『理工系の基礎 土木工学』

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ISBN-13 9784621302866

土木工学は人間の生活を支える社会基盤を対象とし、我々の生活に欠かせない。しかし、あまり意識されないことが多く、その全体像をつかむのは容易ではない。

本書では、土木工学の計画、構造、水理、地盤、コンクリート、環境といった各分野の基礎的な事項を網羅的に整理することを目指した。

本書を通読すれば、土木工学に関連する各分野の基礎知識を学べるようになっている。また、教科書としてだけでなく、

公務員試験や技術士といった資格試験に向けた勉強の際にも、各分野の基礎知識を俯瞰することができる。土木工学を学び始めるには最適な一冊となっている。

目次-----

1 土木工学とは何か

2 技術者倫理

3 計画分野

4 構造物の設計と力学

5 構造分野

6 水理分野

7 地盤分野

8 コンクリート分野

9 環境分野

10 技術報告書の書き方

なんでbookmarkしたの？

辞書的に使う

電子データほしいけど無いのか……

自炊&OCRするしかないか……

目次

1. 土木工学とは何か

土木工学の範囲

十木工学の対象

土木工学の学問領域

土木工学の名前の由来

外国における土木工学の名前の由来

わが国における土木工学の名前の由来

土木工学の名前の現在

土木工学のブロセス

河川と上下水道整備の例

道路整備の例

社会基盤施設と防災

社会基盤整備事業の実施主体

土木工学の将来

土木工学の今後

海外での仕事

土木工学を学んだ者の進路

土木工学に関連する資格

2. 技術者倫理

技術者倫理

技術価埋

土木分野における技術者倫理と技術倫理

技術者に倫理が必要な理由

倫理における自律性と普遍性

技術者になぜ倫理が必要なのか

専門職としての技術者

設計における価値バランス

技術者倫理と企業倫理

組織風土

内部杏発と公符通報

環境倫理の3原則

持続可能な開発・発展

気候変動問題

開発と生物多様性

トランスサイエンス

リスクマネジメント

リスク認知

リスクコミュニケーション

安全と安心

合意形成

3. 計画分野

土木計画学とは

構想段階・計画段階

構想を立てる・間題を明確にする

号条件を調査する

将来の需要を予測する

事業の意義を確認する

設計段階

設計要件を決める

道路交通量の表現

交通量の変動

車両の速度

交通密度とオキュパンシー

交通量・密度・速度

車頭時間と事豆距AA

遅れ

施工・供用・維持管理段階

施工段階

供用段階

維持管理段階

4. 構造物の設計と力学

はじめに

設計の基本概念

設計の流れ

要求性能と限界状態

部分安全係数法

安全性の照査の具体例

概要

断面耐力の算定

設計断面力の算出および安全性の照査

設計と確率論

地震記録を例として

確率論の必要性

確率論の視点からみた材料中度荷重そして設計

設計と力学

工学系学生にとっての力学

ニュートンの運動方各式の適用事例

質点系の力学から連続体力学へ

数値シミュレーションと力学

table:index

5. 構造分野 6

5.1 構造分野が扱う対象 73 73

5.2 平面保持の仮定，梁の曲げ剛性 73 74 5

5.2.1 フックの法則 74 74

5.2.2 中立面・中立軸 74 74

5.2.3 平面保持の仮定と染の曲げ応力度 74 74

5.2.4 たわみと曲げ剛性EIの関係 75 75

5.2.5 実験例:平面保持の仮定 75 77

5.3 断面2次モーメント 77 77 3

5.3.1 断面2次モーメント 78 78

5.3.2 図心と中立軸の関係 78 78

5.3.3 実験例:断面2次モーメント 78 80

5.4 梁の変形と境界条件 80 80 4

5.4.1 境界条件の種類 80 80

5.4.2 静定と不静定 80 81

5.4.3 梁の曲率と曲げモーメント 81 81

5.4.4 実験例:梁の変形と境界条件 81 83

5.5 軸力部材の引張りと圧縮 83 83 3

5.5.1 ポアソン比 83 83

5.5.2 軸力部材の座屈 83 84

5.5.3 実験例:軸力部材の引張りと圧縮 84 86

5.6 ブリッジコンテスト 86 86 1

5.6.1 ブリッジコンテスト 87 88

6. 水理分野

水理分野が扱う対象

水理学と社会の関わり

本章における重要キーワード

開水路等流・漸変流

等流,wieit

レイノルス応力

対数分布則

ビトー管

実験例

管路流

レイノルズ数

摩擦損失(管路の摩擦によるエネルギー損失)

