Ⅰ 構造力学（解法１）
構造力学を習得する上で必要な基礎的な考え方は〈構造力学（法則・基本的な考え方）〉で紹介しました。
次は，その考え方を使って構造問題をどうやって解くかです。
構造力学の解法で頼りになるのは，「外力の合計が０であること」です。構造力学では，一定の力が作用してその構造体がとどまっていると考えるので，反力を含めた外力の合計が０になります。そのことは，構造体全体がそうであるということだけではなく，その構造体のどの部分を切り出しても「外力の合計が０」になっていなければいけません。構造体を切り出した切断部にいくらの外力が作用しているかを知るために，内力を必要とします。
内力は，歪に比例します（弾性域において）。
簡単にするために，１次元で考えましょう。構造体を針金のような直線材料だとして，片方の端を原点としてＸ軸方向に針金を置きます。力はＸ軸方向にしか作用しないものとして，変位もＸ軸方向にしか生じません。この針金のような直線材料のどの部分においても外力の合計が０になるという条件を数式にすると，次のようになります。
構造問題を解くとは，上記の方程式を解くことです。この式は，変位量を１回微分したものが歪であり，歪に比例して内力が生じ，内力の１回微分（内力の変化率）がそこに作用している外力とバランスするというものです。ですから，すべての地点での構造体の変位量がわかっていれば，簡単に解くことができます。構造問題が「各部の変位がわかっていて，そのような変形を生じさせる外力を求める」というものであるならば，簡単なことなんです。でも，普通の構造問題は「外力がわかっていて，その外力で構造体に生じる変形や応力を求める」ことです。上記の方程式でＰが与えられていてｕを求めるのは，難しいでしょ。１次元でもこれですから構造問題（＝構造力学）は難しいのです。
上記の式は１次元でしたから，これを３次元でやってみましょう。といいたいところですが，やめておきます。３次元の方程式は，例えば，「構造設計一級建築士講習会テキスト」の第１節の冒頭で紹介されています。
３次元の方程式の説明は省略しますが，「構造問題を解く」とはこの３次元の方程式を解くことです。しかも，与えられているのは，外力で，その外力で構造体に生じる変形などを求めることです。とはいえ，建築分野で使われる構造体はラーメン構造であったりトラス構造であったりしますから，直接にこの３次元方程式を解くわけではありません。すべての構造力学解法は，この３次元方程式を「いかにして単純な解法に置き換えるか」というアプローチをしたものであることを意識しておいてください。
次では，建築物の構造において用いられる構造力学の解法を解説します。〈構造力学（解法２）〉
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このページの公開年月日：２０１５年５月１０日