構造力学の公式から問題の解き方を基礎から解説【最短でわかる】

構造力学の公式から問題の解き方を基礎から解説【最短でわかる】

2020年7月28日
構造力学
太郎くん
太郎くん

構造力学が苦手だ・・・
時間をかけずに効率よく勉強がしたい。

こんなあなたのための基礎からよくわかる構造力学講座です。

テストに出るところだけをまとめていますので、1記事あたり3分ほどで読めます。

テスト前の時間がないあなた。このページをブックマークしておくと便利ですよ。

構造力学の公式と問題の解き方を基礎から解説

構造力学の公式と問題の解き方を基礎から解説
構造力学の公式と問題の解き方を基礎から解説

構造力学で点数を取るためには次のことが必要です。

  • この記事を読む
  • 一緒に問題を解く
  • 問題集を買って自分で解いてみる
とたん
とたん

実際に手を動かして計算すると理解がしやすいですよ。

このサイトではこの書籍をおすすめしています。

構造力学①力のつり合い

構造力学を学ぶ前に、力のつり合いを理解しないといけません。

こちらの記事で勉強しましょう。

とたん
とたん

力のつり合いがイメージできるようになりましょう。

構造力学②支点反力

力のつり合いがわかると支点反力が求められます。

構造力学③断面力と断面力図

支点反力までかけるようになると、断面力を求めることができます。

断面力と断面力図の書き方を図を使ってわかりやすく解説しています。

とたん
とたん

この記事を見ながら実際に断面力を求めて断面力図を書いてみよう

断面力図がかけるようになるとテストでも点数をとりやすくなりますね。

とたん
とたん

テストまで時間のないあなたへ。
裏技も用意してます。

構造力学④影響線

断面力図と間違えやすいのが影響線

とたん
とたん

私も学生時代はよく混乱してました。

影響線もコツさえ掴んでしまえば簡単です。一緒に問題を解きながら勉強してましょう。

構造力学⑤分布荷重

ここまで見て、『あれ、集中荷重しかないやん。』と思ったあなた。

とたん
とたん

よく読んでくれてありがとう。
分布荷重はここでまとめてますよ。

構造力学⑥トラス

構造力学で外せない『トラス』

苦手な人も多いポイントだと思います。

とたん
とたん

計算が多く間違えやすいところです。
いろんな解き方で解説しています。

【最短】トラスの部材力がわかる構造力学講座
太郎くんトラスって何? とたん三角形の骨組み構造です。鉄橋に使われてますよ この記事のポイント トラスの解き方がわかる トラスとは トラスとは、直線の部材を3本…
www.betterkiso.com

断面一次モーメントと断面二次モーメント

ここにきて、ちょっと毛色の違う内容になって戸惑ってしまう方もいらっしゃると思います。

とたん
とたん

断面二次ってなんやねん。って私も思いました。

覚えることは3つだけ。テストに出るところだけまとめてます。

構造力学⑦構造物のたわみ

荷重が作用している構造物には『たわみ』が発生します。

とたん
とたん

橋を渡る時に『たわみ』が大きいと怖いですよね。

たわみを計算する方法を解説します。

構造物のたわみ①微分方程式を使った『たわみ』の求め方

微分方程式を使って『たわみ』を計算しましょう。

今まで学んできた知識と少しの数学で解くことができます。

とたん
とたん

ここから先は今、準備中です。楽しみに待っててくださいね。

構造物のたわみ②モールの定理で『たわみ』を求める

簡単に言うと、曲げモーメント図を荷重としてはりにかけます。

その時の曲げモーメント図がたわみ、せん断力がたわみ角となります。

構造力学⑧不静定構造物

世の中はだいたい『不静定構造物』でできてます。

太郎くん
太郎くん

どう言うこと?

とたん
とたん

『たかがメインカメラがやられただけだ』的な感じですかね。

太郎くん
太郎くん

へぇー(どう言うこと?)

『ひとつ支点が壊れても、構造物が壊れない』そんな構造物のことを言います。

とたん
とたん

こう言う構造物は計算がややこしいです。

不静定構造物①余力法

支点の位置のたわみを求めて、その支点のたわみが0となるような反力を求める方法です。

太郎くん
太郎くん

うわー、わからん。

とたん
とたん

もう少し待っててね。すぐ準備します!

不静定構造物②仮想変位の原理

とたん
とたん

結局、仕事はしていないと言うことです。

太郎くん
太郎くん

え?

仮想的に変位を想定して外力・反力による仕事は足すとゼロになります。

とたん
とたん

つり合っている構造物は仕事がゼロ。
これだけ覚えておきましょう。

不静定構造物④単位荷重法

とたん
とたん

これ好きでした。
不静定構造物を解く時に便利です!

不静定構造物を静定構造物として解くと、構造物の変位1を求めます。

そこに、単位荷重をのせて変位2を求めます。その変位がゼロになる荷重=反力になります。

不静定構造物⑤カステリアーノの定理

とっても難しいので、記事を待ってね。

とたん
とたん

ごめんなさい。これは時間がかかりそう・・・

不静定構造物⑥最小仕事の定理

とたん
とたん

みんな、ラクしたい。
構造物もそう思ってます。

太郎くん
太郎くん

(・・・構造物の気持ちがわかるの?)

『ひずみエネルギー』がゼロになるように荷重が作用することだけ覚えておいてください。

【まとめ】構造力学の公式と問題の解き方

これらの記事を読むだけでは、テストで点数を取れません。

自分の手を動かして問題を解いていきましょう。

勉強はこれに尽きます。

自分の手を動かさないと身につきません。

おすすめの参考書

このページをブックマークしつつ、自分で問題を解いていきましょう。

僕は、全ての構造力学が苦手な人を応援しています。