構造力学

科目基礎情報

学校 都城工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 構造力学
科目番号 0056 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 建築学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 テキスト 「基礎から学ぶ建築構造力学 理論と演習からのアプローチ」/井上書院/中川肇著 978-4-7530-0652-6
担当教員 山本 剛

到達目標

仮想仕事法を理解し、静定構造物及び不静定構造物の変形を求めることができる。たわみ角法を理解し、節点が移動しない場合及び節点が移動する場合における不静定構造物の各部応力を求めることができる。固定法を理解し、節点が移動しない場合における不静定構造物の各部応力を求めることができる。

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様々な形状の静定及び不静定構造物に対して、仮想仕事法を用いた解法により、構造物の変形量を求めることができる。基本的な形状の静定及び不静定構造物に対しては、仮想仕事法により、変形量を求めることができる。一部の静定及び不静定構造物に対しては、仮想仕事法による変形量の求め方を説明することができない。
評価項目2色々な形状の不静定構造物に対して、たわみ角法を用いた解法により、各部材の応力を求めることができる。基本的な形状の不静定構造物に対しては、たわみ角法により、各部材の応力を求めることができる。一部の不静定構造物に対しては、たわみ角法による各部材の応力の求め方を説明することができない。
評価項目3様々な形状の不静定構造物に対して、固定法を用いた解法により、各部材の応力を求めることができる。基本的な形状の不静定構造物に対しては、固定法により、各部材の応力を求めることができる。一部の不静定構造物に対しては、固定法による各部材の応力の求め方を説明することができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
静定構造物の変形および不静定構造物の応力を解析する方法を理解し、構造設計および構造解析を行うための基本を学習する。
授業の進め方・方法:
1.この科目は学習単位科目のため、事前・事後学習としてレポートを実施する。
2.例題の解説の後、類題による演習を各自で解いて理解度を深める。
注意点:
1.低学年時に学習した静定構造物の応力を求める方法を復習しておくこと。
2.例題の解法を記憶するのではなく解法の適用を理解すること。
3.関数電卓を持参すること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業計画の説明
構造力学の基礎(復習)
授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明
構造物の節点と支点、静定構造物の反力および応力図を説明出来る。
2週 構造物の安定・不安定と静定・不静定 構造物の安定・不安定と静定・不静定の物理的意味と判別式の誘導が出来、不静定次数を計算できる。
3週 仕事とひずみエネルギー(1) 仕事やエネルギーの概念について説明できる。
4週 仕事とひずみエネルギー(2) 仮想仕事の原理を用いて構造物の変形量と回転角を求めることができる。
5週 仕事とひずみエネルギー(3) カスチリアノの定理を用いて構造物の変形量と回転角を求めることができる。
6週 仮想仕事法による静定構造物の解法
(1)静定構造物の解法
仮想仕事法を用いた静定トラスの解法を説明することができる。
7週 仮想仕事法による静定構造物の解法
(2)静定トラス
仮想仕事法を用いて静定トラスの変形(変位)を求めることができる。
8週 仮想仕事法による静定構造物の解法
(3)静定ラーメン
仮想仕事法を用いて静定ラーメンの変形(変位)を求めることができる。
2ndQ
9週 前期中間試験 試験により第8週までの授業内容の理解度を確認し、不十分な部分の確認を行うことができる。
10週 試験答案の返却及び解説 試験問題の解説及びポートフォリオの記入
11週 仮想仕事法による不静定構造物の解法
(1)不静定構造物の解法
不静定ば構造物の解法を説明することができる。
12週 仮想仕事法による不静定構造物の解法
(2)不静定ラーメン1
不静定ラーメンの解法を説明することができる。
13週 仮想仕事法による不静定構造物の解法
(3)不静定ラーメン2
不静定ラーメンの変形量を求めることができる。
14週 仮想仕事法による不静定構造物の解法
(4)不静定トラス1
不静定トラスの解法を説明することができる。
15週 仮想仕事法による不静定構造物の解法
(5)不静定トラス2
不静定トラスの変形量を求めることができる。
16週 試験答案の返却及び解説 試験問題の解説及びポートフォリオの記入を説明することができる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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前2,前3,前4
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前3,前4,前5,前6,前7,前8
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2,前11
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11,前12,前13,前14,前15
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

評価割合

定期試験レポート合計
総合評価割合7030100
知識の基本的な理解502070
思考・推論・創造への適応力201030
汎用的技能000
態度・志向性(人間力)000
総合的な学習経験と創造的思考力000