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橋梁工学

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科目ナンバリング
  • G-ENG02 6F010 LE73
  • G-ENG01 6F010 LE73
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 英語
曜時限 月3
教員
  • 杉浦 邦征(地球環境学舎 教授)
  • 八木 知己(工学研究科 教授)
  • 北根 安雄(工学研究科 准教授)
  • 野口 恭平(工学研究科 助教)
授業の概要・目的 本講義は、橋梁工学の中でも特に鋼構造と耐風構造に着目し,橋梁の力学的挙動,維持管理法,設計法について詳述する。前半の鋼構造工学では,鋼構造の静的不安定性、腐食のほか、疲労、脆性、溶接性などの諸問題について講述する。また、後半の耐風工学では、風工学の基礎、風の評価・推定、構造物の空力不安定現象、橋梁の耐風設計法、今後の課題などについて講述する。
到達目標 鋼材は、リサイクル可能な構造材料である。21世紀の地球環境問題に対応するため、材料工学分野の技術者と連携し、鋼材が保有する多様な可能性を検証し、長寿命化に貢献できる技術開発のための基礎知識を修得する。また、橋梁の耐風設計に必要な風工学や空力振動現象の基礎知識も修得する。
授業計画と内容 鋼構造序論(1回,杉浦)
・鋼構造工学に必要な基礎知識
・鋼構造物の形態
・鋼材の応力-ひずみ関係
・鋼材の高機能化など

鋼構造物の損傷(1回,北根)

鋼構造物の製作と架設(1回,杉浦)
・鋼構造物の製作
・残留応力と初期変形
・鋼部材の接合(溶接,ボルト) など

鋼材の疲労破壊、鋼構造物の疲労寿命と疲労設計(1回,北根)
・SN曲線
・亀裂進展と応力拡大係数
・疲労損傷の累積評価
・疲労損傷の補修 など

鋼構造の構造安定性と座屈設計(1回,北根)
・不安定性と事故
・安定理論の概要
・圧縮部材
・曲げ部材
・せん断部材 など

鋼材の腐食、鋼構造物の防食とLCC(1回,杉浦)
・腐食メカニズム
・腐食形状
・塗装
・耐候性鋼材
・ライフサイクルコスト など

構造物の耐風設計(2回,八木)
台風,季節風,竜巻,局地風などの成因を概説すると共に,強風の推定・評価方法を紹介し,設計風速の決定法を講述する.橋梁構造物の耐風設計の手順,各規定値の設定根拠を解説するとともに,国内外の耐風設計基準を紹介し,それらの比較を講述する.耐風設計法の重要性とその内容の理解を目標とする.

構造物の動的空力現象の分類(3回,八木)
長大橋梁をはじめとする大規模構造物の動的空力現象の種類を挙げ,渦励振,ギャロッピング,フラッター,ケーブルの空力振動,ガスト応答など,現象別にその発生機構,ならびに応答解析手法を講述する.各種動的空力現象の発生機構を理解し,空力現象の安定性確保が,大規模構造物の安全性に直接関わることを習得する。

数値流体解析の基礎と応用(2回,野口)
橋梁の耐風安定性の検討を目的とした数値流体解析の基礎とその応用方法について理解を深めることを目標とする.

トピックス(1回,杉浦・北根)
・外部講師により橋梁工学に関する最近の話題を紹介する.

定期試験等の評価のフィードバック(1回,全員)
定期試験等の評価のフィードバックを行う.
成績評価の方法・観点 定期試験とレポートおよび平常点を総合して成績を評価する。
履修要件 材料学、構造力学、流体力学に関する初歩的知識を必要とする。
授業外学習(予習・復習)等 各クラスで求められる課題の提出 
教科書
  • 指定しない。 講義資料は配布する.
参考書等
  • 随時紹介する。