授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32456:土木施設設計演習(9B) § 32457:設計演習(Y6) 2023 秋セメスター 木1 理工学部 江頭 慶三 2

キャンパス

BKC

授業施設

プリズム情報処理演習室Ｐ３２

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

本科目では鋼橋の代表的な構造形式である鋼コンクリート合成Ｉ桁橋の設計を行います。設計方法はH29年に改訂された最新の方法により行います。この設計計算を元に図面を完成させ、この図面から必要な材料を集計します。これら一連の演習を通して、橋梁設計の流れを理解できます。
ところで、実務ではコンピュータプログラムによる自動設計を多用するため、設計計算の中身をなかなか経験・理解することができません。そこで学生時代に手計算で設計演習する経験によって、将来の実務や研究における基本の技術的土台を養うことができます。
講義では「授業スケジュール」に従って、配布した資料を用いてその日のテーマについて説明します。その後、演習（手計算）を行います。しかし、授業時間中だけでは完成しないので、次回までに自主的に完成させて下さい。質問があれば、講義時間以外でもmanaba+Rの中で回答します。昨年度は合計55回の質問回答を行いました。
なお、学生番号により設計する橋梁長さや幅員が変わります。個別の橋梁を設計することとなります。
学生の皆さんは構造力学、鋼構造学、ＲＣ構造学などを復習しておいて下さい。また、授業および自己学習の際、マイクロソフトエクセル（表計算）を使用します。この演習ではエクセルの使い方も習得できます。

【※入学年度・所属学科によって履修制限があります。学習要覧をおよび時間割を確認し、受講申請を行ってください。】

受講生の到達目標

(1)身近にある鋼コンクリート合成I桁橋の設計演習を通じて実務の流れを理解する
(2)手計算による具体的な設計方法の習得により、構造物とその各部材の役割の理解と橋梁に対する技術的土台を養う
(3)図面の作図や材料表作成により、エンジニアとしての基本である図面を読み解く能力を習得する
(4)技術者倫理に基づいた行動規範を身につける


【教育目標】
［2018年度以降入学生］
(C-3) 地域特性の理解,広域の環境質の観察に基づき、自然災害などの防災および環境改善に関わる諸課題を解決する基礎的技術を理解できる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

「授業の概要と方法」でも述べたように、鋼コンクリート合成Ｉ桁橋の設計計算を理解するために必要な構造力学Ⅰ、構造力学Ⅱ、鋼構造学、ＲＣ構造学、および設計図面を作成に必要なＣＡＤ演習などをできるだけ履修しておいてください。

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1

「BCP1-2を想定」
鋼コンクリート合成I桁橋の設計演習の概要説明

設計計算をスタートするうえで基本となる一般寸法図の作成
次回以降の授業の進め方
各自が設計する橋梁の設計条件の決定

2

鉄筋コンクリート床版(ＲＣ床版)の計算

設計方針とコンクリート床版厚の決定
設計曲げモーメントの計算
耐久性能および耐荷性能の照査

3

主桁の計算(１)

設計方針と橋梁設計に必要な荷重の設定
影響線を用いた合成前死荷重強度の計算
格子構造の横分配係数の計算
横分配影響線を用いた合成後死荷重強度、活荷重強度を計算

4

主桁の計算(２)

曲げモーメント、せん断力などの断面力の計算
断面力図の作成

5

主桁の計算(３)

床版有効幅の計算
橋桁支間中央の断面諸元の計算(鋼断面、合成断面、クリープ、乾燥収縮に対して)

6

主桁の計算(４)

曲げモーメントによる応力度の計算（死荷重、活荷重に対して）
クリープ、乾燥収縮、温度差による応力度の計算

7

主桁の計算(５)

応力度制限値の計算（限界状態1、限界状態3）
耐荷性能の照査

8

連結の計算

連結位置の断面力と応力度の計算
高力ボルトの限界状態、全強、抵抗モーメント、孔引きの理解
高力ボルトを用いた上フランジ、下フランジ、腹板の連結の計算

9

補剛材の計算

補剛材の役割、種類の理解
補剛材断面、間隔、取付け位置、使用する材質の理解と計算

10

ずれ止めの計算

床版と鋼桁のずれ止めの役割、種類、間隔の設定
設計に使用する水平せん断力の計算(主荷重、温度差、乾燥収縮に対して)

