山口大学教務システム - 1062230610-土木振動学

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期	火9～10	講義
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1062230610	土木振動学[Vibration Engineering for Civil Engineering]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
渡邊学歩[WATANABE Gakuho]					ー
担当教員[ローマ字表記]
渡邊学歩　[WATANABE Gakuho]
特定科目区分		対象学生		対象年次	3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

わが国は地震多発地帯にあり、構造物の耐震・耐風安全性の確保は必要不可欠である。実務経験（社会基盤施設の設計業務に従事）のある経験が，耐震設計・耐風設計のためには構造物の動的挙動についての理解が必要であり、本講義では振動の基礎的事項について講述する。

授業の到達目標

【知識・理解の観点】
本講義受講生は講義修了段階で以下の能力を有する．
（１）1自由度系の自由・減衰自由振動の方程式が作成でき，それを解くことができる．
（２）1自由度系の力・変位による強制振動の方程式が作成でき，それを解くことができる．
（３）2自由度系の自由・強制振動の方程式が作成でき，それを解くことができる．
（４）多自由度系の自由・強制振動の方程式が作成できる．
（５）耐震設計法の仕組みを理解して，設計が行える．

授業計画

【全体】

教科書を用いた講義を行います。
必要に応じて資料を配布します。
この科目は防災工学と密接に関連しています。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	耐震設計の概要	日本は地震国であり、構造物は地震に耐えられるように設計されなければならない。耐震設計の基礎となる振動科学について学ぶ。振動問題の自由度を理解する。	講義内容を復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回の講義内容について予習すること（目安4時間）

第2回

1自由度系の自由振動(I)

・振動方程式を立てるための基本の考え方であるダランベールの原理について理解する．
・自由振動の方程式を立て、解を求める。
教科書の5章，6章の内容

講義内容を復習し，講義時に示されたレポート課題について，期日までに指定された場所に提出すること．また，次回の講義内容について予習すること（目安4時間）

第3回

1自由度系の自由振動(II)

・前回の講義の復習と振動に関する用語を理解するとともに、固有周期の存在を説明する。
・例題を与え，黒板に回答を書かせる．
・自由振動のエネルギーを理解させる．
・演習問題の解説を行う．
教科書の5章，6章の内容

第4回

1自由度系の減衰自由振動(I)

・波動エネルギーの逸散について説明したあと、粘性減衰が働く系の振動方程式の立てかた、およびその解法を理解させる。
・減衰定数の大きさと解の存在を説明する。
教科書の7章

第5回

1自由度系の減衰自由振動(II)

・前回の講義の復習をする。
・減衰振動の性質を説明したあと、例題を解かせる。
・演習問題を解説する。
教科書の7章

第6回

1自由度系の力による強制振動(I)

To understand how to formulate and solve forced vibration equations for viscous damping systems due to sinusoidal external forces.
Chapters 8 and 9 of the textbook

第7回

1自由度系の力による強制振動(II)

・前回の講義を復習した後、例題を解き、理解を深める。
・演習問題を解説する。
教科書の8章および9章

第8回

中間試験

・第1週〜第7週のまとめと理解度をみるために中間試験を行う。

第9回

2自由度系の自由振動および強制振動(I)

・振動方程式を作成し、その解法を理解する。
・固有周期、振動形を説明する。

第10回

2自由度系の自由振動および強制振動(II)

・前回の講義の復習をした後、基準振動の直交性を例題によって理解する。
・演習問題を解説する。

第11回

多自由度系の応答と
橋梁構造物の地震時応答

・多自由度系の応答について，固有周期および振動モードを説明する．
・固有値・固有ベクトルによる直行化について理解させる．
・実際の橋梁構造物の地震時応答の計算方法について，汎用構造解析ソフトを用いて計算させる．

第12回

地震動による構造物の震動と耐震設計（1）
加速度応答スペクトル

地震の発生機構と過去の地震被害を概説する．
構造物の地震時応答の計算法（ニューマークベータ法）について理解させる．

第13回

地震動による構造物の震動と耐震設計（2）

・振動方程式を立て，これを解かせる．
・正弦波地動による強制振動の解を求め，変位応答倍率の考え方を習得させる

第14回

免震・制震

耐震性を高めるための技術として活用されている免震・制震や各種デバイスについて，機能や効果を学習する．

第15回

連続体の振動問題

・梁の振動モードの理論解を求める方法について理解する．

第16回

期末試験

・第10週〜第15週の講義の理解度をみるために試験を行う。

試験の結果を復習すること

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

学期末の筆記テスト 100％

教科書にかかわる情報

教科書	書名	耐震工学入門				ISBN	9784627464537
教科書	著者名	平井一男, 水田洋司共著	出版社					出版年	2018

備考

参考書にかかわる情報

参考書	書名					ISBN
参考書	著者名		出版社					出版年	1996

備考

メッセージ

●本科目は，本プログラムの学習・教育目標のうち，以下の目標に対応している．
　C）実務に応用できるデザイン能力をはぐくむ
　C-1　実務を理解し、内包する問題点や解決すべき課題を発見する能力

本科目は，以下の本学科のディプロマポリシーに対応します．
　DP5．課題解決力
　DP8．計画力

キーワード

実務家教員，自由振動、強制振動、固有周期、振動形式、粘性減衰、基準振動、耐震設計

持続可能な開発目標（SDGs）

(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。

(持続可能な都市)包摂的で安全かつ強靱（レジリエント）で持続可能な都市及び人間居住を実現する。

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