令和元年度1級建築士-学科Ⅳ構造

建築士過去問解説

令和元年度 学科Ⅳ-構造
全30問掲載

一級建築士学科試験
2022年7月24日(日)

令和04年度試験日まであと 日!

〔R01 No.01〕等質で、図- 1のような断面形状の部材に、図- 2のように断面力として曲げモーメントMのみが作用している。この断面の降伏開始曲げモーメントをMy、全塑性モーメントをMpとするとき、M≦Myの場合とM≦Mpの場合の中立軸の位置の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、中立軸の位置は断面下縁から測るものとする。

解答 3:全塑性状態(M=Mp)のときの、その断面から考える。圧縮合力Cと引張合力Tが作用している。これらCとTの力の大きさは等しく、向きは正反対を向いている。 合力は断面積(A)×応力度(σ)で求められるが、 全塑性状態であるとき、圧縮応力と引張応力の大きさは同じく、一定である。そのため、面積を二分する部分が中立軸の位置である。よって、全塑性状態の時の中立軸の位置は、300mmである。 次に2つ目の条件の弾性状態の場合の中立軸の位置は、断面積の重心に位置する。 上の図より、求められる弾性状態時の中立軸(重心の位置)は、250mmとなる。
〔R01 No.02〕図のような材料とスパンが同じで、断面が異なる単純梁A、B及びCの中央に集中荷重Pが作用したとき、それぞれの梁の曲げによる中央たわみδA、δB及びδCの比として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁は弾性部材とし、自重は無視する。また、梁B及びCを構成する部材の接触面の摩擦はないものとする。
解答 2:集中荷重が作用する単純ばりの弾性たわみδは、 δ = (1/48)・(Pl3/EI) で求められる。題意より、荷重はP、ヤング係数はE、スパンlは等しく、1/48は定数である。これより、上の式は以下のように省略して比較することができる。 δ’ = 1/I ①梁Aの断面二次モーメントIA IA = {2a × (2a)3}/12 = 16a4/12 よって、δ= 1/I = 12/16a4 ②梁Bの断面二次モーメントIB IB = {a × (2a)3}/12 ×2 = 16a4/12 よって、δ= 1/I = 12/16a4 ③梁Cの断面二次モーメントIC IC = {2a × (a)3}/12 ×2 = 4a4/12 よって、δ= 1/I = 12/4a4 以上より、δA:δB:δC = 1/16 : 1/16 : 1/4 = 1:1:4
〔R01 No.03〕図のようなラーメンに荷重10Pが作用したときの曲げモーメント図として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁部材の曲げ剛性は2EI、柱部材の曲げ剛性は3EIとし、図のA点は自由端、B点は剛接合とする。また、曲げモーメントは材の引張側に描くものとする。
解答 1:固定モーメント法で解いていく。①材が回転しないようにB点を固定する。B点の材端モーメントMBAは、 MBA = 10P × l = 10Pl となる。 ②上の計算過程でB点を固定端として扱ったが、実際は固定端ではなく、節点として計算する。上図のように、材端モーメントは柱と、右の梁の剛比に応じて分割される。よってその剛度の比率は、梁右:柱 = 2EI : 3EI なので、それぞれの材端モーメントは、 M梁右(B) = 10Pl × 2/5 = 4Pl M柱(B) = 10Pl × 3/5 = 6Pl③最後に材端モーメントM右梁(C) 、M柱(D)を求める。各材の他端には、それぞれの分割モーメントの1/2が生じている。 M左梁(C) = 4Pl× 1/2 =Pl M柱(C) = 6Pl × 1/2 = 3Pl モーメント図は、以下のようになる。よって正答は、選択肢1となる。
〔R01 No.04〕図のような水平力が作用する2層構造物(1層の水平剛性2K、2層の水平剛性K)において、1層の層間変位δ1と2層の層間変位δ2との比として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁は剛とし、柱の軸方向の伸縮はないものとする。
解答 4:題意より、1層の水平剛性=2K、2層の水平剛性=Kであるから、各層の柔性は、以下のようになる。
1層の柔性=1/2K、2層の柔性=1/K
次に各層の層間変位を求める。「層間変位σ」は各層に作用する層せん断力に柔性を乗じて求められ、各層の「層せん断力Q」はその層より上部に作用する水平力の和である。題意で「梁は剛とし、柱の軸方向の伸縮はないもの」とあるので、左右の変位量は等しい。 1層の層せん断力Q1=P+2P=3P 2層の層せん断力Q2=2P 1層の層間変位σ1=3P × (1/2K)= 3P/2K 2層の層間変位σ2=2P × (1/K)= 2P/K よって層間変位の比σ1とσ2は、 σ1:σ= 3P/2K:2P/K = 3:4
〔R01 No.05〕図のような荷重が作用するトラスにおいて、部材ABに生じる軸方向力として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、軸方向力は、引張力を「+」、圧縮力を「-」とする。
解答 2:反力を求めた後、下図のように切断し、切断法によって部材ABの軸方向力を求める。求める部材ABを含んでトラスを切断し、垂直方向の釣り合い条件から求める。この時、NABの垂直方向の力(NAB(Y))は、(√3 /2)・NABとなる。 ΣY = 0 ⇔ 6/7 P – P – NAB(Y) = 0 ⇔ 6/7 P – P – (√3 /2)・NAB = 0 ⇔ NAB = (2/√3) ・-1/7 P = – (2/7√3) P(選択肢2)

