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授業の目標
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人間は、生活に適合した空間と、生活を支える各種施設を生み出すために、多くの部材からなる構造物を建設する。本授業ではその建築構造物の設計に必要となる力学の基礎を学ぶ。とくに、静定構造物を対象として、構造物に作用する荷重と反力、構造物内部に生じる応力などを求めるための諸解析方法を修得することを目的としている。以下の授業内容を通じて建築構造設計に必要不可欠な基礎知識を身につける。
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到達目標
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・静定構造物を対象として、構造物に作用する荷重と反力、構造物内部に生じる応力などを求めるための諸解析方法が説明できる。
・静定骨組の支点反力,部材応力を求め,応力図(М図、Q図、N図)を描くことができる。
・断面の性質に関する諸数値を用いて、部材断面の応力度と部材の変形量が算定できる。
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身につく能力
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<全学ディプロマ・ポリシー>
○【知識・理解・技術】 1.各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】 2.幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】 3.多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】 4.時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】 5.専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【グローカル・創造的思考力】 6.地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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初回の授業で授業科目の必要性と到達目標を説明する。
以降の授業では、授業計画に示す項目を順次解説するが、各回の授業で、到達目標に対する位置づけを明示するとともに、次回の授業項目に関する予習を促す。
15回の授業を通じて、構造物に作用する荷重と反力、構造物内部に生じる応力などを求めるための諸解析方法を修得する。
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授業の計画
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1 構造力学の基礎 力の定義と表示、力のモーメント、力の合成と分解、力のつりあい テキスト:P.1-P.14
2 骨組構造物 骨組の表示、支点と節点、荷重の種類、骨組の安定と不安定、支点反力と部材応力 テキスト:P.15-P.38
3 静定トラスの解法1 節点法 テキスト:P.39-P.52
4 静定トラスの解法2 切断法 テキスト:P.52-P.58
5 静定ばりの応力 せん断力、曲げモーメント テキスト:P.59-P.74
6 静定ラーメンの応力 軸方向力、せん断力、曲げモーメント テキスト:P.74-P.102
7 静定合成骨組の応力 軸方向力、せん断力、曲げモーメント テキスト:P.103-P.112
8 前半のおさらい・中間試験
9 部材断面の性質1 断面1次モーメントと図心、断面2次モーメント テキスト:P.113-P.125
10 部材断面の性質2 断面係数、断面2次半径、和・差の法則 テキスト:P.125-P.129
11 応力度とひずみ度 垂直応力度、せん断応力度、垂直・横ひずみ度、せん断ひずみ度、フックの法則、弾性係数 テキスト:P.130-P.139
12 曲げ材の応力度1、合成応力 曲げ応力度、軸方向力と曲げモーメントによる応力度 テキスト:P.139-P.144
13 曲げ材の応力度2、断面設計 せん断応力度、許容応力度と断面設計 テキスト:P.144-P.148、P.153-P.158
14 静定構造物の変形 弾性曲線式、梁のたわみ計算 テキスト:P.159-P.165
15 不静定構造とその判別・後半のおさらい テキスト:P.24-P.29
16 定期試験
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授業時間外学修の指示
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授業内容に疑問点が生じないよう、各回の授業内容に応じた予習・復習を確実に行うこと。
具体的な予習・復習範囲(テキストのページ)は「授業の計画」ならびに授業内にて指示する。
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成績評価の方法
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建築構造設計に必要な力学の基礎知識、静定構造物の解法および静定はりの変形を理解していることを単位修得の条件とする。
「構造力学Ⅰ」の中間試験と定期試験は、「構造力学Ⅰ演習」との合併試験として実施する。
中間試験(50%)と定期試験(50%)により評価し,60点以上を合格とする。
*公欠を除く欠席が5回以上の受講者には、上記未達にかかる再試験・補講は一切行わない。
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テキスト・参考書等
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テキスト: 林 貞夫、『SI対応:建築構造力学』、共立出版、¥3,900+税、ISBN: 978-4320076501
参 考 書: 田村 武、『構造力学』、朝倉書店、¥2,900+税、ISBN: 978-4254201161 平井一男ほか、『構造力学入門』、森北出版、¥3,200+税、ISBN: 978-4627406209 和泉正哲、『建築構造力学1』、培風館、¥3,800+税、ISBN: 978-4563031824 和田章ほか、『First Stageシリーズ 建築構造設計概論』、実教出版、\3,000+税、ISBN: 978-4407340334 浅野清昭、『改訂版図説やさしい構造力学』、学芸出版社、\2,700+税、ISBN: 978-4761526559
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履修上の留意点
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基本からの積み重ねとしての授業を行うので、必ず全回の授業に出席することを前提とする。 止むを得ない事情で欠席する場合には、前記留意事項にしたがい、教科書の該当部分を自習するか、あるいは知人のノートを借用するなどの自主的努力により、授業の進展に遅れないようにすること。 高校までに修得した知識・概念を超えた新しい項目が多々あるので、理解しきれない点は各回の授業で質問し、授業の進展に遅れないよう留意すること。 物理学Ⅰ(建築)を修得していることが望ましい。
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資料
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備考
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使用するテキストの内容すべてを授業で詳説する時間的な余裕はない。本質的なことを解りやすく説明することが重要と考えられることから、テキストの内容をすべて理解するためには、予習・復習が不可欠である。
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