構造力学II

科目基礎情報

学校 高知工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 構造力学II
科目番号 0059 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 環境都市デザイン工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 教科書:安達洋編丸田 榮藏編「建築構造力学〈わかる建築学〉4」(学芸出版社) 参考書:二見「構造力学」(市ヶ谷出版)、寺本「建築構造の力学Ⅰ」(森北出版)
担当教員 池田 雄一

目的・到達目標

【到達目標】
1.力のつり合いから,各種の梁・ラーメンの支点反力・応力(断面力)を求めることができ,応力図(断面力図)を描くことができる
2.トラスの応力計算、応力図が描ける
3.断面の性質を表す各種諸量を理解し、計算できる
4.部材断面の応力を計算し,応力状態を知り、設計の考え方を理解する
5.座屈について理解し、座屈荷重を計算できる
6.梁の弾性変形を各手法で計算できる

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任意荷重が作用する単純ばり・片持ちばり、張出しばり、ラーメン、トラスの反力・応力が計算でき、応力図を書くことができる集中荷重と等分布荷重が作用する単純ばり・片持ちばり、張出しばり、ラーメン、トラスの反力・応力が計算できる集中荷重と等分布荷重が作用する単純ばり・片持ちばり、張出しばり、ラーメン、トラスの反力計算・応力計算が計算できない
評価項目2正方形やL型など任意形状断面の断面の性質を表す諸量が計算でき、その断面に生じる応力度が計算できる。モールの応力円を使って任意の応力度が計算できる正方形やL型など任意形状断面の断面の性質を表す諸量が計算でき、その断面に生じる応力度が計算できる正方形やL型など任意形状断面の断面の性質を表す諸量が計算できない。その断面に生じる応力度も理解できない
評価項目3任意荷重が作用するはりの弾性変形をたわみの微分方程式やモールの定理を使って計算できる。座屈荷重を計算できる集中荷重や等分布荷重が作用するはりの弾性変形をたわみの微分方程式やモールの定理を使って計算できない集中荷重や等分布荷重が作用するはりの弾性変形をたわみの微分方程式モールの定理を理解できない
評価項目4許容応力度の設計の考え方が理解でき、計算できる許容応力度の設計の考え方が理解できる許容応力度の設計の考え方が理解できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
土木・建築工学に必要な専門的基礎知識を習得するために,構造力学Ⅰ(2年)で学習したつり合い式の基礎知識を基に、梁・ラーメン・トラスの支点反力・応力(断面力)を求め、また構造部材の断面の性質を表す諸量を使ってその内部に生じる応力を計算し、部材内部の応力状態を理解する。そして、圧縮部材としての柱の座屈を理解する。さらに、梁の弾性変形を求める方法を学ぶ。これにより、土木・建築技術者としての構造力学に関する専門的基礎知識を習得することができる
授業の進め方と授業内容・方法:
最初に、講義を通して基礎的な知識を学習し、そして構造力学の解法を学習する。これを踏まえて次に、問題や配布する課題配布プリントを通して、学生自身が自分の手を動かして構造力学の問題解法を行う講義形式とする
注意点:
定期試験の成績(60%)、配布プリント課題・講義ノート(30%)、授業態度(10%)を基準として総合的に評価する。各期の成績は、学年始めから各期までの成績を平均して評価する。土木・建築技術者が身につけるべき専門基礎として、到達目標に対する達成度を試験・提出物等において評価する

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 支点・反力の復習、集中荷重、等分布荷重の復習、反力計算手順の復習(1-2) 構造力学Ⅰの復習、反力計算手順の復習
2週 応力の復習、単純梁の応力計算-1(3-5) 応力の復習、応力計算ができるようになる
3週 単純梁の応力計算・応力図(斜め荷重、等分布荷重)-2(6-8) 単純梁の応力計算(斜め荷重、等分布荷重)-2を解き、応力図が描ける
4週 単純梁の応力計算・応力図(モーメント荷重)-3(9-11) 単純梁の応力計算(モーメント荷重)-3を解き、応力図が描ける
5週 単純梁の応用問題の応力計算・応力図(斜め荷重、等分布荷重)-4(12-14) 単純梁の応用問題の応力計算(斜め荷重、等分布荷重)を解き、応力図が描ける
6週 演習問題(15-17)、せん断力と曲げモーメントの関係 演習問題が解ける、せん断力と曲げモーメントの関係を理解する
7週 ラーメンについて、ラーメンの応力計算解法、応力図-1(18-20) ラーメンについて理解する、ラーメンの応力計算ができ、ラーメンの応力図が描ける
8週 ラーメンの応力計算解法、応力図-2(21-23) ラーメンの応力計算ができ、ラーメンの応力図が描ける
2ndQ
9週 ラーメンの応力計算解法、応力図-3(24-25) ラーメンの応力計算ができ、ラーメンの応力図が描ける
10週 ラーメンの応力計算解法、応力図-4、3ヒンジラーメンの応力計算解法、応力図(26-28) 3ヒンジラーメンの応力計算ができ、ラーメンの応力図が描ける
11週 トラスについて、トラスの解法-1(図解法)(29-31) トラスについて理解する、トラスの図解法を理解する
12週 トラスについて、トラスの解法-2(算式解法)(32-34) トラスの算式解法を理解する
13週 トラスについて、トラスの解法-3(算式解法)(32-34) トラスの算式解法を理解する
14週 断面の性質、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出-1(35-37) 断面の性質について理解する、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出できる
15週 断面の性質、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出-2(38-40) 断面の性質について理解する、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出できる
16週 断面の性質、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出-3(41-43) 断面の性質について理解する、断面一次モーメント,図心,断面二次モーメントについての断面諸量の算出できる
後期
3rdQ
1週 応力度について、圧縮応力度、引張応力度について-1 応力度についての考え方を理解する、圧縮応力度、引張応力度について理解する
2週 曲げ応力度、せん断応力度について-2 曲げ応力度、せん断応力度について理解する
3週 各応力度計算-1 各応力度計算が計算できる
4週 各応力度計算-2 各応力度計算が計算できる
5週 許容応力度について、許容応力度設計について 許容応力度について理解する、許容応力度設計を理解する
6週 許容応力度設計 許容応力度設計を行って、基本的な設計の考え方を学ぶ
7週 座屈について-1、長柱、短柱について 座屈について学ぶ、座屈の地震被害を学ぶ
8週 座屈について-2、座屈荷重について 座屈荷重について学ぶ
4thQ
9週 座屈について-3、偏心について 偏心する場合の座屈荷重の考え方
10週 柱の設計 柱の設計について学ぶ
11週 梁の変形-1、梁の弾性変形について 梁の弾性変形について学ぶ
12週 梁の変形-2、演習問題 演習問題を通して、梁の弾性変形を学ぶ
13週 梁の変形-3、モールの定理 モールの定理について学ぶ
14週 梁の変形-4、演習問題-1 モールの定理を使って、演習問題を解く
15週 梁の変形-5、演習問題-2

モールの定理を使って、演習問題を解く
16週 梁の変形-6、まとめ 梁の弾性変位のまとめを行う

評価割合

試験態度提出物その他合計
総合評価割合6010300100
基礎的能力201030060
専門的能力2000020
分野横断的能力2000020