概要:
安全で合理的な建築の構造を計画・設計するために、骨組の終局耐力を計算する塑性解析法と、地震動による骨組の応答を計算する動的応答解析法について、その理論の概要を学習する。
授業の進め方・方法:
限られた時間で大きく２つの項目の概論を学習するため、短期間で学習の効果を高め、理解を深めるには、演習と宿題の確実な実行が大切である。
特に宿題は、教科書、参考書を多く読んで、授業内容の理解を深めて頂きたい。
注意点:
質問はオフィスアワー（月・木曜の14:30～17:00）に研究室で随時受け付ける。
成績評価は定期試験７０％、演習３０％で行う。
宿題などは５点満点で評価する。提出遅れは減点して採点を行う。他人のものを丸写ししたり、書き殴ってあるものは採点の対象にしない。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス、構造力学の基礎演習 |
各種荷重および支持条件に対する静定ラーメンの曲げモーメント図を描くことができる。
|
| 2週 |
塑性設計の沿革 |
塑性設計法の概念を理解できる。
|
| 3週 |
材料の力学モデル、軸力材の塑性挙動 |
軸力材の塑性挙動を理解できる。
|
| 4週 |
梁の塑性挙動１ |
梁の弾塑性挙動を理解できる。
|
| 5週 |
梁の塑性挙動２ |
梁の全塑性モーメントを計算できる。
|
| 6週 |
梁－柱の塑性挙動 |
梁－柱の全塑性モーメントを計算できる。
|
| 7週 |
試験前まとめ |
前期中間試験までの内容が理解できる。
|
| 8週 |
前期中間試験 |
前期中間試験までの内容が理解できる。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
塑性解析と塑性ヒンジ理論 |
塑性ヒンジ理論の概念を理解できる。
|
| 10週 |
不静定次数 |
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。
|
| 11週 |
仮想仕事法 |
仮想仕事法により構造物の崩壊荷重を計算できる。
|
| 12週 |
上界定理１（梁） |
上界定理により梁の崩壊荷重を計算できる。
|
| 13週 |
上界定理２（ラーメン） |
上界定理によりラーメンの崩壊荷重を計算できる。
|
| 14週 |
上界定理３（ラーメン演習） |
上界定理によりラーメンの崩壊荷重を計算できる。
|
| 15週 |
試験前まとめ |
前期期末試験までの内容が理解できる。
|
| 16週 |
前期期末試験 |
前期期末試験までの内容が理解できる。
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
地震と断層 |
地震と断層の関係を理解し、地震の発生メカニズムを説明できる。
|
| 2週 |
２階線形同次微分方程式 |
２階線形同次微分方程式の一般解を誘導できる。
|
| 3週 |
２階線形非同次微分方程式 |
２階線形非同次微分方程式の一般解を誘導できる。
|
| 4週 |
２階線形微分方程式演習 |
２階線形同次および非同次微分方程式の一般解を誘導できる。
|
| 5週 |
１自由度系の非減衰自由振動１ |
振動論の概念および構造物のモデル化について理解できる。
|
| 6週 |
１自由度系の非減衰自由振動２ |
１自由度系の減衰のない構造物の固有周期を計算できる。
|
| 7週 |
１自由度系の減衰自由振動、試験前まとめ |
１自由度系の減衰がある構造物の固有周期を計算できる。
|
| 8週 |
後期中間試験 |
後期中間試験までの内容が理解できる。
|
| 4thQ |
| 9週 |
調和外力、ステップ外力 |
調和外力およびステップ外力に対する構造物の応答解析について理解できる。
|
| 10週 |
インパルス外力、応答スペクトル |
インパルス外力および任意外乱に対する構造物の応答解析について理解できる。
応答スペクトルの概念について説明できる。
|
| 11週 |
多自由度系の線形応答・剛性マトリックス |
多自由度系の構造物の応答解析について理解できる。
|
| 12週 |
２自由度系の応答例題（固有周期、固有モード等） |
２自由度系の構造物の固有値を計算できる。
|
| 13週 |
モードの直交性、刺激係数 |
モードの直交性、刺激係数の概念について理解できる。
|
| 14週 |
モーダルアナリシス |
モーダルアナリシスを使って２自由度系の構造物の応答計算ができる。
|
| 15週 |
試験前まとめ |
学年末試験までの内容が理解できる。
|
| 16週 |
学年末試験 |
学年末試験までの内容が理解できる。
|
| 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 | 建築系分野 | 構造 | 力の定義、単位、成分について説明できる。 | 3 | |
| 力のモーメントなどを用い、力のつり合い(合成と分解)に関する計算ができる。 | 3 | |
| 断面一次モーメントを理解し、図心を計算できる。 | 3 | |
| 断面二次モーメント、断面相乗モーメント、断面係数や断面二次半径などの断面諸量を計算できる。 | 3 | |
| 弾性状態における応力とひずみの定義、力と変形の関係を説明でき、それらを計算できる。 | 3 | |
| 曲げモーメントによる断面に生じる応力(引張、圧縮)とひずみの関係を理解し、それらを計算できる。 | 3 | |
| 骨組構造物の安定・不安定の判定ができる。 | 3 | |
| 節点法や切断法を用いて、トラスの部材応力を計算できる。 | 3 | |
| はりの支点の種類、対応する支点反力、およびはりの種類やその安定性について説明できる。 | 3 | |
| はりの断面に作用する内力としての応力(軸力、せん断力、曲げモーメント)、応力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)について説明することができる。 | 3 | |
| はり(単純ばり、片持ちはり)の応力を計算し、応力図を描くことができる。 | 3 | |
| ラーメンの支点反力、応力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その応力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)をかくことができる。 | 3 | |
| 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 | 前10 |
| 鋼構造物の復元力特性と設計法の関係について説明できる。 | 2 | |
| マグニチュードの概念と震度階について説明できる。 | 2 | |
| 地震被害を受けた建物の破壊等の特徴について説明できる。 | 2 | |