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構造計算の基礎
ー構造力学の基本ー
東京都市大学
都市工学科教授皆川勝
目次
2
1.構造力学とは
構造物とは何か,構造力学はなぜ必要か
構造力学におけるモデル化
2.力のつり合い,構造物を支える力
構造物を支える方法
力のつり合い,安定と不安定,静定と不静定
はりの反力
(土木と建築の用語の相違)
3.構造物には働く荷重と内部の力
断面力(または合応力,部材力)
はりの曲げモーメントとせん断力
曲げモーメント,せん断力,荷重の関係
目次
3
4.材料特性,断面特性,曲げによる応力度
応力度ーひずみ関係と曲げ応力度分布
断面二次モーメントと曲げ応力度
はりの曲げによるせん断応力度
5.はりの曲げによる変形
6.移動荷重と影響線
7.設計演習にむけた構造力学のポイント
4構造物とは何か,構造力学はなぜ必要か
建設構造物とは何か
5
荷重などの外的要因によ
り,内部に力を生じ,また
変形や変位を受け,基礎
である地盤すなわち大地
に力を伝えるために,野外
に自立するもの.
構造力学とは何か
6
静力学(Statics)
•静止する物体の力学
動力学(Dynamics)
•運動する物体の力学
構造力学(StructuralMechanics)
•力学の構造物への応用.主に静力学.
なぜ構造力学が必要か?
7
構造物のライフサイクル
•調査→計画→設計→施工→維持管理→更新・廃棄
設計とは
•考えられる限りの条件の下で生じる結果を予測し,最適な
構造形態(材料寸法配置)を決定する行為
設計の流れ
•荷重等条件設定→構造重量分布を仮定→安全な形態を
計算→構造重量は仮定と合致→変形・変位照査→完了
8構造力学におけるモデル化
問題を簡単にするモデル化
9
構造物や構造物の形
•梁は,ある断面特性を持つ,1次元の棒とみなす
作用する荷重・支え方などの外的要因
•荷重は,集中荷重や等分布荷重などに
用いる材料の特性や変形・変位
•いくら荷重をかけても劣化しない,変形はわずか
構造部材の種類
10
一次元二次元三次元
梁:長さが他の2方向に比べ大.板:厚さに比べ
固体
横方向の力.他の2方向の寸法が大.
柱:長さが他の2方向に比べ大.
殻
長さ方向の圧縮力.
梁ー柱:長さが他の2方向に
比べ大.両方向の力.
曲がり梁
ケーブル
構造物の種類
11
柱,梁(曲がり梁)
ケーブル,柱,トラス
(棒),固体
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