〔R01 No.06〕次の架構のうち、静定構造はどれか。
解答 3:静定構造物かどうかを判断するには、判別式を用いる。 m = n + s + r – 2k ( m = 0で静定) n : 反力数 s : 部材数 r : ある節点において、1つの材に剛接合されている部材数 k:支点と節点の数(支点と節点が一点に集まっているときは、まとめて1つと数える) 1. m = 3 + 4 + 0 – 2・4 = -1 (不安定) 2.m = 5 + 4 + 0 – 2・4 = +1 (安定で1次不静定) 3. m = 4 + 4 + 0 – 2・4 = 0 (安定で静定) 4.m = 6 + 4 + 1 – 2・5 = +1 (安定で1次不静定) (関連問題:平成20年1級学科4、No.06)
〔R01 No.07〕建築基準法における建築物の構造計算に用いる風圧力に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.風圧力の計算に用いる速度圧qは、その地方について定められている基準風速V0の2乗に比例する。
2.基準風速V0は、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分間平均風速に相当する値である。
3.ガスト影響係数Gfは、「平坦で障害物がない区域」より「都市化が著しい区域」のほうが大きい。
4.風圧力は、一般に、「外装材に用いる場合」より「構造骨組に用いる場合」のほうが大きい。
解答 4:「風圧力」は、外装仕上げ材、下地材、胴縁、間柱などを介し、構造骨組へと流れる。そのため、構造骨組に達する時には平均化される。したがって、「外装材に用いる場合」より「構造骨組に用いる場合」のほうが小さい。(告示(平12)1458号) (関連問題:令和02年1級学科4、No.08)
〔R01 No.08〕建築基準法における荷重及び外力に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.多雪区域以外の区域において、積雪荷重の計算に用いる積雪の単位荷重は、積雪量1cm当たり20N/m2以上とする。
2.店舗の売場に連絡する廊下の床の構造計算に用いる積載荷重は、建築物の実況に応じて計算しない場合、店舗の売場の床の積載荷重を用いることができる。
3.建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、当該部分の固定荷重と積載荷重との和に水平震度を乗じて計算する。
4.建築物の固有周期が長い場合や地震地域係数Zが小さい場合には、地震層せん断力係数Ciは、標準せん断力係数C0より小さくなる場合がある。
解答 2:「店舗の売場に連絡する廊下の床」の積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、建築基準法施行令85条1項の表において、室の種類が(5)劇場、集会場などの積載荷重の「その他」の欄の数値による。これは(4)百貨店又は店舗の売場より大きな値で定められている。 (関連問題:平成20年1級学科4、No.08)
〔R01 No.09〕木造軸組工法による地上2階建ての建築物の壁量の計算に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.平面が長方形の建築物において、必要壁量が地震力により決定される場合、張り間方向と桁行方向の必要壁量は異なる値となる。
2.風圧力に対する2階の必要壁量は、2階床面からの高さ1.35mを超える部分の見付面積に所定の数値を乗じて得た数値となる。
3.壁倍率2の耐力壁の長さの合計が9mの場合の存在壁量と、壁倍率3の耐力壁の長さの合計が6mの場合の存在壁量は同じ値となる。
4.壁倍率1.5の筋かいを入れた軸組の片面に、壁倍率2.5の構造用合板を所定の方法で打ち付けた耐力壁の壁倍率は4となる。
解答 1:地震力に対する「必要壁量」は、床面積に係数を乗じて求める。この係数は、屋根葺き材の種類や、建築物の階数、階の位置によって定められている。このため、地震力に対する「必要壁量」は、張り間方向とけた行方向とで同じ値となる。 (関連問題:平成28年1級学科4、No.10平成26年1級学科4、No.09)
〔R01 No.10〕木造軸組工法による地上2階建ての建築物に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.構造耐力上主要な柱について、やむを得ず柱の所要断面積の1/3を切り欠きしたので、切り欠きした部分が負担していた力を伝達できるように金物で補強した。
2.圧縮力と引張力の両方を負担する筋かいとして、厚さ1.5cm、幅9cmの木材を使用した。
3.国土交通大臣が定める基準に従った構造計算によって構造耐力上安全であることを確かめたので、小屋組の振れ止めを省略した。
4.構造耐力上主要な柱の小径を、横架材の相互間の垂直距離に対する割合によらず、国土交通大臣が定める基準に従った構造計算によって決定した。
解答 2:引張力を負担する木材の筋かいは、厚さ15mm以上、幅90mm以上とし、圧縮力を負担する筋かいは、厚さ30mm以上、幅90mm以上とする。そのため、設問の「圧縮力と引張力の両方を負担する筋かいとして、厚さ1.5cm、幅9cmの木材」は不適当である。(建築基準法施行令第45条1項及び2項) (関連問題:平成29年1級学科4、No.09平成26年1級学科4、No.09平成23年1級学科4、No.10平成29年2級学科3、No.12平成28年2級学科3、No.11平成23年2級学科3、No.12平成20年2級学科3、No.12)

