2019年 理工学部 シラバス - 建築学科
設置情報
| 科目名 | 振動工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 建築学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 古橋 剛 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | C14P |
| クラス | 建築、企画経営 | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 企画経営コースの系統図確認 建築コースの系統図確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 建築設計で重要となる構造物の振動現象をどのように捉えるのか、構造物の変形のし易さや重さなどが振動とどのように関わってくるのかを数学モデル・微分方程式・線形代数などの知識を利用して学び、建築の動的設計に必要な振動工学の基本を身につける。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
コンピューターグラフィックスや実大の構造物振動実験ビデオなどを多用して、振動現象を分かりやすく説明する。振動工学は、微分方程式と線形代数が基本であり、授業は要点をまとめたプリントを配布し、パワーポイントと板書を併用した講義を行う。 |
| 履修条件 | 構造力学、応用力学の単位を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 建築の構造設計における振動工学の意義について解説する。 【事前学習】シラバス内容を確認の上、参考書を読んで理解できない個所を質問できるように まとめておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの演習課題を独力で解き、理解を深めること。（120分） |
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| 第2回 | 振動の基礎 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第3回 | １自由度無減衰系の自由振動：運動方程式の作成 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第4回 | １自由度無減衰系の自由振動：振動エネルギー 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第5回 | オイラーの公式など 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第6回 | １自由度減衰系の自由振動：運動方程式の作成 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第7回 | １自由度減衰系の自由振動：減衰振動 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第8回 | １自由度減衰系の振動：強制振動と応答倍率曲線、過渡応答 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第9回 | １自由度減衰系の振動：任意外力に対する応答、時刻歴応答解析 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第10回 | １自由度減衰系の振動：地震応答スペクトル、入力エネルギー 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第11回 | 多自由度系の運動方程式の誘導：多質点系の地動に対する運動方程式 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第12回 | 多自由度系の振動：固有振動形、固有値問題、固有ベクトルの直交性 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第13回 | 多自由度系の振動：刺激係数、刺激関数、モーダルアナリシス 【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第14回 | 多自由度系の振動：多質点系の応答の数値解析、入力エネルギー【事前学習】プリントの当日の講義内容を予め学習し、理解できることと理解できないことを 把握しておくこと。（120分） 【事後学習】プリントの当日の講義内容の演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めるこ と。（120分） |
| 第15回 | レポートの提出と課題の解説 【事前学習】前回までの講義内容を復習し理解を深めておくこと。（120分） 【事後学習】これまでの演習問題を独力で解き、講義内容の理解を深めること。（120分） |
その他
| 教科書 |
石丸辰治 『応答性能に基づく「対震設計」入門』 彰国社 2004年 第1版
構造物の動的設計に関する入門書であり、基本概念としての振動エネルギーの基礎解説から、振動方程式の物理的意味や振動現象の把握に加え、長寿命建築としての免震・制震構造の性能からみた構造設計の図式解法も提示、初心者でも、免震・制震の基本計画の構成実務に役立てることができる。
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| 参考書 |
石丸辰治 『対震設計の方法』 建築技術 2008年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中に課されるレポート(90％)と授業中の理解度(10％)との総合評価とする。最終レポートは、簡単な建築構造の振動を考慮した構造計画の課題とする。それぞれの個性により、答えが異なるので、総合的な判断力、特にいろいろなパラメトリックな計算をして、相互の関連について注意深い考察をするレポートを上位にランクする。したがって、数学的、構造工学的センスに豊かなレポートが歓迎される。 |
| 質問への対応 | オフィスアワー：火曜日・10:40～12:10・駿河台校舎タワースコラS902室（古橋） |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラS902室（古橋） |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 10:40 ～ 12:10 駿河台校舎タワースコラS902室（古橋）
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| 学生への メッセージ |
長寿命、省資源が必要とされる２１世紀の建築物である超高層建物、免震建物、制震建物は、動的設計（時刻歴応答解析）により、構造設計されます。動的設計は、入力とそれに対する建物の状態を明らかにする、性能設計的手法です。 こうした設計は実務的にはコンピュータを駆使して行われるのですが、コンピュータをブラックボックス化せずに、ツールとして使いこなすにはエンジニアに振動工学の知見が必要となります。 本科目は学部生として、将来、専門職に就くのに必要な振動工学の基礎を学びます。 |