改訂 エクセル構造力学公式例題集

はじめに より

Excelは表計算ソフトといっても機能は多岐にわたっており，特に科学技術計算に利用される関数郡が充実していて技術者にとって有効なツールです．また，Excel を通してそれぞれの分野の基本的な考え方，計算の仕方を理解するにも有用です．Excelはほとんどの技術者にとってなくてはならない道具といえます．

本書を監修するにあたり，構造力学に関する書籍はすでに多くの大著や名著が出版されており，いまさら新たに出版するまでもないのではないかという思いもありました．しかしながら，パソコンのハードおよびソフトの急速な進歩，普及に対応した構造力学の書籍の必要性も感じています．言うまでもなく，構造力学は実務においても非常に有用な分野であり，パソコンを利用することによってさらに役立つ分野であります．本書ではこのような立場に立ってすでに確立されている構造計算公式をExcelで簡単に計算することに重点をおきました．

1章と2章では，図形のモーメントやせん断力および曲げモーメント等，基礎的な説明および簡単な例をExcelを使って説明しました．3章では単径間梁，4章では弾性床上の梁，5章ではラーメン構造，６章ではアーチ構造について構造計算公式集に準じた公式により具体的な梁の計算をExcelにて行っているほか，Excelのプログラムにより汎用的な計算も同時に行っています．付録ではラーメン計算プログラムとトラス計算プログラムを使用した計算例を示しました．