摩擦損失以外の損失

ベルヌーイの定理とエネルギー線,動水勾配線

実験例

開水路急変流と跳水

フルード数友

比エネルギー

比力

跳水

実験例

層流と乱流

層流と乱流

限界レイノルズ数Re

ハーゲン・ポアズイコユ流れ

実験例

table:index3

6.6 ペットボトルロケット実験 104 104 5

6.6.1 ペットボトルロケットの飛行特性 104 104

6.6.2 推進力 104 104

6.6.3 運動量東と運動量保存則 105 105

6.6.4 抗力 105 105

6.6.5 実験例 106 107

7. 地盤分野

地盤分野と土質力学

土とは？

土の状態をはかる

土の状態を表す

粘土の状態を表す

砂の状態を表す

砂と粘土の間隙比<

TAA含水比みと飽和度$,

土の締固めによる土の状態の変化

|「砂]と|粘土」の区分のしかた

土中の水の流れ

粘土の圧密

圧密現象

簡易モデルによる圧密現象の理解

圧密試験データの整理法

粘土地盤の圧密沈下量と圧密時間の推定法

土のせん断

粘土の一軸圧縮試験

一面せん断試験

三軸圧縮試験

地盤調査データ

8. コンクリート分野

コンクリートの位置づけ

コンクリート構造物の設計・施工

コンクリートの品質

本章の構成

耐久性と評価方法

コンクリート構造物の主要な劣化機構

鋼材腐食の基礎

中性化に伴う鋼材腐食

協化物イオンの侵入に伴う鋼材腐食

施工性と評価方法

ワーカビリティー

流動性

空気量

コンクリートの配合設計

配合設計の手順

配合条件の設定

暫定の配合の設定

配合の決定

現場配合

材料の品質

配合コンテスト

評価基準

データの分析

試し練りと配合の決定

table:9

9. 環境分野 8

9.1 環境工学で扱う水について 2

9.1.1 環境間題と水処理 158 159

9.1.2 水資源と水処理 159 160

9.2 ジャーテスト 5

9.2.1 沈降速度式 160 161

9.2.2 濃度計算 161 161

9.2.3 凝集剤の濃度計算の具体例 161 161

9.2.4 凝集の効果 161 163

9.2.5 ジャーテストに関連して 163 163

9.3 塩素処理テスト 164 165

9.4 有機物指標 165 166 6

9.4.1 BOD計測 166 166

9.4.2 BOD希釈倍率の設定 166 167

9.4.3 BOD計測の手順 167 167

9.4.4 BOD計測の関連知識 167 168

9.4.5 COD計測 168 168

9.4.6 調べて整理するとよい事項 168 168

9.5 活性汚泥の浄化反応と沈降特性 4

9.5.1 活性汚泥法が開発されてきた背景 168 169

9.5.2 活性汚泥法の処理プロセス 169 169

9.5.3 活性汚泥法の実験例 169 170

9.5.4 調べて整理するとよい事項 170 170

9.6 総括酸素移動容量係数 KLa 3

9.6.1 酸素の移動の必然と必要性 171 171

9.6.2 酸素移動の基礎式 171 171

9.6.3 総括酸素移動容量係数の実験例 171 172

9.7 下・廃水処理 8

9.7.1 下水処理の概念 172 172

9.7.2 標準活性汚泥法のフロー 172 173

9.7.3 気相から液相への酸素移動 173 173

9.7.4 活性汚泥による有機物除去を解析的に表す 173 174

9.7.5 負荷の表し方 174 174

9.7.6 SMIとSv 174 174

9.7.7 汚泥返送率(返送汚泥率) 175 175

9.7.8 BOD容積負荷とKLaの関係 175 176

9.8 高度処理 4

9.8.1 概説 176 177

9.8.2 硝化液循環法 177 177

9.8.3 嫌気好気法 177 177

9.8.4 嫌気無酸素好気法 177 178

table:index2

10. 技術報告書の書き方 5

10.1 実験レポートの体裁・書き方 179 179 3

10.1.1 表紙と目次 179 179

10.1.2 レポートの内容 179 180

10.1.3 対数グラフの使い方と意味 180 182

10.2 データの解析 182 182 5

10.2.1 実験データの読み方、有効数字 182 183

10.2.2 基本統計量 183 184

10.2.3 誤差の性質 185 185

10.2.4 平均を計算する意味 185 186

10.2.5 尤度と最小二乗法 186 187

10.3 データ解析の例 188 188 3

10.3.1 ひずみと応力の関係 188 188

10.3.2 開水路の流速分布 188 189

10.3.3 最小二乗法を適用する際の注意点 189 190

10.4 次元と単位 190 190 2

10.4.1 次元の意味 190 190

10.4.2 単位の換算 190 191

10.5 相似則 191 191 2

10.5.1 水理模型実験における相似則 191 193

10.5.2 風の力で振動する模型実験における相似則 193 195

索引