| 本科 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 土木建築 | 選択 | 4年 | 2 | 講義 | 海田 辰将 | |||
| 【授業の概要】 鋼構造学Iでは、主に橋梁を対象とした鋼構造物の計画・設計・施工・維持管理のための基礎知識を習得する。前期では、橋梁の目的・構造形式・構成といった橋梁に関する基礎知識から、鋼材の機械的性質や力学特性および製造法など、構造部材としての鋼材の特徴を学び、様々な応力状態における鋼部材の耐荷力・接合法について理解を深める。後期では、ＲＣ床版を有するプレートガーダー橋の断面設計について実践的な演習を交えて講義する。 | ||||||||
| 【授業の進め方】 授業計画に示す通り、教科書に沿って講義や演習を進めることを基本とするが、教科書に掲載されていない部分については配布資料や自作資料によって講義内容を補う。演習は、学修状況を鑑み半期で２～３回程度、区切りの良い時に実施する他、レポート課題にすることもある。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | 橋梁工学における鋼構造 | 橋梁の役割・目的・歴史 鋼構造の歴史と実構造物への適用 |
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| 2 回 | 鋼橋の構造形式と構成 | 鋼橋の主な構造形式（分類）と特徴 橋梁を構成する部材とその役割 |
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| 3 回 | 鋼橋のライフサイクル概要 | 調査・計画・設計の概要解説 維持管理の現状・今後の課題 |
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| 4 回 | 構造用鋼材 | 構造用鋼材の製造法・種類（規格）・熱処理 様々な高機能鋼材 |
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| 5 回 | 鋼材の機械的性質と強さ | 鋼材の機械的性質・静的強度・破壊と設計への適用 鋼材の疲労現象と疲労強度 |
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| 6 回 | 許容応力度設計法① | 許容応力度設計法の解説 安全率の考え方 |
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| 7 回 | 許容応力度設計法② | 【演習】許容応力度による梁部材の設計 構造力学で学んだ知識の復習含む |
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| 8 回 | 中間試験 | 鋼橋の概論・ライフサイクル・鋼材の性質および簡単な梁の許容応力度設計に関する試験を行う。 | ||||||
| 9 回 | 構造部材の設計と耐荷力① | 中間試験の解答と解説 軸力部材の設計（引張部材、長柱の座屈設計） |
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| 10 回 | 構造部材の設計と耐荷力② | 曲げを受ける部材の設計・疲労照査 【レポート】様々な応力状態における構造部材の設計 |
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| 11 回 | 鋼材の接合法① | 鋼材接合法の種類と役割 継手（リベット接合、高力ボルト接合、溶接接合） |
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| 12 回 | 鋼材の接合法② | 【演習】高力ボルト接合による継手設計 溶接接合による継手設計 |
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| 13 回 | 橋梁に作用する荷重と設計上の考え方① | 荷重の分類（道路橋・鉄道橋） 死荷重・活荷重・衝撃荷重・風荷重・地震荷重 |
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| 14 回 | 橋梁に作用する荷重と設計上の考え方② | 温度変化・特殊荷重・荷重の組み合わせ 影響線による荷重分配概説 |
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| 期末試験 | 許容応力度による部材設計、鋼材の接合法および橋梁に作用する荷重に関する試験を行う。 | |||||||
| 15 回 | 答案返却など | 期末試験の解答と解説 授業評価アンケート |
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| 16 回 | 床版および床組① | 床版・床組の概説 ＲＣ床版の断面設計 |
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| 17 回 | 床版および床組② | 【演習】ＲＣ床版の断面設計 | ||||||
| 18 回 | 床版および床組③ | 床組の構造 縦桁・床桁の設計 |
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| 19 回 | 床版および床組④ | 鋼床版 高欄・橋面排水・伸縮継手 |
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| 20 回 | プレートガーダー橋① | プレートガーダー橋の概要（設計フロー等） Ｉ形断面に生じる断面力（曲げ応力、せん断応力） |
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| 21 回 | プレートガーダー橋② | 主桁設計に用いる活荷重・死荷重・衝撃荷重 主桁に作用する曲げモーメント・せん断力 |
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| 22 回 | プレートガーダー橋③ | 最大断面力・絶対最大曲げモーメント 【レポート】主桁に作用する断面力の算定 |
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| 23 回 | 中間試験 | ＲＣ床版の断面設計およびプレートガーダー橋のＩ形断面主桁に作用する断面力算定に関する試験を行う。 | ||||||
| 24 回 | プレートガーダー橋④ | 中間試験の解答と解説 主桁断面の設計概説 |
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| 25 回 | プレートガーダー橋⑤ | 桁高・腹板厚さ・フランジ断面の決定 | ||||||
| 26 回 | プレートガーダー橋⑥ | 主桁の応力照査 水平・垂直補剛材の設計 |
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| 27 回 | プレートガーダー橋⑦ | 【演習】プレートガーダー主桁の断面設計 | ||||||
| 28 回 | プレートガーダー橋⑧ | フランジの断面変化 現場継手の設計 |
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| 29 回 | プレートガーダー橋⑨ | 横構・対傾構の設計 たわみ計算・主桁のたわみ制限 |
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| 期末試験 | 作用する断面力に基づいた安全かつ経済的な主桁の断面設計に関する試験を行う。 | |||||||
| 30 回 | 答案返却など | 期末試験の解答と解説 授業評価アンケート |
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| 【到達目標】 | １.鋼橋の構造形式と特徴および各部名称が説明できる。 ２.構造材料としての鋼材の基礎的知識を理解している。 ３.許容応力度による鋼部材の設計と耐荷力算定ができる。 ４.単純なプレートガーダー橋の断面設計ができる。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | Ｃ１ | 【JABEE基準1(1)】 | ｄ-２a | |||
| 【評価法】 | ４回の試験結果を８０％、演習・レポート課題を２０％で総合評価する 学年末評価計算式 最終評価＝（前期中間＋前期末＋後期中間＋後期末）/4×0.8＋レポート得点×0.2 | |||||||
| 【テキスト】 | 【教科書】「新編 橋梁工学」：中井博・北田俊行 著（共立出版株式会社） 【参考書】「鋼構造」：三木千壽 著（共立出版株式会社） | |||||||
| 【関連科目】 | 構造力学(CA4)、構造力学基礎(CA2, CA3)、基礎工学実験(CA3)、鋼構造学II(CA5)、工学デザインII(土木系）(CA5) | |||||||