構造力学・構造計算入門

構造力学の基礎、計算式、例題集について入門者向けにまとめました。

【構造力学とは】材料力学との違い

構造力学（structural mechanics）とは、橋梁、建築物、ヴィークル類などの構造物が荷重を受けたときに生じる応力や変形などを解析するための力学です。
似たような力学として材料力学があります。構造力学と狭義の材料力学との違いは、材料力学では1つの構成部材を対象として変形や応力を解析するのに対し、構造力学では複数の連結された部材からなる構造物の変形や応力を対象とします。このため、材料力学は構造力学の基礎の1つと言われてたりします。

記事リンク	概要
NとKg	N（ニュートン）とkg（キログラム）の違いについて解説します。
基礎	外力、応力(内力)、軸方向応力とひずみ、変形の種類とフックの法則、応力ーひずみ図、許容応力度、新しい設計方法
部材断面	断面一次モーメント(断面形状の数値化、図心を計算)、断面二次モーメント(曲げに対する変形しにくさ)、断面係数(曲げ応力度に対する強さ)、断面二次半径(座屈に対する強さ)
梁の応力度	曲げ応力度、せん断応力度、はりの設計、I形鋼・H形鋼の設計
柱	短柱(偏心荷重と核)、長柱
単純支持梁	支点反力、曲げモーメント、せん断力
斜め梁	支点反力、曲げモーメント、せん断力
風圧荷重	風圧力、風圧荷重
節点・支点	ピン、ローラー、剛接合の違い
フランジとウェブ	「フランジとウェブ」「強軸と弱軸」「一縁支持と二縁支持」の違い、役割、効果
ラーメン(枠)構造	柱や梁が剛接合され、水平方向の外力などに対抗できる強い骨組を形成している建築構造。よくあるラーメン構造の例として、「鉄骨鉄筋コンクリート構造」と呼ばれる「鉄骨の柱」と「鉄骨の梁」が溶接とボルトで強固に接合され、鉄骨骨組そのものが水平力に対して非常に頑強なものがある。
トラス構造	部材のすべての節点をピン接合とし、三角形を基本にして組んだ構造。荷重がかかっても各部材には軸方向に圧縮力か引張力しか発生せず、曲げモーメントを受けにいため変形しにくい特徴をもつ。橋の架構や自転車のフレームなどに用いられています。
ブレス(斜材)	水平力への抵抗力を大きくするためのブレス(斜材)
基礎	直接基礎、杭基礎
マトリクス変位法	マトリクス変位法

【建築】

項目	概要
耐震等級	耐震等級とは建築基準法の耐震性を１として、１．２５倍を等級２、１．５倍を等級３と定めたものです。つまり、耐震等級３と認められたものが最も耐震性がある物件となります。建築基準法で義務化されている性能は耐震等級１です。
コスパの良い住宅	コスパの良い住宅を建てるための初期費用や維持費を安く抑えるポイント

【計算例】

項目	概要
太陽電池発電設備	太陽電池発電設備の架台と基礎

【試験】振動試験、破壊試験、非破壊試験

記事リンク	概要
耐震規格試験	NEBS規格(Zone4)、NTT耐震規格、NTTファシリティーズ耐震試験規格の違いについて解説します。
耐震試験の条件計算	振動試験の条件（加速度、全振幅、周波数）を計算する方法について解説します。

【その他】計算プログラム、参考サイト

記事リンク	概要
Python	Pythonで構造力学シミュレーション、材料力学の計算
Excel	Excelで構造力学シミュレーション、材料力学の計算