〔R01 No.11〕鉄筋コンクリート構造の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.耐力壁は、一般に、付着割裂破壊が発生しにくいことから、付着割裂破壊の検討を省略した。
2.柱の付着割裂破壊を防止するために、柱の引張鉄筋比を大きくした。
3.柱のせん断圧縮破壊を防止するために、コンクリートの設計基準強度を高くすることにより、コンクリートの圧縮強度に対する柱の軸方向応力度の比を小さくした。
4.柱梁接合部内に、帯筋比が0.3%以上となるように帯筋を配筋した。
解答 2:「付着割裂破壊」とは、異形鉄筋のフシが周辺のコンクリートを押し広げることによって部材表面に生じるコンクリートの破壊のこと。コンクリートの隅に太い鉄筋を配置するような組み合わせや細い鉄筋を複数束ねた場合に付着割裂破壊が生じやすくなる。この破壊は引張鉄筋比の大きなものほど生じやすく、せん断スパン比が1.5~3.0の部材では、引張鉄筋比を1.0%以下とすることが必要。(告示(昭55)第1792号第4) (関連問題:平成29年1級学科4、No.13平成26年1級学科4、No.12平成23年1級学科4、No.13平成21年1級学科4、No.14平成20年1級学科3、No.14)
〔R01 No.12〕鉄筋コンクリート構造の梁に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.最小あばら筋比は、曲げひび割れの発生に伴う急激な剛性の低下を防ぐために規定されている。
2.あばら筋の長期許容応力度は、SD295AからSD345に変更しても、大きくはならない。
3.主筋のコンクリートに対する許容付着応力度は、下端筋より上端筋のほうが小さい。
4.圧縮側の主筋は、長期荷重によるクリープたわみを抑制する効果がある。
解答 1:「あばら筋比」は、梁幅に対するあばら筋量の比率のこと。あばら筋比が大きいほど、せん断耐力が大きくなる。「せん断破壊」は脆弱破壊であるので、これを防ぐために最小値を0.2%と定めている。 (関連問題:平成29年2級学科3、No.13平成20年2級学科3、No.15)
〔R01 No.13〕鉄筋コンクリート構造の配筋に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図に記載のない鉄筋は適切に配筋されているものとする。
1.断面内に打継ぎ部を有する基礎梁において、必要な定着長さが確保されていたので、図- 1に示すように、基礎梁の側面にあばら筋の重ね継手を設けた。
2.片側に床スラブが取り付いた梁のあばら筋において、必要な余長が確保されていたので、図-2に示すように、あばら筋の末端の一端を90度フックとした。
3.梁下端主筋において、必要な重ね継手長さを確保したうえで、応力集中を避けるために、図-3に示すように、継手位置をずらして配筋した。
4.長方形孔を有する梁において、あばら筋に加え、図- 4に示すように、軸方向補強筋を長方形孔の上下に配筋した。
解答 3:継ぎ手の種類を問わず、1箇所に集中することは避け、梁下端主筋の場合、0.5Lもしくは1.5Lずらして配筋する。(鉄筋コンクリート構造計算規準) (関連問題:平成26年1級学科4、No.14平成26年2級学科4、No.08平成22年2級学科4、No.06)
〔R01 No.14〕鉄筋コンクリート構造の柱梁接合部に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.外柱の柱梁接合部においては、一般に、靱性を確保するために、梁の下端筋は上向きに折り曲げて定着させる。
2.柱梁接合部の設計用せん断力は、取り付く梁が曲げ降伏する場合、曲げ降伏する梁の引張鉄筋量を増やすと大きくなる。
3.柱梁接合部の許容せん断力は、柱梁接合部の帯筋量を増やすと大きくなる。
4.柱梁接合部の許容せん断力は、コンクリートの設計基準強度を高くすると大きくなる。
解答 3:柱梁接合部内の帯筋は、柱の帯筋とは異なり、せん断補強筋として接合部のせん断強度を上昇させる効果がほとんど期待できない。そのため、柱梁接合部の短期許容せん断力は、帯筋の効果を考慮せず、コンクリート強度のみに依存した評価となるので、コンクリートの設計基準強度を高くすると大きくなる。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
〔R01 No.15〕鉄骨構造の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.床面の水平せん断力を伝達するために、小梁と水平ブレースによりトラス構造を形成する場合、小梁は軸方向力も受ける部材として検討する必要がある。
2.角形鋼管を用いて柱を設計する場合、横座屈を生じるがないので、許容曲げ応力度を許容引張応力度と同じ値とすることができる。
3.H形鋼を用いた梁に均等間隔で横補剛材を設置して保有耐力横補剛とする場合において、梁を建築構造用圧延鋼材SN400Bから同一断面の建築構造用圧延鋼材SN490Bに変更することにより、横補剛の数を減らすことができる。
4.圧縮材の中間支点の横補剛材は、許容応力度設計による場合、圧縮材に作用する圧縮力の2%以上の集中力が加わるものとして設計する。
解答 3:「横補剛」は、①全梁において等間隔に設置する、又は②梁の端部に近い部分を主として設置することによって、横座屈を制御する最も効果的な方法である。強度が大きい部材には、より大きな応力が生じるため、より多くの補強が必要となる。このため、SN400B材よりもSN490B材の方が強度が大きいので、設置する横補剛の必要箇所数は多くなる。(建築物の構造関係技術基準解説書) (関連問題:平成30年1級学科4、No.16平成29年1級学科4、No.15平成28年1級学科4、No.17平成26年1級学科4、No.17平成25年1級学科4、No.19平成24年1級学科4、No.18平成22年1級学科4、No.15)

