到達目標
本講義を通じて，以下の点を習得することを目指す．
１．機械設計において，機械そのものの設計だけではなく，機械が設置される場所が将来にわたり安定であるかを考慮する必要があることを理解できる．
２．機械の設置場所の安定が基礎構造によって確保され，基礎は地盤の強度，特性に依存していることを理解し，説明できる．
３．基礎設計における地盤の特性・問題に関する基本事項を理解し，問題の解決方法を習得する．
４．基礎構造の種類（形式）を習得し，各基礎の設計方法を理解し，上部構造を将来にわたり安定を確保できる基礎設計できるようにする．
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 |
| 評価項目１
機械設計と基礎設計 | 機械設計において，地盤と基礎設計を学ぶ意義を理解し説明できる． | 設計した機械の設置場所の安定は基礎構造に依存していることが分かっている． | 機械設計と基礎設計の関連性を理解できない． |
| 評価項目２
基礎工の設計 | 与えられた上部構造と地盤条件から基礎工の設計ができる． | 基礎形式を選定し，その場合の検討事項を解決した基礎工の設計ができる． | 支持力算定はできるが，基礎形式の選定ができず，検討事項が分からない． |
学科の到達目標項目との関係
③専門分野に加えて基礎工学をしっかり身につけた生産技術に関る幅広い対応力
説明
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教育方法等
概要:
本講義内容は，体系立てた教科書がない分野の地盤・土質と基礎設計に関するものである．
従来の土の基本学習から順序だてて講義を進めるのではなく，なぜ基礎設計が必要なのかが理解できるように，基礎が不備の場合に始まり，受講学生が地盤と基礎に興味を持つように進める．
最終目標として，基礎形式の代表的な直接基礎設計と杭基礎設計ができることと，地盤・土の工学的理解と興味を持つことを目指す．
授業の進め方・方法:
・講義はPPTスライドとその印刷物をテキストとして用いた説明・解説を行う．
・各講義後に短いクイズや意見交換を通じて理解度を確認する．
・中間試験は，前半（７週まで）で学習した内容について，理解度を計るテストを行う．
・最終レポートは，地盤データと設計条件を与えて，基礎形式の選定と基礎の設計上の問題点とその対策工をまとめるものとする．
注意点:
総合評価60点以上を合格とします．
なお再試験は実施しません．
事前・事後学習、オフィスアワー
【事前・事後学習】この科目は学修単位科目であり，講義で保証する学習時間30時間と自主学習（試験のための学習も含む）およびレポート作成に必要な学習時間60時間の総計が90時間に相当する学習内容である．自主学習として，講義で学習したことの応用で自身で考えたり，調べたりして解答をする問題を講義後に課す．
【オフィスアワー】講義実施日の16:00～17:00
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
１．機械設計で地盤と基礎を学ぶ意義
２．構造物基礎と地盤の問題点
３．シラバス説明
４．基礎とはどんなものか，基礎の種類 |
地盤と基礎について学ぶ意義，必要性を理解し，構造物基礎と地盤の問題点を理解する．
基礎工とはどの部分か，基礎工の種類を学ぶ．
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| 2週 |
５．地質・地盤の特性（地盤を知る）
６．基礎地盤・基礎工の設計には何が必要か |
地質・地盤の特性に関する基礎知識を得る．
基礎工の設計に必要な地盤定数を知る．
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| 3週 |
６．基礎地盤・基礎工の設計には何が必要か
基礎工設計に必要な地盤定数の求め方 |
基礎工の設計に必要な地盤定数の求め方を理解する．
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| 4週 |
７．基礎の設計（直接基礎）
直接基礎の種類と地盤の支持力設計法 |
直接基礎における地盤の支持力の計算方法を知る．
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| 5週 |
８．基礎の設計（直接基礎）
地盤の支持力設計演習 |
直接基礎における地盤の支持力の計算ができるようになる．
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| 6週 |
９．杭基礎の設計
杭基礎の種類と杭の支持力の設計方法 |
杭基礎の工法とそれぞれの支持力の計算方法を知る．
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| 7週 |
９．杭基礎の設計
杭の支持力設計演習
負の摩擦力 |
杭基礎の支持力計算ができるようになる．
杭に作用する負の摩擦力について理解し，設計方法を学ぶ．
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| 8週 |
中間試験 |
基礎の種類と支持力の計算
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| 4thQ |
| 9週 |
１０．地盤の液状化の判定と対策工
液状化現象と液状化判定方法
液状化判定例 |
液状化現象と判定方法を知り，判定計算例を通して判定方法を学ぶ．
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| 10週 |
１０．地盤の液状化の判定と対策工
液状化判定演習
液状化対策工 |
液状化判定演習
液状化する地盤の設計上の取り扱いと液状化対策工法を知る．
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| 11週 |
１１．圧密
圧密理論と圧密定数の求め方
圧密沈下量の計算例（一次元圧密） |
圧密現象について理解し，圧密沈下量の計算ができるようになる．
