講義コード10343002
授業番号
授業科目名構造力学
科目名(英題)
講義題目
授業科目区分専攻教育科目
開講年度2010
開講学期前期
曜日時限水1
必修選択必修
単位数2.0
担当教員東 孝寛
対象学部等地域環境工学分野
対象学年学部3年
開講地区箱崎地区
履修条件 構造力学は,地域環境工学分野のカリキュラムにおける専門基礎科目の一つであり,3年次後期以降に学ぶ,農業土木構造物の設計・施工に関する鉄筋コンクリートや水利水工学などの科目に必須の知識や考え方を取り扱っている。本授業を受講する人は,授業内容の理解を深めるために並行して開講する構造力学演習を必ず受講すること。また,本授業の内容は,2年次後期に開講される基礎静力学で習得する知識,考え方をベースにしているので,受講を希望する人は,この科目を必ず受講しておくこと。なお,授業では,微分や積分の基本的知識も必要とするので,初等関数の微分積分学をしっかりと身につけておくことが望ましい。
授業概要 農業用ダムや頭首工,排水機場,干拓堤防,排水樋門,農道・水路橋などの農業土木構造物の多くは,自重や風,水,波,地震力などの自然力,および交通荷重などを受ける。これらの構造物が適度の安全さをもち,かつ経済的にでき上がるように設計するには,構造物に作用する荷重と,それによって起こる応力や変形との関係について理解しておく必要がある。授業では,構造物の構成要素である梁やトラス,ラメーンを中心として,荷重と応力・変形の関係について,演習を交えながら解説する。
全体の教育目標 本授業では,自然環境と調和した地域環境の整備・保全・創出に関わる農業土木構造物の設計に必要な構造力学の基礎理論を中心に教育し,豊かな国土,快適な農村空間をつくり出す農業土木技術者として必要な力学や構造物設計に関する知識・技術を身につけさせることを目的としている。
個別の学習目標1.平面構造物のつり合い,部材の断面力とその求め方について理解する。
2.梁の応力・たわみについて理解する。
3.不静定梁の解法を理解する。
4.弾性変形に関する諸定理を理解する。
5.トラスの部材力と変形,ラーメンの解法について理解する。
6.課題(レポート)に対して自主的,継続的に取り組む能力を養う。
授業計画<授業で扱うトピックス>
1.平面構造物のつり合い   2.断面力とその求め方  3.梁の応力
4.梁のたわみ        5.不静定梁の解法    6.弾性変形に関する定理
7.トラスの部材力と変形   8.ラーメンの解法
<授業のスケジュール>
第 1回 構造力学とは,授業日程・授業内容の説明,平面構造物のつり合い,断面力とその求め方(荷重とせん断力,曲げモーメントの関係,荷重強度関数の利用など)
第 2回 梁の影響線,梁の応力(曲げ応力,せん断応力)
第 3回 梁のたわみ(たわみ曲線の微分方程式)
第 4回 梁のたわみ(Mohrの定理)
第 5回 不静定梁(連続梁)の解法(重ね合わせの原理,3連モーメント法)
第 6回 不静定梁(連続梁)の解法(3連モーメント法)
第 7回 弾性変形に関する定理(内力・外力仕事,エネルギー不変の法則)
第 8回 弾性変形に関する定理(仮想仕事の原理:トラスへの適用)
第 9回 弾性変形に関する定理(仮想仕事の原理:梁への適用)
第10回 弾性変形に関する定理(カスティリアノの定理)
第11回 トラスとは,平面トラスの理論と仮定,トラスの静定・不静定,平面トラスの部材力の求め方(節点法)
第12回 平面トラスの部材力の求め方(断面法),平面トラスの変形(仮想仕事の原理による解法)
第13回 ラーメンとは,ラーメンの静定・不静定,静定ラーメンの解法
第14回 不静定ラーメンの解法(たわみ角法)
第15回     〃     
第16回 学期末試験
キーワード平面構造物,つり合い,梁,断面力,梁の応力,梁のたわみ,不静定梁の解法,弾性変形に関する定理,トラス,ラーメン
授業の進め方 授業では,テキストとして「構造力学」(伊藤冨雄・前田幸雄共著,国民科学社,1987)を使用し,一部演習を交えながら板書を中心に進める。予習は特に必要ないが,復習を行い(課題として出す演習問題を確実に解く),次回まで不明な点を残さないことが重要である。
 さらに,授業内容の理解度を深めるために,毎週,演習問題のレポート(ただし,構造力学演習のレポートを兼ねる)を課す。問題数は20~25問程度を予定している。レポートは,添削して返却する。
テキスト 教科書として「構造力学」(伊藤冨雄・前田幸雄共著,国民科学社,1987)を使用するので,各自購入のこと。また,補足資料などは,授業時に適宜配布する。
参考書 参考書としては,構造力学演習(彦坂 煕・崎山 毅・大塚久哲共著,共立出版,1981)を推奨する。
学習相談 オフィスアワーは,金曜日の12:00~13:00 (農学部2号館206号室)です。
 在室中は,いつでも受け付けます。気軽においで下さい。
 連絡(問い合わせ)先は,下記の通りです。
  ℡:092-642-2919,E-mail:higashi@bpes.kyushu-u.ac.jp
試験/成績評価の方法等 出席日数が2/3以上の受講者に対して,学期末試験および演習問題レポート(20~25問程度を予定,構造力学演習のレポートを兼ねる),到達目標・達成度チェック表の提出状況により総合的に判定する。学期末試験とレポート,到達目標・達成度チェック表の配点比率は8:2とする。ただし,学期末試験の得点が基準点(60点)に満たない者へは再試験(1回のみ実施)を課す。
その他 所定の授業回数に達しない場合は補講に努めるが,補講が不可能な場合もあり得る。  
 学期末試験は必ず実施する。なお,授業・学期末試験には,電卓を持参すること。  
 学期末試験については,解答例を配布するとともに,解答用紙は採点後返却する。