概要:
構造物の設計に必要な静力学の基礎の修得を目的とし,力の釣り合い,部材に生じる断面力や応力,断面性能の算定まで習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
構造物に作用する様々な力の様子を説明しながら,教科書を中心に解き方の解説を行い,適宜練習問題を実施する.特に断面性能の計算は覚えることと練習問題が重要となる.構造物の物理現象を説明するうえで大事な項目であるため,自学をしながら計算方法の基礎の定着を目指す.
注意点:
(事前学習)前回の講義内容や計算手順を復習しておくこと。構造力学は図化と計算が重要。考え方に一貫性がある。
(事後学習)授業の中で取り組んだ練習問題などを再度ノートを見ずに解くこと。また空き時間に練習問題に取り組むこと。
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 | 断面1次モーメントを理解し、図心を計算できる。 | 4 | 前10,前11 |
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 | 前10,前11,前12,前13 |
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3,前12,前13 |
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 | |
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 | |
影響線を利用して、支点反力や断面力を計算できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | 前4,前5 |
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。 | 3 | 前6,前7,前9 |
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。 | 3 | 前6,前7,前10,前12,前13 |
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12 |
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。 | 3 | |
建築系分野 | 構造 | 力の定義、単位、成分について説明できる。 | 4 | 前1 |
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。 | 4 | 前1 |
断面一次モーメントを理解し、図心を計算できる。 | 4 | 前10,前11,前12 |
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。 | 4 | 前10,前11,前12 |
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。 | 4 | 前6,前7,前11,前12 |
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。 | 4 | 前6,前7,前11,前12,前13,前14,前15 |
はり断面内のせん断応力分布について説明できる。 | 4 | 前6,前7,前11,前12,前14,前15 |
骨組構造物の安定・不安定の判定ができる。 | 4 | 前1 |
トラスの種類を説明でき、トラスの部材力の意味について説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | 前2 |
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。 | 4 | 前3,前12 |
応力と荷重の関係、応力と変形の関係を用いてはりのたわみの微分方程式を用い、幾何学的境界条件と力学的境界条件について説明でき、たわみやたわみ角を計算できる。 | 4 | |
不静定構造物の解法の基本となる応力と変形関係について説明できる。 | 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。 | 4 | 前2 |
圧縮力を受ける柱の分類(短柱・長柱)が出来、各種支持条件に対するEuler座屈荷重を計算できる。 | 3 | 前11 |
偏心圧縮柱の応力状態を説明できる。 | 3 | 前11 |
ラーメンやその種類について説明できる。 | 4 | 前4,前5 |
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。 | 4 | 前5 |
軸力のみを受ける部材の設計の計算ができる。 | 2 | |
軸力、曲げを受ける部材の設計の計算ができる。 | 2 | |
曲げ材の設計の計算ができる。 | 2 | |