J0190800

構造解析

Structural Analysis

開講部

工学部

開講学科

建築学科

開講学年

2年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

講義
教授上村智彦この授業の2011年度のアンケートを参照

授業の概要

建築構造物の設計では、地震荷重、積載荷重などの外力に対し、建物の骨組を構成する柱やはり等の部材が、大きな力を受け破壊が生じないことを確認する必要がある。又、同時に、それら部材及び骨組全体の変形を建物の使用性の観点から、許容範囲内に納めなければならない。
本講では、このような検討で必要となる構造物に外力が作用した場合の骨組を構成する部材の応力と変形の解析手法を述べる。講義内容の流れとしては、古典的な構造力学を学び、力学的感覚の養成を行った後に、計算機を用いることを前提とした構造力学の基本概念を修得する。

達成目標

1.建物の耐震性能等を考えられる能力なくしては、建物の設計は、不可能であり、また、建築構造形態の選択・自由度も極めて狭くなることとなる。本講は、これらを考えられる構造解析手法の基本の理解と能力を養う。

授業計画

1.部材の応力(軸力と曲げ応力)と変形関係
  ・応力とひずみ
  ・断面性能
2.単純な構造物の変形(1)
  ・構造物の変形を求める場合の理論
  (応力と変位関係式を用いる場合)
3.単純な構造物の変形(2)
  ・構造物の変形を求める場合の理論
  (モールの定理によるはり変形の解法)
4.単純な構造物の変形(3)
  ・構造物の変形を求める場合の理論
  (仮想仕事の原理(応力と変位の計算))
5.単純な構造物の変形(4)
  ・構造物の変形を求める場合の理論
  (相互作用の定理)
  (カステリヤノの定理)
6.はりと柱からなる骨組の解析(1) 
  ・不静定ばりの応力(材端応力、荷重状態)。
7.はりと柱からなる骨組の解析(2)
  ・部材の変形と材端モーメントの関係式(たわみ角法公式、材端モーメント、固定端モーメント、荷重項)
8.はりと柱からなる骨組の解析(3)
  ・たわみ角法を用いる場合の骨組解析上の釣合条件式、変形条件(節点方程式層方程式、変形条件)
  ・節点移動のない場合の適用法
9.はりと柱からなる骨組の解析(4)
  ・節点移動のある場合の適用法
10.計算機を用いての構造解析(1)
  ・変位法(構造解析のすすめ方、荷重と変位、部材応力と変形)
11.計算機を用いての構造解析(2)
  ・変位法(部材の構成方程式、釣合条件、適合条件)
12.計算機を用いての構造解析(3)
  ・変位法の適用法(トラスの解析)
13.計算機を用いての構造解析(4)
  ・変位法の適用法(ラーメンの解析)
14.計算機を用いての構造解析(5)
  ・変位法の適用例(骨組全体の作用外力と節点変位の関係を結び付ける剛性マトリックスの直接作成法)
15.期末試験

評価方法と基準

成績の評価は、期末試験と構造解析演習の簡単な1回の小テストの試験の結果で行う。
(構造解析演習の時間に行う小テスト:30点満点)×1回+(期末試験:120点満点)=150点満点として60%以上を合格とする。

教科書・参考書

マトリックス法による構造解析(青山博之、上村智彦共著 培風館)、必要に応じプリントを配布。

履修前の準備

「構造力学」を履修すること

学習・教育目標との対応

人間が、健全な生活を営むためには、自然からの外的要因に対し、建物の安全性の確保が重要であることの理解。

オフィスアワー

講義修了後、講師室にて。
木曜日 15:00〜18:00 研究室にて(豊洲校舎 03-5859-8413)

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Thu Sep 20 07:47:19 JST 2012