本書は技術的な業務はもとより，教育の現場において非常に有効なものとなることをめざしています．そのために読者の方々のご意見をいただければ幸いです．

目次

1. 図形のモーメント
   1. 断面1次モーメント及び断面2次モーメント
   2. 断面係数
   3. 断面2次半径
   4. 核点
2. 応力とひずみ
   1. 軸方向による応力度
   2. せん断力による応力度
   3. 曲げモーメントによる応力度
   4. 短柱
      1. 図心に軸方向圧縮力が作用する短柱
      2. 図心軸上に偏心荷重が作用する短柱
      3. 図心軸外に偏心荷重が作用する短柱
   5. 長柱
      1. オイラー公式
      2. テトマイヤーの公式
3. 単純径間梁
   1. 単純支持梁
      1. 集中荷重１
      2. 集中荷重２
      3. 集中荷重３
      4. 集中荷重４
      5. 等分布荷重１
      6. 三角形分布荷重
      7. 三角形分布荷重
      8. 台形分布荷重
      9. sin曲線分布荷重
      10. 放物線分布荷重
      11. 梁の一部に分布荷重１
      12. 梁の一部に三角形分布荷重
      13. モーメント荷重１
      14. モーメント荷重２
      15. モーメント荷重３
      16. モーメント荷重４
   2. 一端固定梁（片持梁）
      1. 集中荷重１
      2. 集中荷重２
      3. 等分布荷重１
      4. 三角形分布荷重１
      5. 三角形分布荷重２
      6. 梁の一部に等分布荷重１
      7. 梁の一部に三角形等分布荷重１
      8. 梁の一部に三角形等分布荷重２
      9. 放物線荷重
      10. モーメント荷重１
      11. モーメント荷重２
   3. 一端固定他端単純支持梁
      1. 集中荷重１
      2. 等分布荷重１
      3. 三角形分布荷重１
      4. 三角形分布荷重２
      5. 放物線分布荷重２
      6. 梁の一部に等分布荷重
      7. 梁の一部に三角形分布荷重１
      8. 梁の一部に三角形分布荷重２
      9. モーメント荷重１
      10. モーメント荷重２
   4. 両端固定梁
      1. 集中荷重１
      2. 集中荷重２
      3. 集中荷重３
      4. 集中荷重４
      5. 等分布荷重１
      6. 三角形分布荷重１
      7. 三角形分布荷重２
      8. 台形分布荷重
      9. sin曲線分布荷重
      10. 放物線分布荷重
      11. 梁の一部に等分布荷重
      12. 梁の一部に三角形分布荷重
      13. モーメント荷重
   5. 張出し梁
      1. 集中荷重
      2. 等分布荷重
      3. はり出し部に等分布荷重
      4. 集中荷重
      5. 等分布荷重
      6. はり出し部に等分布荷重
      7. プログラムを使った例(1)
      8. プログラムを使った例(2)
4. 弾性床上の梁
   1. 有限長の梁
      1. 集中荷重
      2. 集中荷重２
      3. 集中荷重３
      4. 集中荷重４
      5. モーメント荷重
      6. 集中荷重
      7. 等分布荷重
      8. モーメント荷重
      9. モーメント荷重２
      10. 集中荷重
      11. 等分布荷重
      12. 三角形分布荷重
      13. 集中荷重
      14. 等分布荷重
   2. 無限長・半無限長の梁
      1. 集中荷重（無限長）
      2. 等分布荷重（無限長）
      3. 三角形分布荷重（無限長）
      4. モーメント荷重（無限長）
      5. 集中荷重（半無限長）
      6. 等分布荷重（半無限長）１
      7. 等分布荷重（半無限長）２
      8. モーメント荷重（半無限長）１
      9. モーメント荷重（半無限長）２
5. ラーメン骨組構造
   1. 2ヒンジ門形ラーメン
      1. 鉛直集中荷重１
      2. 鉛直集中荷重２
      3. 鉛直台形分布荷重
      4. 鉛直等分布荷重
      5. 水平集中荷重１
      6. 水平集中荷重２
      7. 水平台形分布荷重
      8. 水平等分布荷重
      9. モーメント荷重１
      10. モーメント荷重２
      11. モーメント荷重３
      12. 一様な温度上昇
      13. 支点の水平変位
   2. 固定門形ラーメン
      1. 鉛直集中荷重１
      2. 鉛直集中荷重２
      3. 鉛直台形分布荷重
      4. 鉛直等分布荷重
      5. 水平集中荷重１
      6. 水平集中荷重２
      7. 水平台形分布荷重
      8. 水平等分布荷重
      9. モーメント荷重１
      10. モーメント荷重２
      11. モーメント荷重３
      12. モーメント荷重４
      13. 一様な温度上昇
      14. 支点移動
   3. 兀形ラーメン
      1. 側径間に集中荷重載荷
      2. 側径間に集中荷重載荷（k1=k2=k）
      3. 中央径間に集中荷重載荷
      4. 中央径間に集中荷重載荷（k1=k2=k）
      5. 側径間に集中荷重載荷（節点C,Fの移動可）
      6. 側径間に集中荷重載荷（k1=k2=k,C,Fの移動可）
      7. 中央径間に集中荷重載荷（C,Fの移動可）
      8. 中央径間に集中荷重載荷（k1=k2=k,C,Fの移動可）
   4. 箱形ラーメン
      1. 鉛直等分布荷重
      2. 水平台形分布荷重
      3. 水平等分布荷重
      4. 2箱鉛直等分布荷重
      5. 2箱鉛直等分布荷重（k1=k2=k3=k）
      6. 2箱水平台形分布荷重
      7. 2箱水平等分布荷重（k1=k2=k3=k）
   5. プログラムを使用した場合
      1. 門形ラーメン
      2. 兀形ラーメン
      3. 単箱ラーメン
      4. 2箱ラーメン
6. アーチ
   1. ヒンジ円弧アーチ
      1. 鉛直集中荷重
      2. 水平集中荷重
      3. 円弧等分布荷重
      4. 鉛直等分布荷重
      5. 水平等分布荷重
      6. 円弧部分分布荷重
      7. 円弧アーチにおける変位
   2. 固定円弧アーチ
      1. 鉛直集中荷重
      2. 円弧鉛直等分布荷重
      3. 水平等分布荷重
      4. 固定円弧アーチの変位
7. トラス構造
   1. トラスの種類
   2. トラスの部材の応力の計算方法
   3. プログラムによる計算例
8. 2次元ラーメン計算プログラムの操作方法
9. 2次元トラス計算プログラムの操作方法
10. 各種部材の標準断面寸法及び断面積，単位重量，断面特性
    1. H形鋼
    2. I形鋼
    3. 溝形鋼
    4. 等辺山形鋼
    5. 不等辺山形鋼