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| 12週 |
１１．圧密
建物荷重による圧密沈下量計算演習 |
建物荷重による地中応力と圧密沈下量の計算演習
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| 13週 |
１２．盛土（斜面）の安定
安定計算方法と演習（円弧滑り） |
盛土（斜面）の円弧滑りの安定理論および計算方法を演習しながら知る．
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| 14週 |
１３．掘削におけるボイリングと盤膨れの 検討と対策工
１４．構造物基礎設計のまとめ |
基礎工施工のために地盤を掘削した際の地盤の安定に関する検討方法を理解する．
基礎の設計項目と全体の流れを知る．
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| 15週 |
最終レポート |
提示した地盤条件に対し、基礎工設計における検討事項をレポートにまとめる．
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | 標準規格の意義を説明できる。 | 5 | 後1,後9 |
| 標準規格を機械設計に適用できる。 | 6 | 後1 |
| 許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中の意味を説明できる。 | 5 | 後2,後3 |
| ねじ、ボルト・ナットの種類、特徴、用途、規格を理解し、適用できる。 | 5 | 後2,後3 |
| ボルト・ナット結合における締め付けトルクを計算できる。 | 5 | 後2,後3 |
| ボルトに作用するせん断応力、接触面圧を計算できる。 | 5 | 後2,後3,後10 |
| 軸の種類と用途を理解し、適用できる。 | 5 | 後2,後3,後10 |
| 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 5 | 後2,後3,後10 |
| キーの強度を計算できる。 | 5 | |
| 軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。 | 5 | |
| 滑り軸受の構造と種類を説明できる。 | 5 | |
| 転がり軸受の構造、種類、寿命を説明できる。 | 5 | |
| 歯車の種類、各部の名称、歯型曲線、歯の大きさの表し方を説明できる。 | 5 | |
| すべり率、歯の切下げ、かみあい率を説明できる。 | 5 | |
| 標準平歯車と転位歯車の違いを説明できる。 | 5 | |
| 標準平歯車について、歯の曲げ強さおよび歯面強さを計算できる。 | 5 | 後6,後7 |
| 歯車列の速度伝達比を計算できる。 | 5 | 後6,後7 |
| リンク装置の機構を理解し、その運動を説明できる。 | 5 | 後6,後7 |
| 代表的なリンク装置の、変位、速度、加速度を求めることができる。 | 5 | |
| カム装置の機構を理解し、その運動を説明できる。 | 5 | |
| 主な基礎曲線のカム線図を求めることができる。 | 5 | |
| 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 5 | 後4,後9,後10 |
| 金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 5 | 後4,後5,後6 |
| 引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 5 | 後7 |
| 硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 5 | 後7 |
| 脆性および靱性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる。 | 5 | 後7 |
| 疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。 | 5 | 後5,後6,後7 |
| 機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。 | 5 | 後4,後5,後6 |
| 金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 5 | 後4,後5,後6 |
| 金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 5 | |
| 合金の状態図の見方を説明できる。 | 5 | |
| 塑性変形の起り方を説明できる。 | 5 | |
| 加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。 | 5 | |
| 鉄鋼の製法を説明できる。 | 5 | 後4,後5 |
| 炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 5 | 後3 |
| Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 5 | |
| 焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 5 | 後13,後14 |
| 焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 5 | 後13,後14 |
| 焼入れの目的と操作を説明できる。 | 5 | 後13,後14 |
| 焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 5 | 後13,後14 |
評価割合
| 中間試験 | 最終レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 30 | 60 |
| 専門的能力 | 15 | 15 | 30 |
| 分野横断的能力 | 5 | 5 | 10 |