概要:
前年度までの基礎的な力学の知識を基に、前半は、応力挙動及び一般的な建物である不静定ラーメンの解法に適した｢たわみ角法｣について学ぶ。後半は、はり，トラス，ラーメン等の線構造の変形を求める方法として、エネルギー保存の法則に基づいて｢仮想仕事の原理｣と｢カスティリア－ノの第２定理｣を主に学び、不静定構造物の解法まで確認する。
授業の進め方・方法:
静定はりの変位を基にたわみ角法の基本式の誘導を行い、実際の構造物の挙動や設計と関連付けながら不静定はり、ラーメンの解法について詳述する。後半は、仮想仕事の原理について詳述し、他のエネルギー原理を含めて線構造物の変形の解法と不静定構造物の解法へと繋げていく。課題演習を通して自力で問題を解く力を養う。
注意点:
構造物に働く力の作用を想い描けるように、実際の構造物の挙動や設計と関連付けながら学ぶことが大事である。講義の進行に応じて適宜演習問題を課すので必ず自力で解くことは勿論であるが、１つの問題に対して複数の解法を適用してみること、その結果に対する考察が大事である。構造解析の３条件である、力の釣合、変位の適合、構成法則を常に頭に置きながら学習していくこと。
3年までの各項目の理解と同時に実際に解く計算力が不十分であると、4年次の展開について行けない。迷ったら、3年次までの復習を行うこと。4年次では色々な解析手法を学ぶので、各手法においてその基本仮定、用語の定義などは正確に把握し、その原理については十分に理解しておくことが大事である。とくに後半のエネルギー原理は、相互に関連しているので、一連の流れとして捉える事。
なお，単元の節目でレポートを課すが単位の取得には全てのレポートで合格することが必須である．
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
たわみ角法の導入と節点方程式 |
不静定構造物が理解できる．
|
| 2週 |
節点移動なし、中間荷重なしの構造物の解析 |
節点移動なし、中間荷重なしの構造物の解析が理解できる．
|
| 3週 |
節点移動なし、中間荷重なしの構造物の演習 |
節点移動なし、中間荷重なしの構造物の計算ができる．
|
| 4週 |
節点移動なし、中間荷重ありの構造物の解析 |
節点移動なし、中間荷重ありの構造物の解析が理解できる．
|
| 5週 |
節点移動なし、中間荷重ありの構造物の演習 |
節点移動なし、中間荷重ありの構造物の計算ができる．
|
| 6週 |
節点移動あり、中間荷重ありの構造物の解析 |
節点移動あり、中間荷重ありの構造物の解析が理解できる．
|
| 7週 |
節点移動あり、中間荷重ありの構造物の演習 |
節点移動あり、中間荷重ありの構造物の計算ができる．
|
| 8週 |
中間評価 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の返却と解説 |
|
| 10週 |
独立部材角、従属部材角、直角変位図 |
独立部材角、従属部材角、直角変位図が理解できる．
|
| 11週 |
不規則ラーメンのたわみ角法 |
不規則ラーメンのたわみ角法が理解できる．
|
| 12週 |
不規則ラーメンの解析 |
不規則ラーメンの解析ができる．
|
| 13週 |
固定法の説明 |
固定法が理解できる．
|
| 14週 |
固定法による解析 |
固定法による計算ができる．
|
| 15週 |
前期末試験 |
|
| 16週 |
前期末試験の返却と解説 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
仮想仕事（仮想変位・仮想力）の原理 |
仮想仕事（仮想変位・仮想力）の原理が理解できる．
|
| 2週 |
仮想仕事（仮想変位・仮想力）の原理 |
仮想仕事（仮想変位・仮想力）の原理が理解できる．
|
| 3週 |
静定梁での仮想仕事法の理解 |
静定梁での仮想仕事法の理解ができる．
|
| 4週 |
静定梁での仮想仕事法の演習 |
静定梁での仮想仕事法の計算ができる．
|
| 5週 |
静定トラスでの仮想仕事法の理解 |
静定トラスでの仮想仕事法の理解ができる．
|
| 6週 |
静定トラスでの仮想仕事法の演習 |
静定トラスでの仮想仕事法の計算ができる．
|
| 7週 |
仮想仕事法におけるせん断力と軸力の影響 |
構造力学における仕事やひずみエネルギーの概念を理解している。
|
| 8週 |
仮想仕事法におけるせん断力と軸力の影響 |
構造力学における仕事やひずみエネルギーの概念を理解している。
|
| 4thQ |
| 9週 |
不静定梁での仮想仕事法の理解 |
不静定梁での仮想仕事法の理解ができる．
|
| 10週 |
不静定梁での仮想仕事法の理解 |
不静定梁での仮想仕事法の理解ができる．
|
| 11週 |
不静定梁での仮想仕事法の演習 |
不静定梁での仮想仕事法の計算ができる．
|
| 12週 |
不静定ラーメンでの仮想仕事法の理解と演習 |
不静定ラーメンでの仮想仕事法の計算ができる．
|
| 13週 |
カスティリアノの定理を用いた静定・不静定構造物の解法
|
カスティリアノの定理を用いた静定・不静定構造物の計算ができる．
|
| 14週 |
カスティリアノの定理を用いた静定・不静定構造物の解法 |
カスティリアノの定理を用いた静定・不静定構造物の計算ができる．
|
| 15週 |
学年末試験 |
|
| 16週 |
学年末試験の返却と解説 |
|
| 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 | 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2,後3,後4 |
| 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3 |
| 仮想仕事の原理を用いた静定の解法を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| 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。 | 4 | 前1 |
| 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1 |
| 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2 |
| 建築系分野 | 構造 | 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。 | 4 | 後11 |
| 構造力学における仕事やひずみエネルギーの概念について説明できる。 | 4 | 後2,後13 |
| 仕事やエネルギーの概念を用いて、構造物(例えば梁、ラーメン、トラスなど)の支点反力、応力(図)、変形(たわみ、たわみ角)を計算できる。 | 4 | 後1,後3,後13,後14 |
| 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。 | 4 | 前1,後2,後10 |
| 静定基本系(例えば、仮想仕事法など)を用い、不静定構造物の応力と、支点反力を求めることができる。 | 4 | 前3,前4,前5,前6,前7,前11,前12,前13,前14,後10,後11,後12,後13,後14 |
| いずれかの方法(変位法(たわみ角法)、固定モーメント法など)により、不静定構造物の支点反力、応力(図)を計算できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,前10,前11,前12,前13,前14 |