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橋梁と鋼構造 / Bridge Structures and Steel Structures

単位数: 2. 担当教員: 齊木 功. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TCA-CEE332J.

主要授業科目/Essential Subjects

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

目的: 橋構造を例として鋼構造の特性・設計・建設・保全の基礎を学ぶ
概要: 橋構造の構成要素・種類および橋の計画・設計・施工(製作・架設)・維持管理の基礎知識を学ぶ。つぎに,橋の設計を具体例として鋼構造の重要な設計方法を学ぶ。橋構造に作用する荷重の種類と特性,荷重に対する橋構造の応答計算法および材料強度がいかにして決定されるべきかとその安全性の評価方法とを通して,鋼構造の具体的な強度特性について学ぶ。
達成目標等: 社会の要請をどのように具体的な鋼構造にすべきかについて総合的に判断して設計するための基礎知識を身に付ける

対面講義を基本とする.
Google classroomを資料配布等にも利用するので注意すること.

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

OBJECTIVES: To learn basic characteristics, designing methods, strength and performance of steel bridge structures
DESCRIPTION: Members, types and designing methods of typical bridges as well as basic knowledge about steel are taught. Knowing the load and the strength of steel members, you will learn several methods to design bridge structures.
GOALS: Students should be able to obtain basic ideas to propose better infrastructures for better living of our society.

Materials will also be distributed in classrooms.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

1. 「構造解析学」と「コンクリート工学」を履修しておくこと。なお,社会基盤デザイン演習を遂行する上で重要な情報を教授している。
2. 講義は15回実施予定で,下記授業計画はほぼその順番で説明する15項目のトピックスである。鉤括弧内は講義のおよその順番を示す。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

1. PREREQUISITES: `Structural mechanics and its exercises' and `Concrete engineering.' Important information will be given for the class `Exercises in infrastructural engineering.'
2. 15 classes will be scheduled, and `Contents and progress schedule of class' below explains their 15 topics. The number in each bracket represents the approximate order of classes offered.

授業計画

A. 種々の観点から鋼橋を分類し,その特徴を列挙する [1]
B. 桁から吊橋までの種々の形式とそれぞれの力学特性の比較 [1]
C. 橋梁を構成している鋼部材の配置と寸法や,その他の構造材料の特徴 [1]
D. 鋼の製法と冶金的特性・鋼種 [2-4]
E. 橋の計画から維持管理までの橋梁の一生と寿命から見た鋼の特性 [4]
F. 許容応力設計法や終局強度設計法・限界状態設計法の違いと特徴 [4,5]
G. 鋼部材の強度と設計パラメータ。引張,圧縮 [6-10]
H. 鋼部材の強度と設計パラメータ。柱・板の座屈と座屈係数 [6-10]
I. 鋼部材の強度と設計パラメータ。曲げ,せん断。梁の横倒れ座屈 [6-10]
J. 道路橋の荷重の考え方,種類,部材への伝達の仕方 [10]
K. 床版への荷重とその設計の考え方。鉄筋コンクリート部との付着の考え方 [10-12]
L. プレートガーダの設計例 [13]
M. 溶接接合とその特性 [13]
N. 高力ボルト接合とその特性 [14,15]

授業計画(E)

A. Types and characteristics of bridge structures [1]
B. Mechanical properties of bridges [1]
C. Components of bridge structures [1]
D. Metallurgical properties and manufacturing of steel [2-4]
E. Properties of steel bridges and their life time from plan through maintenance [4]
F. Allowable stress design method and ultimate strength design method [4,5]
G. Strength and design parameters of steel members: Tension and compression [6-10]
H. Strength and design parameters of steel members: Buckling of columns and plates [6-10]
I. Strength and design parameters of steel members: Bending and shear [6-10]
J. Loads for main members of highway bridges [10]
K. Loads for floor slab of highway bridges [10-12]
L. Example of designing process of one plate girder [13]
M. Welding and its characteristics [13]
N. Bolt connection and its characteristics [14,15]

授業時間外学習

特段の予習は不要だが,毎回講義後に参考書と配付資料の該当部分(教科書目次の順番と講義の流れは必ずしも一致していないので注意)を復習してノートを見直し・加筆し,ノート中の疑問点を無くしておく必要がある。学部の講義ノートはA4版にして講義内容は表だけに記載し,裏を復習や疑問点の書き込み用として利用することを強く薦める。

授業時間外学習(E)

No need to prepare for the next class, but the textbook and handouts must be read just after each class in order to maintain and organize your notebook. It is recommended that you use A4-size notebooks on which only one side of each sheet is used to copy instructor's writing. Another side can be used for your review after each class.

成績評価方法及び基準

仙台市内の鋼橋(できる限り広瀬川に架かる)を一橋選び,それについての現場観察レポートを提出することが定期試験を受けるための条件になる。提出方法等の詳細は第一回目の講義で説明する。このレポートは成績には反映されない。定期試験により評価する。

成績評価方法及び基準(E)

If you want to take the final examination, you must choose and observe one of the highway bridges (possibly along the Hirose river), and must report its mechanical and engineering characteristics. Grade will be evaluated only by the final examination.

教科書および参考書

  • 橋梁工学, 長井正嗣, 共立出版 ISBN/ISSN: 4320073940 資料種別:参考書
  • 最新橋構造, 倉西茂・中村俊一, 森北出版 ISBN/ISSN: 9784627430228 資料種別:参考書
  • 鋼構造, 三木千寿, 共立出版 ISBN/ISSN: 4320073916 資料種別:参考書

関連URL

http://mechanics.civil.tohoku.ac.jp/saiki/bridge/index.html

オフィスアワー

授業開始前と終了後に受け付ける.その他はメイル等により予約すること.

オフィスアワー(E)

Questions are accepted before and after class or make an appointment in advance via e-mail or other means.

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