- 開講元
- 土木・環境工学系
- 担当教員名
- 佐々木 栄一
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 月3-4(M114)
- クラス
- -
- 科目コード
- CVE.A202
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2022年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2022年3月18日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
梁，トラス，骨組及びアーチといった様々な構造部材からなる静定構造物に対して，力のつりあいから部材力を求められることを示す．そして，最小ポテンシャルエネルギーの定理や仮想仕事の原理といったエネルギー原理について説明し，それらを応用した静定構造物の変位解析を演習形式で実施する．最後に，相反定理およびそれを用いた影響線について講義する．
材料と部材の力学(CVE.A201) の講義において構造物の変形が微分方程式によって記述できることが示された．しかし，微分方程式を直接解いて実際の複雑な構造物を解析しようとするとあまりにも複雑な計算を必要とする．本講義では，エネルギー原理を用いることによって構造物の変位を比較的容易に求めることができるを示す．静定構造物に対する本講義の内容は，構造力学第二 (CVE.A301) やマトリックス構造解析 (CVE.A311) における不静定構造物の解析の基礎となる．
到達目標
本講義を履修することによって次の能力を修得する．
1. 力のつりあいより，様々な静定構造物の部材力を求めることができる．
2. 最小ポテンシャルエネルギーの定理や仮想仕事の原理といったエネルギー原理を説明することができる．
3. エネルギー原理を用いて，静定構造物の部材力および変位を求めることができる．
キーワード
トラス，骨組構造，アーチ，静定構造物，エネルギー，仕事，最小ポテンシャルエネルギーの定理，仮想仕事の原理，相反定理，影響線
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
授業は講義を中心としたものとなる．しかし，講義だけでは内容を十分に身につけることはできないと思われるので，毎回課題を宿題として課す．復習の意味を込めて，宿題の返却時には課題の解答について説明を行う．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 部材の力学の基礎式、静定構造物(梁およびトラス)の部材力 | 棒や梁などの構造部材の基礎式を説明でき、力のつりあいより，静定の梁およびトラスの部材力を求めることができる． |
| 第2回 | 静定構造物(骨組およびアーチ)の部材力 | 力のつりあいより，静定の骨組構造およびアーチの部材力を求めることができる． |
| 第3回 | エネルギーと仕事，最小ポテンシャルエネルギーの定理 | エネルギーと仕事，最小ポテンシャルエネルギーの定理を説明できる． |
| 第4回 | 最小ポテンシャルエネルギーの定理の応用 | 最小ポテンシャルエネルギーを用いて，様々な静定構造物の変位を求めることができる． |
| 第5回 | 仮想仕事の原理 | 仮想仕事の原理を説明できる． |
| 第6回 | 仮想仕事の原理の応用 | 仮想仕事の原理を用いて，様々な静定構造物の部材力や変位を求めることができる． |
| 第7回 | 相反定理，影響線 | 相反定理を用いて影響線を描くことができる．影響線の役割について説明できる． |
授業時間外学修（予習・復習等）
学修効果を上げるため，配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
特になし．
参考書、講義資料等
講義資料は教員から毎回提供する．
Fundamentals of Structural Analysis, 2nd Edition: Harry H. West and Louis F. Geshwindner, John Wiley & Sons, Inc. 2002， ISBN: 978-0471355564
成績評価の基準及び方法
宿題20%、試験 80%
関連する科目
- CVE.A201 ： 材料と部材の力学
- CVE.A301 ： 構造力学第二
- CVE.A311 ： マトリックス構造解析
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
材料と部材の力学(CVE.A201)を履修していること，あるいは，同等の知識を有していること．
