タイトル

開講年度 開講学部等
2025 工学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期 木5～6 講義 7.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1062230630 マトリックス構造解析学[Matrix Method in Structural Analysis] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
渡邊 学歩[WATANABE Gakuho] ー
担当教員[ローマ字表記]
渡邊 学歩　[WATANABE Gakuho]
特定科目区分   対象学生   対象年次 3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
実務経験（社会基盤施設の設計業務に従事）のある経験が，のある教員が，橋梁の耐震設計業務に必要な有限要素法の基礎知識を提供する．
トラス構造、はり・ラーメン構造および板構造の解析に，有限要素法を用いるための知識と手法の基礎知識を説明する．受講生は，これらの知識と解析技術について他者に説明出来る能力を有することを目的とする．
授業の到達目標
【知識・理解の観点】
（１）有限要素法の概念を理解し，他者に説明できる.
（２）トラス要素の剛性マトリクスが作成でき，連立一次方程式の解としてトラス構造を解くことができる・
（３）はり要素の剛性マトリクスが作成でき，はり構造，ラーメン構造等の構造を解くことができる．
（４）平面要素の剛性マトリクスが作成でき，板構造を解くことができる．
授業計画
【全体】
【全体】
有限要素法の考え方（変位法）を柱に、変位仮定と仮想仕事の原理から剛性方程式（連立一次方程式）が導かれ、これを解くことで、節点の変位が求められる。この変位から、ひずみ場ならびに応力場が導かれることを教授する。
講義資料はMoodleにアップするので，各自ダウンロードすること．
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 ガイダンス，数値解析と構造解析
 		行列を用いた構造解析の概要 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第2回 ばね要素を用いた構造解析（1）
 		ばね要素を用いた構造解析 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第3回 ばね要素を用いた構造解析（2）
 		固有値・固有ベクトルおよび行列の対角化 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第4回 トラス要素を用いた構造解析（1） トラス要素を用いた構造解析の仕組み 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第5回 トラス要素を用いた構造解析（2） トラス要素を用いた構造解析の演習 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第6回 中間試験　


 		第1回から第5回の講義内容に関する試験の実施 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第7回 はり要素を用いた構造解析（1）


 		はり要素を用いた構造解析の基礎理論
 		講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第8回 はり要素を用いた構造解析（2）
 		構造解析ソフトを用いた橋梁構造の解析(初級編) 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第9回 はり要素を用いた構造解析（3） 構造解析ソフトを用いた橋梁構造の解析(応用編) 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第10回 デジタル・ブリッジコンテスト（1） 橋梁模型のデジタル・レプリカの作製 構造解析ソフトを用いた橋梁模型の作製すること（目安時間2時間）
第11回 デジタル・ブリッジコンテスト（2） 構造解析とプレゼンテーション資料の作成 構造解析結果を纏めたプレゼンテーション資料の作成しなさい（2時間）
第12回 デジタル・ブリッジコンテスト（3） プレゼンテーションと講評 講評結果を参考に，プレゼンテーション資料を修正し，提出すること
第13回 有限要素法と連続体の力学（1） 微分方程式の弱形式による解法，形状関数を用いたひずみ場の仮定，剛性行列の導出 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第14回 有限要素法と連続体の力学（2） プログラムを用いた構造解析（グループ作業） 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
第15回 有限要素法と連続体の力学（3） プログラムを用いた構造解析（レポート作成） 講義内容をよく復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回講義について予習すること（目安時間4時間）
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: 70%　D: --%
成績評価法
80％　中間の筆記テスト
20％　レポート
教科書にかかわる情報
備考
参考書にかかわる情報
参考書 書名 Visual Basicでわかるやさしい有限要素法の基礎 ISBN 9784627920019
著者名 堀辺忠志著 出版社 森北出版 出版年 2008
備考
メッセージ
●本科目は，本プログラムの学習・教育目標のうち，以下の目標に対応している．
　C）実務に応用できるデザイン能力をはぐくむ
　C-1　実務を理解し、内包する問題点や解決すべき課題を発見する能力

本科目は，以下の本学科のディプロマポリシーに対応します．
　DP5．課題解決力
　DP8．計画力
キーワード
有限要素解析，構造解析，ひずみ場，数値解析
持続可能な開発目標（SDGs）

  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
  • 住み続けられるまちづくりを
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
(持続可能な都市)包摂的で安全かつ強靱（レジリエント）で持続可能な都市及び人間居住を実現する。
関連科目
構造力学I，構造力学II
履修条件
連絡先
E-mail: gakuho.w@yamaguchi-u.ac.jp
社会建設工学科6F　614号室
オフィスアワー
木曜日の7-8限

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