2019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 : 2019/10/08

<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、構造や安全安全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>
授業の内容が充分に理解でき,その知識を応用して使いこなせるように,演習や小テストを適宜授業の終わりに設け
ます。
1 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。
2 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。
3 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
4 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
5 荷重と反力2(特殊な荷重)、等分布荷重・モーメント荷重と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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
11 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
12 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
13 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
14 学習成果の振り返り 準備学習:定期試験で解けなかった問題の解き方を考えておく。

順序は変更することがあります。

<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、西村彰敏著:力のつり合いを理解する構造力学 彰国社 \2,800

<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2512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。また構造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」も併せて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かもしれない学生は、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です。

<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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