構造解析               4年前期選択科目

 1. 構造解析講義概要

授業のねらい
 2次元平面骨組み構造物(トラス,ラーメン)を対象とした変位法によるマトリックス
構造解析(静的弾性計算の範囲内に限定)について解説する。事前準備として必要な用語
の定義,行列演算について解説した後,要素剛性マトリックスの誘導,力学的解釈につい
て理解を図り,骨組みの全体剛性マトリックス作成など解法全般について学ぶ。例題を通
してマトリックス構造解析手法の理解を確実にし,学んだ内容が構造解析プログラムに如
何に組み込まれているかを確認し,入力データの作成,プログラムの実行を体験する。

 講義の目的は,実務計算で使用されているマトリックス構造解析の基本的な内容を
しっかりと理解することである.

授業計画

第1回 ガイダンスおよび専門用語の定義
       行列演算の基礎(1):正方行列,対称行列,転置行列,行列の積
 第2回 行列演算の基礎(2):逆行列,
     1次元トラス部材の要素剛性方程式,要素撓み性方程式

     剛性マトリックスの定義
 第3回 1次元トラス骨組の例題演習
 第4回 2次元トラス部材の要素剛性方程式,座標変換マトリックス
 第5回 2次元トラス骨組の例題演習
 第6回 全体剛性方程式の組み立てと多元連立1次方程式の解法
 第7回 全体剛性方程式の組み立て例題演習
 第8回 ラーメン部材の要素剛性方程式の誘導(1):撓み性と剛性の変換を用いた方法
 第9回 ラーメン部材の要素剛性方程式の誘導(2):撓み角法の公式を用いた方法
       ラーメン骨組の例題演習
 第10回 節点間に作用する中間荷重の取り扱い
 11回 具体的な構造解析プログラムの解説(1)
 12回 具体的な構造解析プログラムの解説(2)
 13回 各種骨組みの計算(1)
 14 各種骨組みの計算(2)
 15回 期末試験

評価方法
   演習課題,期末試験の結果を総合的に考慮して評価する。
履修上の留意点
  この科目はシステムデザイン系のアドバンストコースとして位置づけられるので,
 構造力学応用T・演習,構造力学応用U・演習およびプログラミングの各科目を
 履修済みであることが望ましい。

教科書
  なし
  適宜プリント配布
参考書,資料等
  マクガイア・ギャラガー,“マトリックス構造解析”,丸善,1981

 2. 平成31年度(2019) 構造解析 講義スケジュール
   Q1Q2合同クラス 1学期 金曜日3講目 37番教室
                                       担当(串山)

回数

日程

講義予定内容

1

4/12

ガイダンスおよび専門用語の定義
行列演算の基礎(1):正方行列,対称行列,転置行列,行列の積

4/19

出張のため休講振替は5/10 2講目

4/26

出張のため休講振替は5/10 3講目
 5/3 祭日のため休講

2,3

5/10

2講目 行列演算の基礎(2):逆行列
    1次元トラス部材の要素剛性方程式
3講目 要素撓み性方程式剛性マトリックスの定義

     1次元トラス骨組の例題演習

4,5

5/17

2講目 2次元トラス部材の要素剛性方程式
    座標変換マトリックス
3講目 2次元トラス骨組の例題演習

6

5/24

全体剛性方程式の組み立てと多元連立1次方程式の解法

7

5/31

全体剛性方程式の組み立て例題演習

8

6/7

ラーメン部材の要素剛性方程式の誘導(1)
  撓み性と剛性の変換を用いた方法

9

6/14

ラーメン部材の要素剛性方程式の誘導(2)
撓み角法の公式を用いた方法→例題,ラーメン骨組の例題演習

10

6/21

節点間に作用する中間荷重の取り扱い

11 6/28 具体的な構造解析プログラムの解説(1)

12

7/5

具体的な構造解析プログラムの解説(2)

7/12

JCI札幌大会のため休講振替は7/19 2講目

13,14

7/19

2講目 各種骨組みの計算(1)
3講目 各種骨組みの計算(2)

15

7/26

まとめ

16

7/27or31

期末試験(左記の予備日で実施予定)
   

 第1回講義  : 第1回レジュメ
    配布プリント : 行列演算の基礎(1)
 第2回講義  : 第2回レジュメ
    配布プリント : 行列演算の基礎(2)逆行列
              専門用語
 第3回講義  : 第3回例題
    配布プリント : 演習問題
              主要な単位の換算
 第4回講義  : 第4回レジュメ
    配布プリント : 第5回例題
 第5回講義  : 
    配布プリント : 演習問題1(解答見本例)
 第6回講義  : 第6回レジュメ
 第7回講義  : 
    配布プリント : 第7回例題
 第8回講義  : 第8回レジュメ
              相反性の説明
              曲率に関する公式の誘導
 第9回講義  : 
    配布プリント : 第9回例題
           撓み角法の基本式の誘導
 第10回講義  : 第10回レジュメ
   配布プリント : 第10回例題
 第11回講義  : 具体的な構造解析プログラムの解説-1
   配布プリント :任意形2次元平面骨組解析プログラムの概要,入力データの取扱い
            プログラムフローチャート
            プログラム保存USB
            解析例-1
            課題1の提示
 第12回講義  : 具体的な構造解析プログラムの解説-2
   配布プリント :解析例-2
 第13回講義  : 各種骨組みの計算-1
   配布プリント :無落雪小屋組みトラスの課題2
 第14回講義  : 各種骨組みの計算-2
 第15回講義  : まとめ
            レポート課題1の解説

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