2024年度学院等開講科目環境・社会理工学院建築学系

建築構造力学第三

開講元: 建築学系
担当教員: 竹内徹 / 五十嵐規矩夫 / 寺澤友貴
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5-6 (W5-107) / 木5-6 (W5-107)
クラス: -
科目コード: ARC.S306
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

　本講義では、建築構造分野を専門とするにあたって基礎となる理論として弾性論、板とシェルの理論、弾性安定論、建築振動論を取り上げ、その成り立ちを丁寧に説明するとともに、演習でその構成や利用方法を実践することで身に付けることを目的としている。
　現在の建築構造解析・設計で必須となる有限要素解析法(FEM）や地震・風応答解析はこれらの理論をベースとしており、しっかり履修し身に付けて欲しい。構造分野のみならず、環境・設備分野、建築計画分野などにも応用の効く内容となっており、他分野を志望する学生も履修されたい。

到達目標

I. 弾性学・振動論を中心に建築構造における専門的な力学知識を習得する。
II. 弾性基礎式、薄板部材の曲げと捩り、平面板の応力解析ならびに座屈、曲面版の応力解析、有限要素法、振動応答理論について理解する。

キーワード

弾性論、板とシェルの理論、弾性安定論、建築振動論

学生が身につける力

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

講義を中心とし、併せて課題の演習および解説を行う。3～4回分の講義内容に則する課題を出し、レポートさせる。講義は板書およびパワーポイントを中心に、適宜プリント等を配布する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	弾性論：立体の応力のつり合い	立体の応力のつり合いと主応力について理解する
第2回	弾性論：立体の応力-歪関係	応力－歪－変形関係およびそれぞれの適合条件、応力関数の概念について理解する
第3回	弾性論：2次元問題の解析	第６～7回の内容を応用し，単純梁の応力・変形解析を具体的に解析する /課題：単純梁の応力・変形解析
第4回	平面版：板要素の理論	板要素における応力－歪－変形関係およびそれぞれの適合条件について理解する
第5回	平面版：板の座屈	面内力を受ける板要素における安定理論および座屈荷重について理解する
第6回	シェル：シェル構造の幾何と曲面の力学	シェル構造の幾何と曲面の力学について理解する
第7回	シェル：回転面シェルの薄膜理論	回転面シェルの薄膜理論について理解する /課題：回転面薄肉シェルの形状解析
第8回	シェル：偏平シェルの膜理論	偏平シェルの膜理論について理解する
第9回	有限要素法：変分原理	有限要素の概念および変分原理について理解する
第10回	有限要素法：マトリクス法	マトリクス法を用いた有限要素解析について理解する /課題：三角形要素によるFEM解析
第11回	振動論：単振動の複素表示	単振動の複素表示について理解する
第12回	振動論：フーリエ級数とフーリエ変換	振動論におけるフーリエ級数とフーリエ変換について理解する
第13回	振動論：一質点系の応答	伝達関数を用いた一質点系の応答評価について理解する /課題：フーリエ変換による応答解析
第14回	振動論：多質点系の応答、直接積分法による応答評価	モーダル解析および多質点系の応答, 直接積分法による応答評価について理解する

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や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

S.P.Timoshenko: Theory of Elastisity, McGraw-Hill
S.P.Timoshenko: Theory of Plate and Shells, McGraw-Hill
R.W.Clough, J.Penzien: Dynamics of Structures, McGraw-Hill

参考書、講義資料等

S.P.Timoshenko: Theory of Elastic Stabilityy, McGraw-Hill
大崎純、竹内徹、山下哲総：シェル・空間構造の基礎理論とデザイン、京都大学学術出版会
柴田明徳：最新　耐震構造解析、森北出版

成績評価の方法及び基準

演習および試験を総合し評価を行う。

履修の条件・注意事項

日本語が理解できること
建築構造力学第一および建築構造設計第一を履修していることが望ましい。