耐震構造解析学

科目基礎情報

学校	大分工業高等専門学校	開講年度	平成29年度 (2017年度)
授業科目	耐震構造解析学
科目番号	0020	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	専攻科機械･環境システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	前期:2
教科書/教材	教科書：平井一男・水田洋司，「耐震工学入門 第3版」，森北出版／参考図書：中井博・小林治俊，「土木構造物の振動解析」，森北出版・荒川直士ら，「新編土木工学講座23 土木耐震工学」，コロナ社
担当教員	名木野 晴暢

到達目標

(1) 地震の基礎と地震による被害について理解できる．（定期試験）
(2) 耐震設計の考え方を理解できる．(定期試験)
(3) 1自由度系の運動方程式を解き，自由振動，強制振動と過渡振動を数理的に理解できる．(定期試験)
(4) Duhamel積分を用いて，任意の外力を受ける1自由度系の動的応答を求めることができる．(定期試験)
(5) 時間積分法の基礎を理解できる．(定期試験・課題試験)
(6) 時間積分法を用いて，任意の外力を受ける1自由度系の動的応答を求めることができる．(定期試験・課題試験)

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
	動弾性論の視点から地震を理解することができる．また、地震による各種被害のメカニズムを説明できる．	地震とそれによる被害の基礎を理解できる．	地震とそれによる被害の基礎を理解できない．
	耐震設計の考え方を理解でき，基礎的な設計計算ができる．	耐震設計の考え方を理解できる．	耐震設計の考え方を理解できない．
	1自由度系の運動方程式を解くことができ，自由振動，強制振動と過渡振動を数理的に理解できる．	1自由度系の運動方程式を解くことができ，自由振動，強制振動と過渡振動を理解できる．	1自由度系の運動方程式を解くことができない．また，自由振動，強制振動と過渡振動を理解できない．
	Duhamel積分を用いて，任意の外力を受ける1自由度系の動的応答を求めることができる．	Duhamel積分を用いて，基本的な外力（正弦関数，余弦関数，階段関数）を受ける1自由度系の動的応答を求めことができる．	Duhamel積分を用いて，1自由度系の動的応答を求めることができない．
	時間積分法の基礎を理解でき，かつ計算に必要なパラメータの意味を理解できる．	時間積分法の基礎を理解できる．	時間積分法の基礎を理解できない．
	時間積分法を用いて，任意の外力を受ける1自由度系の動的応答を求めることができる．また，計算に必要なパラメータを正しく設定できる．	時間積分法を用いて，1自由度系の動的応答を求めることができる．	時間積分法を用いて，1自由度系の動的応答を求めることができない．

学科の到達目標項目との関係

当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力 JABEE基準1(2)(d)

自主的，継続的に学習する能力 JABEE基準1(2)(g)

専門工学の知識を獲得する 大分高専 学習教育目標(E1)

教育方法等

概要:

　土木構造物は鉄鋼やコンクリートを主材料とし，工業数学や構造力学を基礎とした解析手法に基づいて設計される．これらの土木構造物は自然条件に下に常時さらされているため，人工的な交通荷重の他に，我が国では特に地震や台風による過酷な外力を受ける．それらは，土木構造物に動的な荷重として作用するものである．したがって，土木技術者はこれらの動的荷重による土木構造物の挙動を把握し，それに応じた設計を行わなければならない．本授業は，以下の4点の修得を目的として行うものである．
[1] 地震に対する基礎知識を修得する．
[2] 耐震設計の基礎を修得する．
[3] 1自由度系の運動方程式を解き，自由振動，強制振動と過渡振動を理解する．
[4] 構造物の動的応答解析法として，解析的手法と時間積分法の基礎を修得する．

授業の進め方・方法:

まず，授業を通して基礎的な知識を修得し，教科書の例題を解説する．次に，演習として，教科書の章末問題などを解くことで理解を深める．

（再試験について）
再試験は実施しない．

注意点:

（履修上の注意）
耐震構造解析学では本科で学んだ振動学または機械力学を基礎とする．よって，常日頃から十分に予習・復習することが不可欠である．なお，本授業では，単に問題が解けることを目的とせず，定義や基礎をきちんと身につけるように努めること．

（自学上の注意）
授業内容はノートに纏め，要点を整理しておくこと．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス 地震の基礎	シラバスに基づいて授業計画を説明する 地震の原因と地震の強さの尺度を理解する
		2週	地震波 地震による被害	地震波の基礎を理解する 地震による被害の基礎を理解する
		3週	耐震設計の基礎 震度法	耐震設計の基礎を理解する 震度法の基礎を理解する
		4週	応答変位法 地震時保有水平耐力法	応答変位法の基礎を理解する 地震時保有水平耐力法の基礎を理解する
		5週	振動工学の必要性	振動工学の必要性を理解する
		6週	前期中間試験	1週から5週までの内容の理解度を確認するために試験を実施する
		7週	前期中間試験の解答と解説 1自由度系の自由振動	分からなかった部分を把握し，理解する 1自由度系の運動方程式を解き，自由振動を数理的に理解する
		8週	1自由度系の強制振動	1自由度系の運動方程式を解き，強制振動を数理的に理解する
	2ndQ
		9週	1自由度系の過渡振動	1自由度系の運動方程式を解き，過渡振動を数理的に理解する
		10週	Duhamel積分	Duhamel積分の基礎を理解する Duhamel積分を用いて，1自由度系の動的応答を求める
		11週	時間積分法の基礎	時間積分法の基礎を理解する
		12週	Euler法	Euler法の基礎を理解する Euler法を用いて，1自由度系の動的応答を求める
		13週	差分法	差分法の基礎を理解する 差分法を用いて，1自由度系の動的応答を求める
		14週	Newmarkβ法	Newmarkβ法の基礎を理解する Newmarkβ法を用いて，1自由度系の動的応答を求める
		15週	前期期末試験
		16週	前期期末試験の解答と解説	分からなかった部分を把握し，理解する

評価割合

	試験	合計
総合評価割合	100	100
基礎的能力	30	30
専門的能力	70	70
分野横断的能力	0	0