授業科目名 : 耐震・耐風・設計論

科目コード 31500
配当学年 3年
開講年度・開講期 平成30年度・後期
曜時限 金曜・3時限
講義室 共通1
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・杉浦邦征,工学研究科・教授・高橋良和,工学研究科・教授・八木知己,
防災研究所・准教授・後藤浩之,工学研究科・助教・野口恭平

授業の概要・目的

土木構造物の使用性・安全性に関わる設計の基本事項を理解する。死荷重、活荷重、温度荷重、地震荷重、風荷重等を含む各種設計荷重の組み合わせの基本的考え方、構造物の保有性能を規定する各種限界状態とその評価法、要求性能とその設計フォーマットなどの基礎事項を説明でき、信頼性設計、最適設計、機能性・美しさ・環境との調和した設計等を実施できる基礎知識を習得する。さらに、地震荷重、風荷重に対しては、地震の発生メカニズムと地盤振動の特性、自然風の特性と強風の成因等に基づく荷重の確率・統計的評価法、設計地震スペクトル・設計風速の決定過程、および地震・強風による構造物の動的挙動とその限界状態の各項目について説明できることを目標とする。

成績評価の方法・観点及び達成度

成績評価は、期末試験、レポート、授業態度等を総合的に勘案して行う。

到達目標

・設計の表現の基本を理解する。
・荷重作用、構造物の限界状態、信頼性に基づく設計規範、設計の最適化の基本を理解する。
・自然風の特性や構造物の空力特性を学び、風荷重、耐風設計の基本を理解する。
・地震発生メカニズムや構造物の地震応答特性を学び、地震荷重、耐震設計の基本を理解する。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
土木設計論の概説 2 土木設計学の概要について説明する。設計の概念と意義、土木設計の対象、土木構造物の特徴と要求条件、設計の流れ、力学設計、多段階決定過程、設計システム、制御系等について解説するとともに、設計表現の意義と役割、設計の表現方法について概説する。また、技術者倫理に関する事項・事例について解説する。
荷重概説 3 土木構造物の設計に当たって考慮すべき荷重の種類、特徴、分類について述べ、各々の荷重の特徴とそれらの定量的表現法について講述する。特に、地震荷重、風荷重を取り上げ、不規則性の高い荷重の統計的性質とそれらの特性値について論述する。
地震動予測および構造物の地震応答 2 地震の発生メカニズムと地盤震動の特性に基づいて、地震動の大きさを評価する方法について解説する。また、構造物の地震応答特性の評価に必要な1自由度系の運動方程式およびその解法について説明する。さらに、弾性設計法・弾塑性設計法について詳述する。
自然風の特性および構造物の空力弾性挙動 2 自然風の特性、強風の成因を説明し、構造物の設計風速決定に関わる諸因子を述べ、その決定過程を詳述する。また、種々の幾何学的形状を有する構造断面に生じる様々な空力弾性挙動(渦励振、ギャロッピング、フラッター、バフェッティング等)の種類とそれらの発生機構を説明する。
構造物の限界状態および信頼性解析 3 構造物の使用性限界、終局限界、疲労限界などの各種限界状態およびその解析法について概説する。また、荷重と構造物の強度の両者のばらつきを考慮した安全性の評価手法に関して、許容応力度設計法、部分安全係数設計法等の設計フォーマットについて詳述する。
耐震設計,耐風設計,最適設計および機能・景観設計 3 種々の構造物(長大橋を含む)の耐震設計、耐風設計、最適設計、機能・景観設計の現状と課題について説明する。

教科書

授業中に講義資料を配布する。

参考書等

履修要件

確率・統計解析及び演習、波動・振動学、構造力学I及び演習、構造力学II及び演習、流体力学の知識を前提とする。

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

オフィスアワーは、各担当教員別に設定し、時間・連絡方法は授業時に伝達する。