例題で身につける構造力学

例題で身につける構造力学

著者名 車谷 麻緒
樫山 和男
発行元 丸善出版
発行年月日 2017年10月
判型・装丁 A5 210×148 / 並製
ページ数 300ページ
ISBN 978-4-621-30210-1
Cコード 3051
NDCコード 511
ジャンル 土木・建築

内容紹介

構造力学を学ぶ大学生や高専生が力学的センスを磨くための教科書。 本書は全115の例題・演習問題を収録。これらの問題の意味を捉え、適切な手法を用いて解き進めることで、本質の理解と基礎の定着、そして応用力の向上を図る。すべての例題には図を用いた丁寧な解説を示し、構造物に作用するさまざまな力を直観的に把握する力学的センスを磨くことができるつくりとした。はりの支点反力や応力、たわみといった基礎から骨組構造やエネルギー原理、不静定構造、さらにマトリックス構造解析に至るまでをコンパクトにまとめた一冊。

目次

第1章 構造力学の準備
 1.1 構造力学とは
 1.2 力とモーメント
 1.3 外力と内力
 1.4 つり合い
  1.4.1 力とモーメントのつり合い
  1.4.2 力のつり合いと作用反作用の法則
 1.5 応力
  1.5.1 垂直応力
  1.5.2 せん断応力
 1.6 ひずみ
  1.6.1 垂直ひずみ
  1.6.2 ポアソン効果
  1.6.3 せん断ひずみ
 1.7 材料の変形特性
  1.7.1 応力とひずみの関係
  1.7.2 フックの法則
  1.7.3  鋼材の応力―ひずみ曲線
 1.8 重ね合わせの原理
 1.9 棒材の引張
第2章 はりの支点反力と断面力図
 2.1 内力の計算と可視化
 2.2 はりに作用する力とつり合い
 2.3 支点の種類と支点反力
 2.4 荷重の種類
 2.5 はりの種類とたわみの様子
 2.6 支点反力の計算
 2.7 はりの内力(断面力)
 2.8 はりの断面力図
第3章 はりの応力とたわみ
 3.1 はりにおける曲げモーメント
 3.2 はりの変形
 3.3 はりの中立面と中立軸
 3.4 はり内部の応力分布
 3.5 はりのたわみ曲線
第4章 断面の諸量
 4.1 断面の諸量
 4.2 図心と断面一次モーメント
  4.2.1 図心
  4.2.2 断面一次モーメント
 4.3 断面二次モーメント
  4.3.1 図心軸に関する断面二次モーメント
  4.3.2 図心を通らない軸に関する断面二次モーメント
第5章 骨組構造
 5.1 骨組構造の力学的特徴
  5.1.1 トラスとラーメン
  5.1.2 トラスの種類
  5.1.3 骨組構造の安定性
 5.2 トラスの軸力解析法
  5.2.1 節点法によるトラスの軸力解析
  5.2.2 断面法によるトラスの軸力解析
 5.3 ラーメンの断面力図
第6章 エネルギー原理とエネルギー法
 6.1 外力による仕事とエネルギー
 6.2 ひずみエネルギー
  6.2.1 ひずみエネルギーの定義式
  6.2.2 軸力に関するひずみエネルギー
  6.2.3 曲げモーメントに関するひずみエネルギー
  6.2.4 せん断力に関するひずみエネルギー
  6.2.5 部材のひずみエネルギー
 6.3 カステリアノの定理
  6.3.1 定理の説明
  6.3.2 カステリアノの定理を用いた解法(解法1)
  6.3.3 カステリアノの定理を用いた解法(解法2)
  6.3.4 カステリアノの定理を適用する際の注意点
 6.4 仮想仕事の原理と単位荷重法 
  6.4.1 仮想仕事の原理
  6.4.2 単位荷重法
 6.5 相反定理
第7章 不静定構造の解法
 7.1 静定問題と不静定問題
 7.2 不静定問題とは
  7.2.1 外的不静定問題
  7.2.2 内的不静定問題
  7.2.3 不静定次数
 7.3 外的不静定問題の解法
  7.3.1 重ね合わせの原理に基づく解法
  7.3.2 エネルギー原理に基づく解法
  7.3.3 高次の外的不静定問題
 7.4 内的不静定問題の解法
  7.4.1 バネによるモデル化
  7.4.2 はりとバネの内的不静定問題
  7.4.3 トラスの内的不静定問題
  7.4.4 解析の手順(最小仕事の原理)
第8章 マトリックス構造解析
 8.1 変位法
 8.2 バネのマトリックス構造解析
  8.2.1 要素,節点,自由度
  8.2.2 断面力と材端力
  8.2.3 要素剛性方程式
  8.2.4 全体剛性方程式
  8.2.5 全体剛性方程式の縮約
 8.3 棒材のマトリックス構造解析
  8.3.1 棒材の剛性とバネ定数の関係
  8.3.2 要素剛性行列
  8.3.3 アセンブリングの例
  8.3.4  軸力の計算
 8.4 はりのマトリックス構造解析
  8.4.1 力と変位の正の向き
  8.4.2 要素剛性方程式の導出(材端力のみ)
  8.4.3 要素剛性方程式の導出(等分布荷重
  8.4.5 アセンブリングの例
 8.5  トラスのマトリックス構造解析
  8.5.1 部材座標系と全体座標系
  8.5.2 部材座標系における要素剛性方程式
  8.5.3 全体座標系における要素剛性方程式
  8.5.4 軸力の計算
 8.6 フレームのマトリックス構造解析
  8.6.1 力と変位の正の向き
  8.6.2 部材座標系における要素剛性方程式
  8.6.3 全体座標系における要素剛性方程式
付録A  はりの影響線
  A.1  影響線
  A.2 影響線の描き方と利用方法
付録B 弾性荷重法
  B.1 微分方程式に基づく解法
  B.2 はりの4階の微分方程式
  B.3 弾性荷重法(モールの定理)
付録C 演習問題

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