Japanese English Korean Chinese Francais
用户介绍第78回
东京都市大学
工学部 都市工学科 都市防灾课程
Disaster Prevention Engineering、Dept. of Urban and Civil Engineering、 Faculty of Engineering、Tokyo City University
东京都市大学主页
http://www.musashi-tech.ac.jp/

2009年4月、工业大学(武蔵工业大学)向综合大学(东京都市大学)转型
 -通过工具功能的有效应用为将来的研究服务, 应用各类软件实践独有的设计练习-


 今年迎来创立80周年的武蔵工业大学从新年度4月开始,校名正式变更为「东京都市大学」。这次要介绍的便是,同校建校以来的支柱之一,涵盖了土木专业的工学部都市工学科。其中,构成都市基盘的结构物的安全性提高和都市系统全体的灾害减轻研究只「都市防灾课程」,应用有效的软件工具把焦点放在对原有研究的深化效率提高上。
 同课程的「结构安全、吉川研究室」对暴露在各类自然灾害威胁下的日本都市环境,尤其是与市民生活直接相关的桥梁等社会基盘为对象,验证过去的受灾事例。以减轻受害程度为目的,对防灾技术进行着不懈的研究。
 再者,在过程中从积极使用优秀软件的功能出发,先后购买了FORUM8的立体骨架结构的三维分析程序「UC-win/FRAME(3D)」、考虑二轴弯曲的任意形RC/SRC断面计算程序「UC-win/Section」、基于震度法、保耐法桥墩的抗震设计和补强计算、制图的「桥墩的设计」、刚架式桥墩、桥台,下部结构及RC结构物的设计计算「RC下部结构的设计计算算」、土木计算的便携工具「便携UC-1」 ― 等软件。应用这些考虑设计全新的设计课程,在FORUM8的协力下还提供实施了软件的开发及公开课讲座。同校的其他学部、学科也先后采用了三维实时VR(虚拟现实)软件「UC-win/Road」、三维结构分析软件「Multiframe」等。
 在此,我们对同研究室的吉川弘道教授(结构安全、吉川研究室 ※去年10月开始所属于综合研究所地震风险管理研究室)、青戸拡起客座研究员,以及,栗原哲彦准教授(结构安全、栗原研究室)及相关人士进行了采访。

■ 新体制的概要和研究室定位

 武蔵高等工科学校在1929年建校当初仅开设了电器、土木、建筑3门工学科。之后,于1949年由建设、机械、电器3门学科组成工学部,作为新制的武蔵工业大学开始办学。而后,于1997年2、007年依次开设环境信息学部、知识工学部,不断充实工学部内的学科。最终,在创校80周年之际,从2009年4月开始新设文科的都市生活学部和人间科学部。连同世田谷、横浜、王禅寺等4个校区的5个学部16个学科、加上综合研究所、原子力研究所,发展成为一所综合性大学,并最后更名为表头提到的「东京都市大学」(中村英夫学长)。由此,把工学领域的继续与都市和人的基盘紧密相连,具备了综合性把握未来的体制。
 其中工学部的编成为,机械工学科、机械系统工学科、原子力安全工学科、生体医工学科、电器电子工学科、能源化学科、建筑学科、都市工学科共8门学科。从08年10月开始,同学部为中心与室兰工业大学合作「远距离地区选定大学的教育、研究活动 ― 氢能源研究协力为契机 ―」,被文部省选定为战略性大学联合支援事业,目前正在进行中。
 这次要介绍的工学部都市工学科是,都市设计课程(都市政策/基础设施设计)、都市环境课程(水圏环境/地圏环境)、都市防灾课程(设施防灾/灾害减轻)3个课程构成。其中,经历了学部、大学院时代,在吉川弘道教授的指导下,混凝土结构物分析专业的青戸拡起氏,目前所属的是同教授的结构安全、吉川研究室(都市防灾课程)。同研究室作为文部科学省科学研究费辅助金支付(2008年度)对象,以「铁道设施的地震风险分析和分析转嫁策略的研究」为首,致力于混凝土结构物的非线形分析、性能评价设计法、抗震风险分析的研究。


