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建築学専攻
| 対象課程 |
科目名 |
単位数 |
科目コード |
開講時期 |
授業科目区分 |
| 博士前期課程（修士課程） |
建築構造解析特論
Advanced Structural Analysis
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2 |
2829-01 |
2023年度
前学期
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関係科目 |
| 授業科目の学習・教育目標 |
| キーワード |
学習・教育目標 |
| 1.座屈
2.非線形問題
3.分岐問題
4.固有値問題
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本科目では、構造設計で重要な座屈設計法の基礎となる構造安定論の基礎を理解し、構造部
材（柱、梁、板要素）や構造物の座屈荷重を計算することのできる能力を養成する。また、
得られた専門基礎知識を具体的な構造設計に応用できる能力の養成を目標とする。 |
| 授業の概要および学習上の助言 |
| 講義では構造解析の基礎である全ポテンシャルエネルギー停留原理を学ぶ。次に座屈点の分類を詳述し、典型的な構造モデル
に対して座屈荷重値を計算する基礎式の座屈方程式の導出過程および解法を学ぶ。
理論展開で得られた数式の理解を深めるためにMATLABを使用する。
MATLABを情報処理サービスセンターのサイトより各人のPCにインストールしておくこと。 |
| 教科書および参考書・リザーブドブック |
| 教科書：池田清宏, 室田一雄：構造系の座屈と分岐, コロナ社 |
| 履修に必要な予備知識や技能 |
| 学部の「建築構造力学Ⅰ」、「建築構造力学Ⅱ」、「鉄骨構造」、「建築安全工学」、「建築構造設計」の授業内容を、より
数学的手法を用いて座屈解析に関する内容を学習する。
微分、積分、線形代数の知識が必要である。 |
| 学生が達成すべき行動目標 |
| No. |
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| ① |
構造系の安定性に関する原理、数学的取り扱いを理解できる。 |
| ② |
構造物の座屈現象を数理的な観点から説明することが説明できる。 |
| ③ |
構造系の全ポテンシャルエネルギーを記述し、釣合式と座屈方程式を導出することができる。 |
| ④ |
座屈点の分類を理論的に説明できる。 |
| ⑤ |
小規模な構造物に対して座屈荷重を計算し、構造設計に応用することができる。 |
| ⑥ |
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| 達成度評価 |
| 総合評価割合 |
30 |
30 |
40 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 評価の要点 |
| 評価方法 |
行動目標 |
評価の実施方法と注意点 |
| 試験 |
① |
レ |
座屈に関する数理的知識を確認する。
多自由度系の構造系に対して座屈荷重を算定する知識を確認する。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
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クイズ
小テスト |
① |
レ |
座屈に関する数理的知識を確認する。
1自由度系の構造系に対して座屈荷重を算定する知識を確認する。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| レポート |
① |
レ |
構造系の全ポテンシャルエネルギーを記述し、釣合式と座屈方程式を導出することを確認する。
釣合を表す基礎式を描くことができる。
各課題の基礎となる関数をMATLABで描き、3D表示されたオブジェクトを数理解析の観点から説明できる。
レポートで述べられた内容を適切に説明できるかを含む。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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成果発表
(口頭・実技) |
① |
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| ② |
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| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 作品 |
① |
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| ② |
|
| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| ポートフォリオ |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| その他 |
① |
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|
| ② |
|
| ③ |
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| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 具体的な達成の目安 |
| 理想的な達成レベルの目安 |
標準的な達成レベルの目安 |
| 建築物の座屈現象を数理的な観点から説明することができ、座
屈解析用の解析モデルに対する定式化、およびそのモデルの解
を示すことができる。以上の内容をMATLABで計算して検証する
ことができる。一般的な構造物に対して、座屈荷重を計算し、
構造設計に応用することができる。 |
座屈解析用の解析モデルに対する定式化、およびそのモデルの
解を示すことができる。小規模な構造物に対して、座屈荷重を
計算することができる。以上の内容をMATLABで計算して検証す
ることができる。 |
| 授業明細 |
| 回数 |
学習内容 |
授業の運営方法 |
学習課題 予習・復習 |
時間：分※ |
| 1 |
座屈解析の基礎理論
・授業計画の説明
・支配方程式と解曲線
・全ポテンシャルエネルギー停留原理 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題
予習：第２週の予習 |
60
60 |
| ２ |
座屈解析の基礎理論
・特異点と安定性 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題
予習：第３週の予習 |
60
60 |
| ３ |
座屈解析の基礎理論
・課題発表 |
課題のプレゼンテーション
講義 |
復習：講義内容と課題
予習：第４週の予習 |
60
60 |
| ４ |
一自由度系の座屈解析
・座屈点の分類
・極限点 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題
予習：第５週の予習 |
60
60 |
| ５ |
一自由度系の座屈解析
・対称分岐点
・非対称分岐 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題
予習：第６週の予習 |
60
60 |
| ６ |
一自由度系の座屈解析
・非対称分岐点
・不整系の座屈点
・座屈理論と一自由度系の座屈解析の復習 |
講義
レポートの出題 |
復習：講義内容と課題
復習：１－７回の講義内容 |
60
120 |
| ７ |
小テスト
・座屈理論と一自由度系の座屈解析 |
試験
自己点検 |
復習：講義内容
予習：小テストの準備 |
60
120 |
| ８ |
多自由度系の座屈解析
・固有値解析 |
講義 |
復習：講義内容と課題
予習：第９週の予習 |
60
120 |
| ９ |
多自由度系の座屈解析
・課題の発表 |
プレゼンテーション |
復習：講義内容と課題
予習：第１０週の予習 |
60
120 |
| １０ |
柱の非弾性座屈と曲げ座屈設計式 |
講義 |
復習：講義内容
予習：第１１週の予習 |
60
120 |
| １１ |
柱の塑性座屈 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題
予習：第１２週の予習 |
60
120 |
| １２ |
梁の横座屈 と設計式（鉄骨構造の復習）
板要素の座屈と設計式（鉄骨構造の復習） |
講義
レポートの出題 |
復習：レポート課題 |
120 |
| １３ |
試験
・試験の実施とその解説 |
試験
講義 |
復習：試験の内容
予習：第１４週の予習 |
60
120 |
| １４ |
構造系と部材の座屈 |
講義
クイズの出題 |
復習：講義内容と課題 |
60 |
| １５ |
自己点検 |
自己点検 |
復習：本科目の総復習 |
60 |
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