11

疲労設計とたわみ・そりの計算

疲労耐久性能の照査（大型車交通に対して）
活荷重わたみの照査（ｐ1荷重、ｐ２荷重に対して）
製作キャンパーとその計算（死荷重、クリープ、乾燥収縮によるたわみ）

12

設計図面の作成(１)

図面の種類、部材表示、溶接記号、ボルト連結の詳細
構造一般図の作成（側面図、平面図、断面図、設計条件）
主桁詳細図の作成①
（上フランジ、腹板、下フランジ）

13

設計図面の作成(２)
主桁図面の仮提出（目標）

主桁詳細図の作成②
（上フランジ、腹板、下フランジ、配置図、吊金具詳細、頭付きスタッド詳細）
補剛材取付要領および製作キャンバー表の作成

14

材料表の作成

図面から材料表を作成し、板厚、材質別の集計表にまとめる
最後に仮定鋼重と実鋼重との比較を行って設計の精度を確認する

15

設計計算書、設計図面、材料表の提出

設計演習を終わるに当たって修得できたことの確認
設計計算書、図面、材料表の評価

授業実施形態

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1の場合 / In the case of BCP level 1】：対面授業とします

【BCPレベル2の場合 / In the case of BCP level 2】：対面授業とします

【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】：基本は対面授業としますが、Zoomによる授業にも対応します

授業外学習の指示

「授業の概要と方法」で述べたように、授業時間中には当日のテーマについての計算は全て完成しません。そこで、未完成の部分を次回の授業時間開始までに完成させるために、授業時間中に積極的に質問するなどして、理解するようにして下さい。ＴＡ、ＥＳの諸君と共に質問に答えます。
また、manaba+Rの掲示板へ質問コーナーを設けていますので、授業時間以外でも気軽に質問して下さい。このコーナーには過去に先輩の皆さんから受けた質問と回答も掲載していますので、全て目を通しておくと、近道になります。
計算は手計算（電卓）ですが、マイクロソフトエクセルを使って繰り返し計算をすると時間の短縮になりますので、適宜使い分けて下さい。図面は手書きを基本としますが、CADで作成しても構いません。

授業時間外で学習するために、授業時間中に説明する内容で重要な箇所にはマークを付けるなど工夫して下さい。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

演習の進捗状況を確認のために月末に各人のノートをチェックする。
判定の割合は以下のように考えている。
出席状況・受講態度　15%
設計計算　50%
図面作成　30%
材料表作成　5%
合計 100%

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

本科目は、橋梁設計という専門的な内容を１５回の講義を進めながら演習します。
授業時間中だけでは演習課題が完成できないので、授業時間外での勉学も必要となります。
材料の性質と強さ、単純はり、はりの応力、はりのたわみ、柱、弾性変形などについては講義の中でも詳しく説明しますが、学生の皆さんがこれまで習得してきた構造力学の知識を演習の中で復習することになります（構造力学を学ぶ理由がここで理解できます）。
設計演習では疑問が生じた場合、積極的に質問して、その都度、解決することで理解が深まります。
講義中は自由に質問できるよう配慮しています。manaba+Rの中でも質問できるので、途中で立ち止まるようなことはありません。
授業には、電卓（できれば関数電卓）と定規を持参してください。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

プリントを配布する。主なものは、①「合成桁の設計例と解説」一般社団法人日本橋梁建設協会　平成３０年２月　②「橋梁工学入門］－単純活荷重合成Ｉ桁－　オリジナル

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
「道路橋示方書・同解説」Ⅰ共通編(2017年11月) (公社)日本道路協会 978-4-88950-279-4
「道路橋示方書・同解説」Ⅱ鋼橋・鋼部材編(2017年11月) (公社)日本道路協会 978-4-88950-280-0
「デザインデータブック」2016年6月 (一社)日本橋梁建設協会
「土木製図基準」２００９年改訂版 (社)土木学会 978-4-8106-0467-2 c3051

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

その他(教員より別途指示）

備考

担当者の実務経験について

本講義の担当者（江頭慶三）はこれまで橋梁メーカーに勤務し、鋼橋や鋼コンクリート複合橋梁の設計・製作・施工、およびコンクリート床版関連の研究開発に従事し、現在は高架橋事業のコンサルタント業務を担当している。したがって、橋梁工事の発注者・設計者と施工者の複数の視点から、学生諸君が将来の研究や実務に必要な基本的スキルを習得できるよう設計演習を通じて指導する予定である。
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/