断面力図を描くことができる．
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| 3週 |
静定ラーメン構造物の断面力図 |
静定ラーメン構造物の断面力図を描くことができる．
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| 4週 |
組み合わせ応力 (1)
平面応力状態において構造物の任意の面に生ずる応力，主応力と主軸の求め方について学ぶ． |
平面応力状態において構造物の任意の面に生ずる応力，主応力や主軸を求めることができる．
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| 5週 |
組み合わせ応力 (2)
平面応力状態におけるMohrの応力円とその描き方，それを用いた主応力と主軸の図解法について学ぶ． |
平面応力状態におけるMohrの応力円を描くことができる．また，それを用いて主応力と主軸を求めることができる．
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| 6週 |
エネルギー法 (1)
弾性体に蓄えられる内部仕事とひずみエネルギー，外力が構造物になす外部仕事，エネルギー保存則について学ぶ． |
弾性状態にある構造物に蓄えられるひずみエネルギー，外力が構造物に対してなす外部仕事を求めることができる．
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| 7週 |
エネルギー法 (2)
仮想変位や仮想力による仮想仕事について学ぶ．また，仮想力の原理に基づく単位荷重法について学ぶ． |
仮想変位や仮想力による仮想仕事とひずみエネルギーの違いが理解できる．仮想力の原理に基づいて単位荷重法の基礎式が導かれることが理解できる．
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| 8週 |
エネルギー法 (3)
単位荷重法による静定骨組構造物の変位やたわみ角の計算方法を学ぶ |
単位荷重法を用いて，静定ばり，トラスやラーメンの変位やたわみ角を求めることができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
中間試験
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| 10週 |
エネルギー法 (4)
Castiglianoの第2定理と，それを用いた静定骨組構造物の変位やたわみ角の計算方法を学ぶ |
Castiglianoの第2定理を用いて，静定ばり，トラスやラーメンの変位やたわみ角を求めることができる．
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| 11週 |
重ね合わせの原理による不静定構造物の解法 |
重ね合わせの原理を用いて不静定構造物の支点反力や断面力が計算できる．
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| 12週 |
不静定構造物の解法 |
応力法と変位法，たわみ角法の概要について説明できる．
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| 13週 |
エネルギー法 (5)
最小仕事の原理について学ぶ |
最小仕事の原理について説明できる．
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| 14週 |
エネルギー法 (6)
最小仕事の原理を用いた不静定骨組構造物の支点反力や断面力を求める方法について学ぶ |
最小仕事の原理を用いて，不静定ばりやトラスなどの支点反力や断面力を求めることができる．
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| 15週 |
平面骨組構造物の変形の解法種々の荷重条件にあるはりやラーメン，トラス構造物に関する最適な変形の解法について学ぶ |
種々の荷重条件，境界条件にあるはり，ラーメンやトラスなどについて，たわみの微分方程式，弾性荷重法，単位荷重法などから最適な解法を選んで変形を計算できる．
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| 16週 |
期末試験
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期末試験
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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 | 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 | 前2,前3 |
| 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4,前5 |
| 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 | 前1 |
| 仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 4 | 前6,前7,前10,前13,前14,前15 |
| 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8,前11,前15 |
| 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。 | 4 | 前12,前15 |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| 収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| 収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| 課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |
| どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15 |