概要:
各種構造物の設計には,外力(荷重)に対して構造物がどのように抵抗するかなど,基礎的な力学の知識が必要になる。構造力学では,このような実構造物の設計に必要となる自由物体の力の釣り合いを中心に,静力学の基礎事項について学ぶ。
授業の進め方・方法:
構造物に働く力の作用を思い描けるように,実際の構造物の挙動や設計と関連付けながら,構造物に作用する外力の扱いや静定構造物における反力,断面力について講義する。力の合成,自由物体を切り出し見えない力のベクトル表示,力の釣合いの理解を中心に,演習等を通して自力で問題を解く力を養い,目に見えない力の作用について深く理解する。
注意点:
・毎日の復習を欠かさないこと。
・練習問題は必ず取り組むこと
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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 後2,後3,後4 |
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 構造 | 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。 | 2 | 後9,後10,後11,後12 |
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。 | 2 | 後13,後14 |
節点法や断面法を用いて、トラスの部材力を計算できる。 | 2 | 後13,後14 |
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。 | 2 | 後9,後10,後11,後12 |
建築系分野 | 構造 | 建築構造の成り立ちを説明できる。 | 1 | 後1 |
建築構造(W造、RC造、S造、SRC造など)の分類ができる。 | 1 | 後1 |
力の定義、単位、成分について説明できる。 | 2 | 後2,後3,後4 |
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。 | 2 | |
骨組構造物に作用する荷重の種類について説明できる。 | 2 | |
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。 | 2 | 後9,後10,後12,後13,後14 |
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。 | 2 | 後13,後14 |
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。 | 2 | 後5,後6 |
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。 | 2 | 後9,後10,後11,後12 |
ラーメンやその種類について説明できる。 | 2 | |
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。 | 2 | 後9,後10,後11,後12 |
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。 | 1 | |
設計・製図 | ソフトウェアを用い、各種建築図面を作成できる。 | 2 | |
各種模型材料(例えば、紙、木、スチレンボードなど)を用い、図面をもとに模型を製作できる。または、BIMなどの3D-CADにより建築モデルを作成できる。 | 2 | |
与えられた条件をもとに、コンセプトがまとめられる。 | 2 | |
与えられた条件をもとに、動線・ゾーニングのエスキスができる。 | 2 | |
与えられた条件をもとに、配置図、各階平面図、立面図、断面図などがかける。 | 2 | |
設計した建築物の模型またはパースなどを製作できる。 | 2 | |
講評会等において、コンセプトなどをまとめ、プレゼンテーションができる。 | 2 | |
分野別の工学実験・実習能力 | 建設系分野【実験・実習能力】 | 建設系【実験実習】 | 各種構造形式(コンクリート、金属などによる)による試験体を用いた載荷実験を行い、変形の性状などを力学的な視点で観察することができる。 | 3 | |