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科目名 構造力学概論 
担当者氏名

高橋 広人

全開講対象学科 理工学部建築学科
年次 1年次 
クラス  
講義学期 前期 
単位数
必選区分 必修科目 
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-構造 
備考  



準備学習・事後学習
数学・物理(力学)の基礎を習得しておくこと。
受講前にテキスト等の事前の読み込みを行い、講義後は講義内容の復習を行う。これら講義外には講義時間と同等以上の学習時間を行うこと。 
課題・定期試験に対するフィードバック
講評は追・再試験終了後に研究室で個別に対応する。 
履修上の留意
数学・物理(力学)の基礎素養を必要とする。講義に出席しただけでは授業内容を完全に理解することは難しいので,予習・復習によって不足を補っていただきたい。 
授業の概要と目的
建築における構造の役割と構造力学の位置づけを理解し,構造物の挙動を予測するうえで必要となる構造力学の基礎知識を習得する。具体的には,建築物に加わる荷重,それを支える力の仕組みと構造物のモデル化の方法を学び,力のつり合いの概念に習熟し,その応用として,棒材からなる静定平面骨組,すなわちトラスの軸力と,はり,ラーメン骨組の曲げモーメント,せん断力,軸力を算定する方法を学習する。 
アクティブ・ラーニング
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
本授業はCP2・4およびDP2に該当する 
実務経験と授業内容の関係
科目ナンバリングコード
TA11401 
サブタイトル
建築構造力学への入門 
到達目標
構造物が荷重を支える仕組みと力学モデルの輪郭が理解でき,力のつり合いの概念を応用して簡単な静定平面骨組,すなわちトラスの軸力と,はり,ラーメン骨組の曲げモーメント,せん断力,軸力が算定できる。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 構造力学の役割と基本用語  建築における構造の役割と構造力学の位置づけを学ぶ。 
2. 構造物の安定・不安定、静定・不静定  力・偶力とモーメント,力のつり合い,外力と内力,骨組の構成,部材の接合・支持形式,安定・不安定,静定・不静定などの基本用語を学ぶ。 
3. 静定構造物の反力の算定  外力のつり合いから,集中荷重や分布荷重が作用する静定構造物の支点反力を算定する方法を学ぶ。支持形式と反力との対応関係を理解し,簡単な例題を通してそれらの算定法を習得する。
到達レベル:静定構造物の反力を求められる。 
4. 静定トラスのつり合い  軸力だけで荷重に抵抗するトラス構造について,力のつり合いの仕組みを理解する。基本トラス要素のつり合いから,部材内に生じる応力状態を把握し,安定条件と部材の構成・支持方法との関係を学ぶ。 
5. 節点法によるトラスの断面力算定  節点での力のつり合いから平面トラスの部材軸力を算定する節点法について学ぶ。1点に会する力のつり合いや,力の合成と分解の概念を理解し,簡単な例題を通して解析法を習得する。 
6. 切断法によるトラスの断面力算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから平面トラスの部材軸力を算定する切断法について学ぶ。カルマン法とリッター法の2つの方法を理解し,簡単な例題を通して解析法を習得する。 
7. トラスの応力解析演習  山形トラス,平行弦トラスなど少し複雑な平面トラスを例題として,解析手法に習熟するための演習を行い,併せてトラスの応力状態に対する理解を深める。
到達レベル:平面トラスの部材軸力を求めることができる。 
8. 片持ちばりの断面力の算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから,集中荷重や分布荷重を受ける片持ちばりの断面に作用する曲げモーメント,せん断力を算定する方法を学び,曲げモーメント図,せん断力図を描いて応力状態を理解する。 
9. 単純ばりの断面力の算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから,集中荷重や分布荷重を受ける単純ばりの断面に作用する曲げモーメント,せん断力を算定する方法を学び,曲げモーメント図,せん断力図を描いて応力状態を理解する。 
10. はり要素のつり合いと荷重-断面力の関係  はり要素の力のつり合い式を用いて,はりに作用する集中荷重,分布荷重と曲げモーメント,せん断力との関係を理解する。 
11. はりの応力解析演習  はね出しばり,ゲルバーばりなど少し複雑な静定ばりを例題として,解析手法に習熟するための演習を行い,併せてはりの応力状態に対する理解を深める。
到達レベル:はりの断面力を求めるこ とができる。 
12. 片持ちばり系ラーメンの断面力の算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから,集中荷重や分布荷重を受ける片持ちばり系ラーメンの曲げモーメント,せん断力,軸力を算定し,曲げモーメント図,せん断力図,軸力図を描いて応力状態を理解する。 
13. 単純ばり系ラーメンの断面力の算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから,集中荷重や分布荷重を受ける単純ばり系ラーメンの曲げモーメント,せん断力,軸力を算定し,曲げモーメント図,せん断力図,軸力図を描いて応力状態を理解する。 
14. 3ヒンジ系ラーメンの断面力の算定  外力と切断面の内力との力のつり合いから,集中荷重や分布荷重を受ける3ヒンジ系ラーメンの曲げモーメント,せん断力,軸力を算定し,曲げモーメント図,せん断力図,軸力図を描いて応力状態を理解する。
到達レベル:静定ラーメンの断面力を求めることができる。 
15. 静定構造物の応力解析演習  これまでに学習した力のつり合いの概念を総復習し,静定構造物(はり,ラーメン)の応力解析に習熟するための演習を行う。 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. わかる建築学4 建築構造力学  安達洋・丸田榮藏 編 岡田章・神田亮・北嶋圭二・田嶋和樹  学芸出版社 
2. 講義前にWebClassからテキストをダウンロードすること     
参考文献
授業方法の形式
講義 
授業の実施方法
対面授業(講義を通して内容を説明し、演習を通じて理解を深める。) 
成績評価方法
定期試験(100%) 
成績評価基準
C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
受講生へのメッセージ
建築の構造には2つの大きな役割がある。一つは建物を豪雪・暴風・激震などの作用から守るシェルターとしての役割であり,もうひとつは建築の美しさに対する貢献である。建築は彫刻などとは異なりスケールの大きな実体である。その中を流れる力の大きさと原理に適った造形だけが実現可能である。構造力学では,構造物の強度や変形の計算法を主として学ぶが,その学習を通して,構造の形と力の原理や安全で美しい建築を創るための構造の役割を学んで欲しい。 
参考URL
画像
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更新日時 2024/01/26 18:01


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