■ 吉川研究室对工具的应用

 「好的软件功能要积极使用,其延长线上设定研究是一种战略」是吉川弘道教授的评价。体现了这种考虑方法,同研究室中对IT(信息技术)的应用推进的尤为快速。
 作为其中的一环,作为同研究室最主要工具的UC-win/FRAME(3D),购买导入可以追溯到5年前。其实,早在青戸拡起氏还是该研究室的学生时,大约10年前在抗震相关的研究中,就痛感到了数值模拟的必要性。在FORUM8入社后,还有与该产品开发相关的一段经历。为此,从研究人员的角度尽可能地搭载了有效的功能。从2007年秋开始,此次是大学研究室的学生同学们的利用观点出发,与以往相比即使对计算理论不是非常熟悉,也可以对三维结构物的摇摆进行简单地再现,对其进行把握成为可能的利点受到注目。实际中,在毕业论文中用到的同学,也认为其用于桥梁受灾度的视觉表现上非常通俗易懂。
 此外,对于UC-win/Section,通过利用其中的部分功能,进行钢筋混凝土工学的教学等,以往均通过手工计算的各种复杂的计算完全实现了自动化。从2年前在教课中采用以来,节省了大量原本应该要学生花在计算上的时间,让大家可以集中精力用于接下来的研究工作。
 比预想更加得到有效应用的是便携UC-1。因为现在几乎所有的学生都有手机,通过与其他高度工具的并用,同时以众多的学生为对象可提高授课的效率性。
 桥墩的设计和RC下部结构的设计计算是,前面提到的UC-win/Section的补充,以对应更加详细的计算为目的对该软件进行了导入。
 通过将这些软件分别应用到教学和研究中,面向学科内的学生努力提供更广泛的利用机会是该研究室有代表性的考虑,青戸拡起氏表达了这样的观点。
▲吉川 弘道 教授(中央)、青戸 拡起 客座研究员
(后列右)、栗原 哲彦 准教授(后列左)和结构安全
吉川研究室的各位

▲东京都市大学 世田谷校区

▲吉川研究室毕业论文



▲灵活应用软件进行设计练习授课
■ 摸索展开独自的教育手法

 通过这样的过程,同研究室和FORUM8进行了一系列独特的尝试。
 其中之一是「地震风险分析 FrameRisk」的联合开发。以往的抗震设计是「可以承受这样的地震」之校核方法,相比之下提出「可能会出现这样的损坏」之全新考虑。同研究室负责了这个构想和定式化,作为向导型软件FORUM8对其进行了开发。
 另一个是,吉川弘道教授和青戸拡起氏共同主编的「同吉川教授一起学! 结构工学和抗震设计 WebLesson」。吉川弘道教授以前便独自开设了「想知道更多之混凝土讲座」(http://c-pc8.civil.musashi-tech.ac.jp/RC/)。对于这些WebLesson,是将该研究室使用的结构设计/抗震设计相关的软件进行的计算事例在FORUM8的Web站点进行公开。目前已经介绍了10个例子。
 同时,该研究室为了有效且段时间学习钢筋混凝土桥墩的抗震设计计算,提出了应用市场上销售的软件进行设计联系的想法,并正在实践。其对象教学的课程是作为钢筋混凝土工学和设计相关的科目,设置在3年级的「都市基盘设施设计演习」。全体按90分×2学时的教学分14周实施。其中的10周是钢筋混凝土桥墩的抗震设计演习。其中除3名教员(吉川弘道教授、栗原哲彦准教授、青戸拡起氏)外、还配置了同研究室的4年生及修士1年级学生TA(Teaching Assistant)共4名。
 设计对象是,钢筋混凝土制T型单柱式桥墩,依据道路桥示方书进行抗震设计。此时,应用桥墩的设计(1Licence)、UC-win/Section(6Licence)、便携UC-1(各自手机)。考虑工具也并非需要普及到所有听课的学生(60名)。
 具体而言,课题1:桥墩基部的断面分析,课题2:RC桥墩的抗震设计(已设桥墩)、课题3:RC桥墩的抗震设计(抗震补强) ― 依次布置了这3个课题,要求分别对其提出研究报告。例如,课题1的断面设计中,利用UC-win/Section的M-φ关系进行计算,因为软件不够,首先教员和TA一组进行教授,其他学生依次接力式地传教给其他学生 ― 采用的是这样的手法。90分×2学时的授课,最终几乎所有学生都完成了作业。此外,还进行了单钢筋进行断面的弯曲耐力的手动计算,与软件算定的结果相比较。
 课题2中,使用课题1决定的断面,进行容许应力度法和地震时保有水平耐力法的抗震设计计算。前者应用了便携UC-1,后者使用的是UC-win/Section。
 实际上,课题2中根据地震时保有水平耐力法进行的校核,给学生们的条件最终校核结果为「OUT」,而课题3的校核结果是「OK」,通过变更配筋,要求再次校核完成与课题2相同的报告。
 「首先,使其扎根这点是很重要的。为此要求更高的质量」
 应用此软件的设计演习经过2007年度至2008年度为期2年的实施,其成果不言而喻。吉川弘道教授表示,来年度也将继续尝试,并想作为一项研究模式确立下来。

 在这里再次对在繁忙的工作中,对于本次采访给与协助的有关人员表示感谢。

WebLesson : 同吉川教授一起学! 结构工学和抗震设计
   武蔵工业大学都市工学科、吉川弘道教授主编的Web公开讲座。
●利用软件的设计练习(暂定)
   Up&Coming下期「教你一招」中预定介绍。


BACK INDEX NEXT
BACK    INDEX NEXT