デザイン工学研究科Graduate School of Engineering and Design
CST500N3（土木工学 / Civil engineering 500）構造解析と設計Structural Analysis and Design
奥井 義昭Yoshiaki OKUI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | デザイン工学研究科Graduate School of Engineering and Design |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2024 |
| 授業コードClass code | U2302 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期前半/Spring(1st half) |
| 曜日・時限Day/Period | 火3/Tue.3,火4/Tue.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 市ヶ谷 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | 2～2 |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | 都市院：建築士 |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | ○ |
| 選択・必修Optional/Compulsory | 選択 |
| 入学年度Admission year | |
| カテゴリーCategory |
修士課程 都市環境デザイン工学専攻 スタジオ科目 |
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Outline (in English)
[Course outline]
In this course, students will study the fundamentals of bridge design, and understand structural analysis methods for structural design through practice with FEM software.
[Learning Objectives]
To understand standard procedures and methods for design and analysis
[Learning activities outside of classroom]
Students will be expected to have completed the assignments after each class meeting. Your study time will be more than four hours for a class.
[Grading Criteria /Policy]
Final grade will be calculated according to mid-term reports (40%) and a term-end report (60%).
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
橋梁設計法の基本原理を学び，設計で必要となる構造解析手法をFEMソフトウエアを用いた実習を通して理解する。
到達目標Goal
実際の構造解析が実行でき，さらに解析結果を判断し，設計に結びつけられるようになることを目指す。線形弾性解析，粘弾性論，弾塑性解析を内容を理解して実施できるようにする。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
デザイン工学研究科都市環境デザイン工学専攻ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
講義とPCを用いた実習をほぼ半々で行う。そのため，授業時間には毎回ノート型PCを持参のこと。構造解析のソフト(DIANA)は初回の授業時にインストール方法などを説明する。4／21よりZoomによるオンライン授業を開始します．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：ガイダンス，構造物の設計法の概要
授業の全体の概要とソフトウェアの設定，構造物の設計法を概説する．
2[対面/face to face]：FEMソフトウェアの紹介，信頼性設計理論
汎用FEMソフトの概要を理解する．信頼性設計理論の説明
3[対面/face to face]：モデル化と線形解析
構造，荷重，境界条件，材料のモデル化，橋梁設計のための格子解析を紹介
4[対面/face to face]：FEMのデータ作成演習
プリプロセッサを用いて3次元のRC橋脚のモデル作成
5[対面/face to face]：弾性解析の実施と結果の表示に関する演習
橋脚モデルの弾性解析とポストプロセッサの活用
6[対面/face to face]：粘弾性論の基礎
粘弾性論をレオロジーモデルを用いて説明する．
7[対面/face to face]：コンクリートのクリープ
粘弾性論の応用としてコンクリートのクリープの問題を説明する
8[対面/face to face]：塑性論の基礎：弾性，塑性，降伏関数
鋼材の弾塑性挙動，降伏関数を理解する
9[対面/face to face]：流れ則と硬化則
鋼材を対象とした流れ則，硬化則を理解する
10[対面/face to face]：非線形方程式の求解
Newton Raphson法と計算の制御，収束判定について学ぶ
11[対面/face to face]：弾塑性FEM解析の予備段階として弾性解析の演習
円孔をもつ鋼板のFEM解析，メッシュ作成と弾性解析まで実施する
12[対面/face to face]：弾塑性FEM解析の演習
円孔をもつ鋼板のFEM解析，メッシュ作成と弾塑性解析までを実施
13[対面/face to face]：期末レポートの内容とレポートの構成
期末レポートの課題についてレポートの構成，内容について議論する
14[対面/face to face]：期末レポートの実施
期末レポートの課題を実施する。終わらなかった部分はレポートして後日提出。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
解析ソフトのインストール，授業の復習、レポートの作成、解析ソフトウェアを用いたデータ作成，解析の実行など。本授業の準備学習・復習時間は、各2時間を標準とします。
テキスト（教科書）Textbooks
1冊の教科書に沿って行う授業ではないが、適宜、以下の参考書を参照してください。
参考書References
実践有限要素法シミュレーション、泉聡志、酒井信介共著、森北出版
塑性の有限要素法，Owen他著，科学技術出版
非線形CAE協会監修，岸正彦著，構造解析のための有限要素法実践ハンドブック，森北出版
成績評価の方法と基準Grading criteria
中間レポート40%，期末レポート60%
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
昨年度アンケート対象外のためアンケート結果なし
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
以下の条件を満足するノート型PCを毎回授業に持参してください。
Microsoft Windows 10, 11
(64 bit)
その他の重要事項Others
鋼構造物の製作会社に4年間勤務し，鋼橋の設計と研究に従事していた．そのため本授業では設計実務のための基礎的な知識を座学で講義し，構造解析ソフトを用いた実習を行っている．