シラバス情報

注）公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名	材料力学（Strength of Materials）
担当教員名	石田　孝一
配当学年	カリキュラムにより異なります。	開講期	後期
必修・選択区分	全コース　必修	単位数	4
履修上の注意または履修条件	構造力学１・同演習及び構造力学２・同演習を履修していることが望ましい。
受講心得	計算用具持参のこと。
教科書	最新建築構造設計入門和田　章　監修　　　実教出版
参考文献及び指定図書	建築構造力学演習　谷　資信他共著　（影国社）
関連科目	構造力学１、２，３，４　建築材料実験　構造設計１、２、３
オフィスアワー

授業計画	学習内容	学習課題(予習・復習)
授業の目的	構造物を構成する部材（menber）は、構造物の種類や構造種別によって、様々な形状を持っています。例えば、木質構造や鉄筋コンクリート構造では、長方形の断面が主ですが、鋼構造では、Ｈ形やＬ形等様々な形状の部材が用いられます。構造物の設計では、その部材に作用する応力（曲げモーメント、せん断力、軸方向力等）に対して、安全になるように断面の形状や寸法を決定します。本講義では、様々な形状を持つ断面の性質及び各種応力度を説明し、構造設計の基礎知識の習得を目的とします。
授業の概要	前半は構造力学や構造設計を学ぶために必要な基礎知識の習得と計算スキルを身に付けます。中盤以降は、応力度、ひずみ度、フックの法則、断面の性質、座屈、変形等の基礎的な項目について説明します。問題演習や課題演習を通じて、内容の理解と計算手順を習得することが肝要です。
授業計画	○第１回　成績評価規準の説明と本授業の概要説明（建築構造分野の教育課程）　成績評価は、授業に出席して意欲的に受講した場合１回につき１点、毎回の課題提出（内容による）１回につき２点、中間の総復習２５点、期末試験３０点計１００点で評価します。　本学科の建築構造分野の科目は、建築構造力学１～４と、これらに一部並行して建築構造設計１～３が開講されており、各種構造の構造設計が習得できるように配置されています。部材に生じる応力を求めるのが構造力学であり、応力から応力度を求めて安全性を検証するのが構造設計です。そのためには、数学を含めた基礎知識が必要です。最初は、三角比、相似比を復習します。 ○第２回　単位建築構造の分野では、力や荷重は、Ｎ(ニュートン)、長さや変位は、ｍｍ（ミリメートル）を基本単位とし、組立単位として、分布荷重は、ｋＮ／ｍ、応力度は、Ｎ／ｍ㎡等が用いられます。ここでは、建築構造分野で使われる単位や習慣について説明します。また単位の変換を演習します。 ○第３回　近似値・有効数字　構造力学、構造設計では、様々な数値を扱って計算します。ここでは、近似値と有効数字、丸めについて説明します。また近似値計算について説明し、演習します。 ○第４回　計算　構造力学、構造設計では、様々な数値計算を行います。ここでは、自分の所有している計算機（電卓）の機能を理解し、数値計算、代入計算の練習を行います。 ○第５回　断面積（Ａ）　軸方向応力度と軸方向ひずみ度　断面の性質の最も基本的な量が断面積です。長方形や円形断面の場合は、幾何学の公式を用いて容易に求めることが出来ますが、Ｈ形鋼やＬ形鋼のように断面形状が複雑な場合は、容易ではありません。ここでは、各種断面の断面積の求め方を説明します。　部材の軸方向に引張力Ｐを作用させたとき、断面の単位面積当たりの応力を引張応力度といいます。圧縮力の場合は、圧縮応力度といいます。どちらも軸方向に作用しますので、総称して、軸方向（垂直）応力度といいます。また、軸方向に力を作用させると、伸びたり縮んだりします。これを軸方向変位といい、元の長さに対する割合を軸方向ひずみ度といいます。ここでは、様々な断面に対する軸方向応力度と軸方向ひずみ度を説明します。 ○第６回　せん断応力度とせん断ひずみ度部材をずらす様に作用する力をせん断力（Q）といい、単位面積当たりの応力をせん断応力度といいます。また、この時ずれる量をせん断変形といい、単位長さ当たりの量をせん断ひずみ度といいます。せん断応力度とせん断ひずみ度が比例関係にあるとき、その時の比例定数をせん断弾性係数といい、Gで表します。ここでは、せん断応力度とせん断ひずみ度について説明します。 ○第７回　フックの法則とヤング係数軸方向応力度と軸方向ひずみ度の関係は、各材料の実験によって得ることができます。軸方向応力度と軸方向ひずみ度の関係が比例関係にあるとき、この比例定数をヤング係数といい、一般にEで表し、この関係をフックの法則といいます。ヤング係数は材料特有の値です。ここでは、フックの法則とヤング係数について説明します。変形量（伸び、縮み）を求める演習等を行ないます。 ○第８回　断面１次モーメントと図心断面の図心を求めることは、構造設計において重要なことです。長方形断面や円形断面の場合は容易ですが、その他の断面では容易ではありません。ここでは、断面の図心を求めるために必要な、断面１次モーメントを説明します。 ○第９回　中間総復習８回目の授業が終了した時点で、今までの復習をします。最後に解説します。 ○第１０回　断面２次モーメント（I）断面２次モーメントは、曲げを受ける部材の応力度やたわみを計算する際に必要となる重要な量です。ここでは、長方形断面の断面２次モーメントの求め方を説明します。また、軸が断面の図心を通る場合と通らない場合について説明します。 ○第1１回　断面係数・断面二次半径　構造設計を行う際、曲げ応力度を求めたり、座屈を考慮したりしなくてはなりません。ここでは、そのために必要な断面係数と断面二次半径について説明し、求める公式を紹介します。 ○第1２回　曲げ応力度部材が曲げモーメントを受けると、引張側と圧縮側が生じ、応力度は断面内で分布することになります。この応力度を曲げ応力度といいます。断面の中間に応力度がゼロになる軸が生じ、これを中立軸といいます。そして、断面の縁で応力度は最大になります。ここでは、長方形断面における曲げ応力度と最大曲げ応力度について説明します。 ○第１３回　座屈部材が圧縮力を受けると、圧縮破壊する前に座屈という破壊現象を生じることがあります。ここでは、オイラー式を紹介し、説明します。また圧縮を受ける材の設計の説明をします。 ○第１４回　モールの定理１　たわみとたわみ角部材が曲げモーメントを受けるとたわみ（曲げ変形）が生じます。たわみの接線が元の材軸とのなす角をたわみ角といいます。たわみやたわみ角を求める計算方法は種々ありますが、ここではモールの定理を用いて、単純梁のたわみとたわみ角を求める方法を説明します。次いで、片持ち梁のたわみとたわみ角を求める方法を説明します。 ○第１５回　　モールの定理２種々な梁のたわみとたわみ角をモールの定理を用いて求めます。 ○第１６回　期末試験　第９回授業から第１５回授業の内容を試験範囲とします。計算が主体の試験になるので、試験時間は８０分とします。計算用具（電卓、ポケコン）は持込可です。	第５回授業からテキスト中心になります。第1回配布資料演習課題課題の時間　６０分第2回配布資料演習課題課題の時間　６０分第3回配布資料演習課題課題の時間　６０分第4回配布資料演習課題課題の時間　６０分第5回テキストｐ94～96を精読する。演習課題予習：９０分　課題：６０分第6回テキストｐ95～97を精読する。演習課題予習：９０分　課題：６０分第7回テキストｐ98～104を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第8回テキストｐ105～107を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第9回総合演習問題予習：９０分　課題６０分第10回テキストｐ107～110を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第11回テキストｐ110～112を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第12回テキストｐ113～120を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第13回テキストｐ121～125を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第14回テキストｐ127～130を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第15回テキストｐ131～134を精読する。演習課題予習：９０分　課題６０分第１６回は期末試験の復習時間９０分
授業の運営方法	通常教室での座学。毎回授業内容に関する演習課題を課します。期限までに提出して下さい。
備考
学生が達成すべき到達目標	①構造力学や構造設計で必要な数学・物理の基礎を復習し、理解する。 ②各種応力度、ひずみ度を理解し、公式が応用できる。 ③種々の表が用意されているので、それらを利用できる。 ④理論・定理・公式を理解し、種々の構造に応用できる。

評価方法	評価の割合	評価の実施方法と注意点
試験	55	毎回の講義の要点を理解できているかを確認します。計算問題は、正解するだけでなく、解答に至る過程も重視します。
小テスト
レポート	30
成果発表
作品
その他	15	授業に欠席したり、遅刻・早退せずに、意欲的に取り組んだ場合、評価の対象とします。
合計	100	―