風と構造物

Wind and Structures

997F111

76CESTE502

木村　吉郎

Kichiro Kimura

2025年度前期

2025年度

①First semester

金曜4限

Friday, 4th Period

創域理工学研究科　社会基盤工学専攻

Department of Civil Engineering, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

風工学や構造物の耐風工学の基礎について，講義形式で授業を行う．
風により生じる構造物の振動現象としては，旧タコマ橋の落橋事故が有名だが，こうした風工学の問題の扱いは限られた専門家に任されてきた観がある．しかし，風に関連した問題を合理的に解決するためには，構造設計者を始めとした広い範囲の技術者の理解と協力が必要である．この授業では，一般の土木技術者にも理解しておいて欲しい，強風が構造物におよぼす影響を中心とした，風工学の基本的な知識を解説するすることにより，それらを説明できるようになることを目指す．
Lectures are given about the fundamentals of wind engineering and wind resistant design of structures.
Disaster of the Old Tacoma Narrows Bridge is famous as a vibration phenomenon of a structure caused by wind. However, such wind engineering problems seem to be handled only by specialists. In order to solve wind related problems rationally, it is important to have the understandings and cooperation by wide range of engineers such as structural engineers. In this course, the students are supposed to become able to explain the fundamental knowledge mainly on the effects of strong wind on structures which is hopefully to be understood by general civil engineers.

土木工学の構造分野の，特に風に関連した幅広い基礎知識の修得を目的とする．
The objectives are to learn general fundamental knowledge particularly related to wind in the field of structural engineering in civil engineering.

以下の3点を到達目標とする．
1．風により構造物に作用する力を説明できる．
2．渦励振やギャロッピング，フラッター，ガスト応答等，構造物の風により生じる振動現象を理解し，説明できる．
3．風洞実験法や耐風設計について，基本的な考え方を説明できる．
The outcomes are the following three items.
1. Being able to explain the characteristics of wind forces acting on structures.
2. Being able to understand and explain the vibrations of structures caused by wind such as vortex-induced vibration, galloping, flutter, and buffeting.
3. Being able to explain the fundamental way of thinking about wind tunnel tests and wind resistant design.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

授業実施方法は LETUS で指示するので，定期的に確認すること．
Check LETUS regularly for the course operation details.

課題に対する作文　Essay

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準備学習：授業計画の予定項目を確認するとともに，貸与するテキスト等を用いて，それまでの講義内容などで予定項目に関連した不明な点があれば学習しておくこと．
復習：講義内容を十分復習し，理解を深めるとともに，理解できない点については次回の講義で質問できるように整理しておくこと．
Preparation: confirm the class plan and study about unclear items that are related to the plan with the provided text or other references.
Review: review the explained items in the class and deepen the knowledge. If you have unclear items, organize them so that you can ask questions in the following class.

レポートにより評価する．
最終回以外のレポートは採点のうえ返却する．
Performance is graded based on the evaluation of the assignments. The assignments other than the last one are returned after the evaluation.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

構造物の耐風工学（東京電機大学出版局，1997年）
Kouzou butsu no taifu kougaku (Tokyo Denki University Press, 1997)

この授業は，半数以上の授業を対面で実施する．

第１回：風工学とそれが対象とする現象，風の性質
　風工学の概要と風の性質について説明できるようになる．
第２回：設計に使う風
　設計風速の求め方について説明できるようになる．
第３回：風により作用する力
　風荷重や空気力係数について説明できるようになる．
第４回：構造物の静的応答
　静的変形や横座屈等について説明できるようになる．
第５回：構造物の動的応答（１：渦励振(1)）
　渦励振を生じさせる渦や，現象の基本的特性について説明できるようになる．
第６回：構造物の動的応答（１：渦励振(2)）
　渦励振への対策等について説明できるようになる．
第７回：構造物の動的応答（２：ギャロッピング(1)）
　ギャロッピングの単純化した発現メカニズムについて説明できるようになる．
第８回：構造物の動的応答（３：ギャロッピング(2)）
　準定常空気力を用いた，ギャロッピングの発現風速の予測ができるようになる．
第９回：構造物の動的応答（４：フラッター(1)）
　フラッターの基本的特性について説明できるようになる．
第１０回：構造物の動的応答（５：フラッター(2)，ガスト応答(1)）
　フラッターの特性と，ガスト応答の基本的特性について説明できるようになる．
第１１回：構造物の動的応答（６：ガスト応答(2)）
　ガスト応答解析法の基本について説明できるようになる．
第１２回：風洞実験法(1)
　風洞実験で用いられる相似則等について説明できるようになる．
第１３回：風洞実験法(2)
　橋梁の風洞実験で用いられる手法について説明できるようになる．
第１４回：耐風設計法
　耐風設計の基本について説明できるようになる．
第１５回：風環境と風災害
　風環境と風災害の基本について説明できるようになる．

1 Wind engineering and the related phenomena, characteristics of wind
Being able to explain eneral idea of wind engineering and characteristics of wind.
2 Design wind speed
Being able to explain how to obtain the design wind speed
3 Forces caused by wind
Being able to explain wind forces and aerodynamic coefficients
4 Static response of structures
Being able to explain static deformation and lateral buckling.
5 Dynamic response of structures (1: vortex-induced vibration (1))
Being able to explain the vortices that cause vortex-induced vibration and fundamental characteristics of the phenomenon.
6 Dynamic response of structures (2: vortex-induced vibration (2))
Being able to explain the countermeasures against vortex-induced vibration.
7 Dynamic response of structures (3: galloping (1))
Being able to explain the simplified generation mechanism of galloping.
8 Dynamic response of structures (4: galloping (2))
Being able to predict the occurrence wind speed of galloping using quasi-steady aerodynamic forces.
9 Dynamic response of structures (5: flutter (1))
Being able to explain the fundamental characteristics of flutter.
10 Dynamic response of structures (6: flutter (2), buffeting (1))
Being able to explain the detailed characteristics of flutter and fundamental characteristics of buffeting.
11 Dynamic response of structures (7: buffeting (2))
Being able to explain the fundamental procedure of buffeting analysis.
12 Wind tunnel tests (1)
Being able to explain similarity laws in wind tunnel tests.
13 Wind tunnel tests (2)
Being able to explain the methods used in wind tunnel tests of bridges
14 Wind resistant design
Being able to explain the fundamentals of wind resistant design
15 Wind environment and wind related disasters
Being able to explain the fundamentals of wind environment and wind related disasters.

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MATLAB/Simulink

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特になし．
Not specified.

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