初心者の方にわかりやすいように、豊富なイラストを用いながら、構造力学について丁寧に解説した一冊です。身の回りの建築物の構造に目を向けることからスタートし、構造物と力学の関係や力に関する基礎知識をしっかり学んだ上で、静定構造物の解法、さらには不静定構造物の解法までを学びます。

第1章　構造力学への招待状

■身の回りの構造と建築

身近にあるものによく似た建築物の構造

カテナリー曲線が産みだす美しい構造

■構造物に作用するさまざまな力

常時作用している力と地震・大風のとき作用する力

鉛直荷重と水平荷重をいかにして支えるか

骨組みにかかる力を計算して安全な建物を設計する

■構造力学への招待状

性質の異なる節点と支点を組み合わせて構造物をモデル化

部材にかかる力を矢印で描き　釣り合いの条件から反力・応力を求める



第2章　力の表現と約束

■力の表し方の基本ルール

物体には質量×重力加速度の力がかかっている

回転させる能力の大きさは力の大きさと距離で決まる

〈解いてみよう！〉力のモーメント

モーメントを利用して平行に働く複数の力の合力を求める

平行四辺形や直交座標を利用して力の合成や分解を行う

〈解いてみよう！〉力のモーメントと合成・分解

■力の釣り合い

静止しているとは力が釣り合っていること

力の釣り合いは示力図と連力図を用いて解くことができる

釣り合い条件は3つの方程式で表すことができる

〈解いてみよう！〉力の釣り合いを解く

【挑戦してみよう！】



第3章　力学モデルと反力

■静定構造物と反力

未知の反力が3つ以下なら力の釣り合い方程式が解ける

3つの釣り合い方程式が立てられれば反力は計算できる

〈解いてみよう！〉反力の基本計算

■反力を求める

張り出しばりと片持ちばりの反力の計算

はりの反力計算を応用してラーメン構造の反力も計算できる

骨組みの途中にヒンジを設けたラーメン構造

〈解いてみよう！〉はりとラーメン構造の反力を解く

【挑戦してみよう！】



第4章　静定構造物の解法

■応力と応力図

部材内部に生じる引張・圧縮・せん断・曲げの抵抗力

応力の表し方には一般的なルールがある

■単純ばりと片持ちばりの応力

ある点における応力はその点で切断したと仮定して求める

分布荷重や回転モーメントがかかっている場合の計算

片持ちばりの応力は自由端側から計算しよう

応力における集中荷重と分布荷重　単純ばりと片持ちばりの関係

〈解いてみよう！〉単純ばりと片持ちばりの応力

■ラーメン構造に生じる応力

辺ごとに計算して　辺ごとに図に描く

片持ちばり型ラーメンは自由端から計算する

視点がラーメンの外側になると曲げモーメントの正負が逆になる

3ヒンジラーメンの解法は反力を求めることが要点

〈解いてみよう！〉ラーメン構造に生じる応力

■トラス構造と応力

三角形を組み合わせた安定で強い構造

三角形は構造的に安定な上　節点にかかる力を軸方向力に分解する

切断法でトラス構造を解く

節点法でトラス構造を解く

〈解いてみよう！〉トラス構造と応力

【挑戦してみよう！】



第5章　部材の断面に働く力

■応力と応力度

応力度は仮想断面の単位面積当たりにかかる力

応力と応力度の関係式を求めよう

■部材の変形の表現

伸びとたわみを方程式で表そう

曲げモーメントとたわみの関係

曲げモーメント・せん断力・荷重は微分積分の関係

曲げに伴って生じる力を表す式

〈解いてみよう！〉部材の変形と応力・応力度

■断面1次モーメント・断面2次モーメント

図心の座標は断面1次モーメントを断面積で割る

図心位置では断面1次モーメントが0になる

断面2次モーメントを知ろう

断面2次モーメントは引き算ができる

〈解いてみよう！〉断面1次モーメント・断面2次モーメント

■たわみとたわみ角を求める

はりの弾性曲線式を用いてたわみを解く

モールの定理を用いる

仮想仕事法を用いる

■仮想仕事法の応用

仮想仕事法でトラスを解く

〈解いてみよう！〉たわみとたわみ角

【挑戦してみよう！】



第6章　不静定構造物の解法

■変位の適合条件で不静定構造物を解く

釣り合い条件に加える新たな条件“変位の適合条件”とは

不静定のはりの反力を解こう

トラス構造を解こう

部材を分割して計算する

内力の不静定力が2つのなる場合

内力を不静定力とするトラス構造を解こう

〈解いてみよう！〉不静定構造を不静定力から解く

たわみ角法で不静定構造物を解く

各部材ごとの要素方程式をたて、全体の力と変位の釣り合いを解く

節点の回転から基本式を導いていこう

節点近くで荷重が作用している場合について考えよう

部材角が生じず中間荷重がない場合の例

中間荷重が作用している場合の例

部材角が生じる場合の例

〈解いてみよう！〉不静定構造物をたわみ角法で解く

■固定モーメント法で不静定構造物を解く

力の伝わり方を調べよう

他端がピン支点のときの力の伝わり方

水平変位を伴う柱の固定モーメントを求めよう

不釣り合いモーメントが無限に残る例を考えよう

〈解いてみよう！〉不静定構造を固定モーメントと力の流れで解く

【挑戦してみよう！】



構造力学用語集