2018年度工学院大学 建築学部

構造力学I(Structural Mechanics I)[5107]

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2単位
久田 嘉章 教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2018/11/19

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性

<授業のねらい>
構造力学は、建築が重力や地震・風などの荷重・外力に耐えて建っているしくみを理解し、建物の安全・安心を確保する上で最も重要な分野である。建築構造の入門として、様々な建物に作用する力と変形のしくみを学び、その理論的な根拠である 構造力学の基礎(静定構造の解法、断面の性質など)を習得する。建築で扱う構造力学は、高校の力学と数学の知識さえあれば、誰にでも理解できる分野である。但し、積み重ねの学問であるため、途切れることなく一歩一歩、着実に理解し、演習を積み重ねることが必要である。

<受講にあたっての前提条件>
数学の基礎的な知識(三角関数や微積分など)が必要になる。自信の無い学生は「A群 自然科学系科目」の1年前期「基礎数学」を習得すること。一方、将来、構造や安全安心分野の技術系専門分野を希望する可能性のある学生は、より高度な数学的な知識が必要になるので、1年前期では、後のコンピュータ解析で使用する理論である「B群 専門科目」の1年前期「線形代数学T」を習得しておくと良い。

<具体的な到達目標>
静定構造物の⽀点反⼒、部材応⼒の計算⽅法が原理から理解でき、1級建築⼠程度の問題をその場で解けるようになる。

<授業計画及び準備学習>
第1回:ガイダ ンス、⼒の表⽰⽅法、単位、⼒の平⾏四辺形を理解する。
 準備学習︓⾼校数学の教科書で三平⽅の定理、三⾓⽐を復習。
第2回:⼒の合成・分解・つりあい、⼒の三⾓形、⽰⼒図、連⼒図を理解する。
 準備学習︓⾼校数学の教科書で三⾓⽐および余弦定理、正弦定理を復習。
第3回:構造物と荷重、⽀点、節点、集中荷重、等分布荷重、⾻組の種類と安定・不安定を理解する。
 準備学習 ︓教科書のp.40-51を予習。
第4回:荷重と反⼒1(集中荷重、ΣX=0、ΣY= 0、ΣM=0、単純梁・⽚持ち梁の反⼒の求め⽅を理解する。
 準備学習︓教科 書のp.54-62を予習。
第5回:荷重と反⼒2(特殊な荷重)、分布荷重・モーメント荷重に対する反⼒の求め⽅を理解する
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書の4章(反⼒の計算のみ)を予習
第6回:荷重と反⼒3(様々な架構)、3ヒンジラーメンの反⼒の求め⽅を理解する
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書の4章(反⼒の計算のみ)を予習
第7回:梁の応⼒、応⼒(曲げモーメント・せん断⼒・軸⽅向⼒)と切断法による解法の基礎を学ぶ
 準備学習︓ 教科書のp.67-76を予習
第8回:梁の応⼒を求める1(集中荷重)、単純梁・⽚持梁の応⼒の求め⽅を学ぶ
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書のp.77-87を予習
第9回:梁の応⼒を求める2(等分布荷重)、等分布荷重・モーメント荷重の場合の応⼒の求め⽅を学ぶ
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書のp.88-96を予習
第10回:梁の応⼒を求める3(様々な架構)、⽚持梁・⽚持ちラーメン構造の応⼒の求め⽅を学ぶ
 準備学習 ︓前回の内容の復習と教科書の4章を予習
第11回:梁の応⼒を求める4(様々な架構)、単純ラーメン・3ヒンジラーメンの応⼒の求め⽅を学ぶ
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書の4章を予習
第12回:トラスの応⼒、節点法による応⼒の求め⽅を理解する
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書の5章(節点法)を予習
第13回:トラスの応⼒、切断法による応⼒の求め⽅を理解する
 準備学習︓前回の内容の復習と教科書の5章(切断法 )を予習
第14回:学習内容の振り返り
定期試験

<成績評価方法>
授業中に実施する⼩テスト(25%)と期末試験(75%)により成績を評価し90 点以上︓A+、80 点台︓A、70 点台︓B、60 点台︓C、50 点台︓D、50 点未満︓F とします。

<教科書>
⼩野⾥憲⼀、⻄村彰敏著:⼒のつり合いを理解する構造⼒学 彰国社

<参考書>
図解 建築構造⼒学の学び⽅、槙⾕栄次・永坂具也 共著、オーム社
建築の構造ポケットブック(共⽴出版)

<オフィスアワー>
月曜日 18:00〜19:30 (新宿校舎25階2152久田研究室)
授業前後に簡単な質問は受け付けます

<学生へのメッセージ>
構造力学は建築が安全に建っているしくみを理解する上で最も重要な分野で、力の流れが読めるようになると建築の見方が変わります。中学数学の知識で理解できる分野で、休まず予習復習と演習を繰り返せば、誰でも習得できます。力学ができると建築士の受験にはとても有利です。
なお後期の「構造力学演習T」も必ず履修して下さい。

<備 考>
将来、建築構造や安全安心分野を自分の専門にする可能性のある学生は、より高度な数学・物理を学んでおいて下さい。「A群 自然科学系科目」の「微分積分」や「物理学概論」、「B群 専門科目」の「線形代数学」や「微分方程式」などを履修してください。「線形代数学」はコンピュータを使った構造解析、「微分方程式」は構造解析、振動などの理解に必要になります。

<参考ホームページアドレス>
http://kouzou.cc.kogakuin.ac.jp/newhp/index.html


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