|
授業の目標
|
|
|
現在、構造設計はコンピュータを用いた構造解析により行われている。この解析法としてはマトリックス理論が使われている。本講義ではこのマトリックス法による骨組の解法を学ぶ。その上で、適切な構造解析を行うために、どのように建物をモデル化し、応力および変形の解析を行うかを学ぶ。そして、一自由度系と多自由度系としてモデル化した構造物に作用する動的外力に対する応答挙動の解析を学ぶ。さらに、弾塑性解析の基礎を学ぶ。
|
|
|
|
到達目標
|
|
１）建築構造のマトリックス解析の基礎的知識を修得し、コンピュータプログラムを用いて構造解析ができる。
２）建築物における振動の性質を規定する質量，減衰，剛性，または，減衰乗数と固有振動数について説明できる。
|
|
|
|
身につく能力
|
|
＜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
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・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
|
|
|
授業の概要
|
|
|
本講義では、構造物のマトリックス解法について解説する。一次元要素のマトリックス解析、平面トラス構造のマトリックス解析、平面骨組のマトリックス解析、動力学及び弾塑性解析の基礎を学ぶ。
|
|
|
|
授業の計画
|
|
第１回 一次元要素のマトリックス解析：節点と自由度、剛性と剛性マトリックス。
第２回 一次元要素の剛性マトリックス：剛性マトリックスの組み立て方。
第３回 マトリックス法による平面トラスの解法：トラスの定義、座標変換、局所座標系と全体座標系、座標変換マトリックス。
第４回 平面トラス構造のマトリックス解析：全体座標系におけるトラス要素の剛性マトリックス。
第５回 トラス構造の解析プログラム：データ入力、解析結果の解釈。
第６回 マトリックス法による平面ラーメンの解法：はり要素とラーメン要素、はりの剛性マトリックス、部材座標に関する部材剛性マトリックス。
第７回 平面骨組のマトリックス解析：ラーメン要素の剛性マトリックス、ラーメン部材のための座標変換マトリックス、全体座標系に関する部材剛性マトリックス、節点荷重と中間荷重。
第８回 ラーメン構造の解析プログラム：データ入力、解析結果の解釈。
第９回 １自由度系の線形応答：構造物のモデル化、質点系、１自由度系、非減衰自由振動、
D’Alembert原理、固有円振動数、固有周期、固有振動数。
第10回 減衰自由振動：粘性減衰、減衰係数、臨界減衰、減衰定数、対数減衰率、調和外力に対する応答、共振曲線。
第11回 多質点系モデルの線形応答：振動方程式、剛性マトリックス、質量マトリックス、せん断質点系、非減衰自由振動。
第12回 多自由度系の振動応答：一般固有値問題、固有円振動数、固有モード
第13回 多自由度系の減衰自由振動：比例減衰マトリックス、強制振動。
第14回 弾塑性解析の基礎：弾塑性部材、完全弾塑性部材の曲げ、降伏モーメント、塑性モーメント、塑性ヒンジ。
第15回 極限荷重：崩壊機構、塑性崩壊の条件、荷重係数、上界および下界定理、ラーメンの極限解析法。
第16回 定期試験
|
|
|
|
授業時間外学修の指示
|
|
|
前回の授業で説明する内容を復習してから毎回の講義に参加する。
|
|
|
|
成績評価の方法
|
|
|
マトリックス法による構造解析と多自由度系の線形応答と弾塑性解析の基礎を理解していることを単位修得の条件とする。定期試験（70％）およびレポートの内容（30％）により評価する。
|
|
|
|
テキスト・参考書等
|
|
教科書：使用しない。プリントを配付する。
参 考 書：Robert E. Sennet『Matrix Analysis of Structures』, ISBN-10: 1577661435, （Prentice Hall）
和泉正哲著『建築構造力学２』（培風館）、ISBN-10: 4563031836、￥3,500＋税
|
|
|
|
履修上の留意点
|
|
|
構造力学II、構造力学II演習を履修していることを原則とする。
|
|
|
|
資料
|
|
|
|
|
備考
|
|
|