1 結構概要

木結構 1 砌體結構 13 鋼結構 24

鋼筋混凝土結構 42 肋 54 網格結構 57

2 力和重量

牛頓 58 質量與加速度 69

3 力的基本說明

力的三要素 81 力矩 82 力偶 84 支點與反力 85

集中荷載與均布荷載 91 均變荷載 93

4 內力

內力與應力 94 彎矩 100 剪力 106 M 與Q 110

M 的值 114 M 圖的形狀 117

5 力與變形

應變 122 胡克定律 124 彈性模量 125 彈性 126

屈服點 129 塑性 130 韌性、脆性 131 截面 132

H 型剛 134 截面二次矩 138 截面一次矩 143

E 與I 的單位 145

6 應力

彎曲應力 146 柱的應力 151 剪應力 155

σ 、σb、τ 總整理 160 莫爾圓 164

剪應力開裂方向 172 彎曲開裂方向 173 主應力 174

材料的強度 176 鋼材的規格 184 木材的強度 190

塑性鉸 191 破壞荷載 199

7 撓度

共軛梁法 203 撓度δ與撓角θ 206 屈曲 210

8 靜不定結構（框架結構）

判別式 215 共軛梁法的應用 217 水平荷載的框架 221

9 傾角變位法

傾角變位法的基本公式 239 杆端彎矩 242

載重項目 245 傾角變位法 245 剛度與剛度比 247

節點方程 251 有效剛度比 255 傳遞彎矩 259

剪力方程 260 杆端M 求得彎矩M 265 彎矩分配法 266

10 建築中的其他外力

承重荷載 268 雪荷載 276 風壓力 278 地震力 284

11 結構計算

荷載的計算法 302 一次設計 305 二次設計 306

層間位移角 307 剛性模數 308 偏心率 309

高寬比 310 極限水平承載力 311

臨界承載力計算 313 歷時反應分析 314

前言

“結構的課程，好無聊啊……”

這是筆者學生時代的事情了。總是在上結構課的時候偷懶，或

者說是幾乎不去上課，老是喜歡獃在制圖室裡愉快地做設計。考試

前就是靠復印同學的筆記，建築師考試則是向學結構的學弟學妹請

教，等等。不管是在學生時代還是現在，東京大學的建築繫都是人

纔濟濟，真的讓我受益良多。

筆者因為喜歡繪圖選擇了建築，但是一直到畢業之後纔發現，

這不是一個隻有繪圖的領域。再這樣下去是不行的，於是筆者買了

許多關於不同技術領域的入門書籍來研讀，但是這類書籍實在很少，

特別是結構的入門書更是沒有起到入門指導的作用。看完這些入門

書籍之後，開始研讀大學教授的著作，書中充滿了一種“這種程度

的東西你早該明白，連這都不懂的話真的是個笨蛋！”的氣氛。結

果，我隻能看無數遍，以自己的方式去理解內容，像烏龜一樣慢慢

地讀下去。

本書作為入門書和參考書，為了對初學者有所助益，並多多少

少可以留在讀者的記憶中，在內容上下了許多功夫。這裡說的初學

者是指筆者任教的女子大學學生，以及喜歡設計但是討厭結構的學

生等。一開始在博客（http://plaza.rakuten.co.jp/mikao/）分享漫

畫和相關解說，是為了讓學生可以每天來閱讀。如此從博客集結出

版的書籍，這已經是第九本了，在韓國、中國大陸及臺灣地區也都

出版了翻譯本。通過書中性格鮮明的人物——稍有自信的“草食繫”

男子，以及腳蹬高跟鞋的“肉食繫”女子，來解說有關結構的知識。

要是突如其來地就進入力學的範圍，沒有顯示出結構的有趣性，

就會落得跟筆者學生時代一樣的下場。因此本書會以結構為中心，

先提及許多相關的歷史事例，再從中說明結構的重點。

若是說出“體重為500N”“1km2 有200N 的力”等的話，應

該大部分的人都會覺得很迷茫吧。筆者認為如果要以國際單位制

（SI）單位統一說明，體重也應該以國際單位制單位表示。在本書

中，為了讓讀者對牛頓或重量等有實感，筆者下了許多的功夫。

“內力、應力是什麼？”，有時學生聽了好幾次還是不懂。由於這

是結構中重要的概念，所以在本書中將不厭其煩地一再出現。另

外，還有彈性模量E、截面二次矩I 的定義和單位、σ-ε 圖，以及令

學生感到棘手的莫爾圓、傾角變位法的基本公式等，都會一再重復。

與塑性鉸、屈曲、撓度、水平力等有關的框架結構、地震荷載等都

有數頁予以說明，另外也有針對建築師考試的對策等。反之，有關

力學的計算及各種結構，則是礙於頁數的關繫予以省略，有機會再

與大家分享。

每頁以問答（Q&A）的形式，配合簡單的解說及圖解構成。第

一次請以3 分鐘的頻率快速閱讀。像是莫爾圓或傾角變位法公式等

較困難的章節，請粗略閱讀並繼續往後。隻要重復閱讀數次，就會

慢慢深植腦海。對結構束手無策，搞不懂什麼是力矩、向量的讀者，

強力推薦您連同拙作《漫畫結構力學入門》一起閱讀，加強理解。

本書較少涉及公式的推導或微積分的理論等，這些內容在拙作

《結構力學超級解法技巧》《建築的數學與物理教室》中，已有詳細

的說明。土壤、鋼筋混凝土、鋼材等的相關施工內容，請參考同繫

列的《圖解建築施工入門》。關於鋼筋混凝土結構、鋼結構、木結構

等的構造、設計等，請參考同繫列的《圖解鋼筋混凝土結構建築入

門》《圖解鋼結構建築入門》《圖解木結構建築入門》等。

有好幾次筆者都想把圖解丟到一邊（這是真的！），幸好身邊有

支持了近十年、超級有耐性的彰國社編輯部的中神和彥先生，以及

同在編輯部進行文章校正、指出內容不完善的地方、處理版面構成

等復雜事物的尾關惠小姐，還有其他教導我的專家學者們、專業書

的作者們、博客的讀者們，以及提出許多基本問題的學生們，再次

表示衷心的感謝。如果沒有大家的幫忙，就沒有本書的誕生。真的

非常感謝大家。

原口秀昭