材料力學一 (Mechanics of Materials (1))

課程介紹與教學目標 (About the course) 　　房屋為我們遮風避雨，讓我們安心工作、生活，而結構系統又是房屋的骨幹，讓房屋能站的又高、又直、又穩。你知道橫者為梁，直者為柱，但你知道在結構工程師的眼中，梁與柱有什麼其他的不同嗎？他們其中藏著什麼秘密，能支撐起整個結構？工程師要怎麼決定梁該有多深？柱該有多粗？該用矩形、圓形還是其他形狀？該用實心還是空心？在有地震的地方，設計上是否又有不一樣的考量？ 　　材料力學是通往上述問題解答關鍵的一步。在材料力學(一)裡，我們會由大家熟知的虎克定律開始，以蓋房子的重要材料「結構鋼」為例，深入探討「力量」與「變形」這兩個令結構工程師愛恨交加的物理量之間的關係。然後依序探討結構桿件受軸力（拉/壓）、受扭、受彎、受剪四大外力作用下，會在桿件內部產生怎樣的相對應變形與受力，並探討建築結構設計概念與提供桿件設計演算範例。 　　本課程是希望精通「鋼筋混凝土設計」、「鋼結構設計」、「木構造設計」者必備的先修課程，也為對「彈性力學」有興趣者，提供許多基礎知識與這些知識如何實際應用於工程設計。 主要授課對象為土木、建築相關從業人員與在學學生，其他包括工學院各科系同學或對材料力學有興趣的人士，也歡迎選修。 授課形式 (Course format) 　　本堂課將以影片的形式為主, 搭配課後作業及期末報告的形式來進行。 修課背景要求 (Recommended background) 　　靜力學 ( Statics )

• 應力與應變
• 學習目標： 1. 了解應力與應變的定義、關係與工程意義。 2. 了解材料彈性與塑性行為之特性與區別。
• 桿件受軸力
• 學習目標：1. 了解什麼是靜定與靜不定系統。 2. 了解並能夠計算靜定與靜不定軸力系統受力與變形的關係。 3. 了解並能夠計算溫差與安裝誤差造成的桿件軸力。
• 桿件受扭力
• 學習目標：1. 了解並能夠計算靜定與靜不定扭力系統受力與變形的關係。 2. 了解並能夠計算薄管壁結構受扭所產生的應力。
• 彎矩圖與剪力圖
• 學習目標：1. 了解剪力彎矩圖對土木工程的重要性。 2. 能正確做出靜定系統的彎矩剪力圖。
• 梁受彎矩作用之內力
• 學習目標：1. 了解梁受彎矩作用形成的應力與應變。 2. 能進行梁的抗彎設計。
• 梁受剪力作用之內力
• 學習目標：1. 了解矩形、圓形、Ｉ形梁斷面受剪力作用形成的應力分布狀況。 2. 了解Ｉ形梁斷面的工程意義。 3. 了解剪力流的成因並能進行組合斷面抗剪的接合設計。
• 梁受彎矩作用的變形
• 學習目標： 1. 了解矩形、圓形、Ｉ形梁斷面受剪力作用形成的應力分布狀況。 2. 了解Ｉ形梁斷面的工程意義。 3. 了解剪力流的成因並能進行組合斷面抗剪的接合設計。