NBU日本文理大学

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 構造力学1(Structural Mechanics1)
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 前期
必修・選択区分 全コース 必修
単位数 2
履修上の注意または履修条件 建築構造の基礎科目です。基礎から講義しますので、しっかり学習し、理解して下さい。
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  実教出版  和田 章監修 3500円
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 材料力学、構造力学2及び3 建築材料実験  構造設計1,2
オフィスアワー
授業の目的  我国は世界でも有数の地震国ですので、建物は地震に対して強くなくてはなりません。したがって、建築の防災上に果たす構造の役割は極めて大きいわけです。建築の構造は、力学的に考えることによって構成され、力学なくしては構造を考えることはできません。本講義は、この建築構造力学について、基礎的事項を習得させることを目的として講義を行います。講義の内容は、力に関する基本的事項、力の釣合い、静定構造物の応力などです。 
授業の概要 最初に、「力とは」を説明し、力の合成・分解を講義します。次いで、構造物の支点・節点、構造物に作用する荷重・外力について講義します。後半は、構造物の支点反力の求め方、構造物に生じる力とその求め方を講義します。
授業計画 学習内容 学習課題(予習・復習)
○第1回 スタートアップセミナー
今後4年間の学生生活を円滑に過ごすための生活指導・履修指導を行ないます。

○第2回 ガイダンス
座席を指定します。次いで、教科書・参考書の紹介、出席の取り方、成績評価基準などの説明を行います。続いて、建築構造学の分野における、構造力学の位置付けについて説明します。 力の基本について説明します。

○第3回 力の基本
力に関する基本事項((a)力の3要素、(b)力の図示法、(c)力の移動性の法則、(d)力の単位について説明します。
力のモーメント、偶力のモーメントについて説明します。

○第4回 力の合成と分解
1点に作用している力の合成及び1点に作用していない力の合成を、図式解法、数式解法の両解法について説明します。
力の分解は、力の合成の反対で、解法もほぼ合成とは逆の操作によって求めます。

○第5回 一点に働く数力の合成
図式解法(平行四辺形を用いた方法、力の三角形を用いた方法)及び数式解法について説明します。

○第6回 平行な2力の合成、平行な2力への分解
平行な2力の合成、平行な2力への分解について、図式解法及び数式解法を例題によって解説します。バリニオンの定理について説明します。
            
○第7回 1点に働く力の釣合、作用点の違う力の釣合
1点に働く力の釣合、作用点の違う力の釣合について、図式解法及び数式解法を例題によって解説します。
            
○第8回 前半の総復習
第2回授業~第7回授業の内容について、総復習を行います。
演習問題を解くことによって、解法手順を修得します。

○第9回 構造物の荷重および外力 支点と節点 反力
最初に支点と節点について説明します。次いで、荷重(外力)と反力の釣合いに関して、図式解法、数式解法の両解法を理解してもらうために、片持ち梁、単純梁、ラーメン、トラスについて、演習問題を解説します。
また、荷重を色々変化させた演習問題を解説し、反力の求め方を理解します。

○第10回  反力 
単純梁、片持ち梁、連続梁やラーメン等の構造物に関して、様々な演習問題を解き、理解します。
            
○第11回  安定・静定 
最初に、建築で用いられる様々な構造形式を紹介します。次いで、支持力数、結合力数を説明し、不静定次数の求め方を講義します。不静定次数から安定構造と不安定構造を判別し、さらに、安定構造の中の静定構造と不静定構造を判別します。授業の内容について課題を出します。

○第12回 構造物に生じる力
静定構造物(片持ち梁、単純梁)の応力について説明します。構造物に荷重(外力)が作用すると、各部材内に、荷重に釣合って元の形を保とうとする力(抵抗力)が生じます。この力を応力と言います。応力は3種類(軸方向力、せん断力、曲げモーメント)があります。3つの応力について、外力と内力(応力)との釣合いを、詳しく説明します。
また、応力図の描き方について説明します。応力図とは、応力の分布状態を図に示したものです。 すなわち、軸方向力図(N図)、せん断力図(Q図)、曲げモーメント図(M図)の3種類です。初めに、応力図の基本となる、片持ち梁の応力図について説明します。

○第13回 静定梁 その1 集中荷重が作用する場合
片持ち梁や単純梁に、いろいろに集中荷重を変化させた問題について応力図を描き、応力図の描き方について理解してもらいます。
荷重とせん断力と曲げモーメントの関係について説明します。

○第14回 静定梁 その2 等分布荷重が作用する場合
単純梁の応力図の描き方について説明します。片持ち梁同様、荷重を色々変化させ、応力図の描き方について説明します。等分布荷重が作用する場合について説明します。

○第15回 期静定梁 その3 等変分布荷重やモーメントが作用する場合
片持ち梁や単純梁に等変分布荷重やモーメントが作用したときの応力図の描き方を説明します。授業の内容について課題を出します。

○第16回 期末試験
期末試験を実施します。試験時間は、80分間で、電卓以外は持ち込み不可とします。
期末試験の問題の解答および成績評価に対する質問、疑問などは研究室で受け付けます。
第2回
教科書p10~13
資料配布
課題:演習問題1
予習60分  課題60分

第3回
教科書p12~17
資料配布
課題:演習問題2
予習60分  課題60分

第4回
教科書p18~20
資料配布
課題:演習問題3
予習60分  課題60分

第5回
教科書p21~22
資料配布
課題:演習問題4
予習60分  課題60分

第6回
教科書p23~27
資料配布
課題:演習問題5
予習60分  課題60分

第7回
教科書p29~35
資料配布
課題:演習問題6
予習60分  課題60分

第8回
資料配布
課題:演習問題7
予習60分  課題60分

第9回
教科書p36~40
資料配布
課題:演習問題8
予習60分  課題60分

第10回
教科書p41~45
資料配布
課題:演習問題9
予習60分  課題60分

第11回
教科書p47~50
資料配布
課題:演習問題10
予習60分  課題60分

第12回
教科書p52~54
資料配布
課題:演習問題11
予習60分  課題60分

第13回
教科書p55~64、70~71
資料配布
課題:演習問題12
予習60分  課題60分

第14回
教科書p65~67,72
資料配布
課題:演習問題13
予習60分  課題60分
            
第15回
教科書p67~69,73
資料配布
課題:演習問題14
予習60分  課題60分

第16回
期末試験の復習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問題を課します。必ず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 安定構造と不安定構造、静定構造と不静定構造の違いを理解する。
力の合成・分解を理解する。
各種構造の特徴を理解し、反力を求めることが出来る。
各種構造の特徴を理解し、解くことができる。(応力図を描くことが出来る)
評価方法 評価の割合 評価の実施方法と注意点
試験 55 毎回の講義の内容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