〔R01 No.16〕鉄骨構造の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.柱の許容圧縮応力度の算定に用いる限界細長比は、基準強度F値が大きいほど大きくなる。
2.骨組の塑性変形能力を確保するために定められている柱及び梁の幅厚比の上限値は、基準強度F値が大きいほど小さくなる。
3.骨組の塑性変形能力を確保するために定められているH形鋼(炭素鋼)の梁の幅厚比の上限値は、フランジよりウェブのほうが大きい。
4.大地震時に、筋かい(炭素鋼)に必要な塑性変形能力を発揮させるために、筋かい端部及び接合部の破断耐力は、筋かい軸部の降伏耐力の1.2倍以上とする。
解答 1:「限界細長比」とは、材料が弾性限度内でいられる限界の細長比のことで、次式で表される。 A=√(π2E/0.6F) E:ヤング係数、F:鋼材の基準強度 これにより、柱の限界細長比は、基準強度Fが大きいほど小さくなる。 (関連問題:平成27年1級学科4、No.16平成24年1級学科4、No.15)
〔R01 No.17〕鉄骨構造の接合部に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.梁フランジを通しダイアフラムに突合せ溶接する場合、梁フランジは、通しダイアフラムを構成する鋼板の厚みの内部で溶接しなければならない。
2.強度の異なる鋼材を突合せ溶接する場合、強度の高いほうの鋼材に対応した溶接材料、溶接条件とすることにより、溶接部の許容応力度は、強度の高いほうの鋼材と同じ許容応力度とすることができる。
3.高力ボルト摩擦接合において、肌すきが1mm以内であれば、フィラープレートを挿入せず、そのまま高力ボルトを締め付けてもよい。
4 .高力ボルトの最小縁端距離は、一般に、「手動ガス切断縁の場合」より「自動ガス切断縁の場合」のほうが小さい値である。
解答 2:強度の異なる鋼材を「突合せ溶接」とする場合、溶接部の許容応力度は接合される鋼材(母材)の許容応力度のうち、小さい方の値とする。(鋼構造設計規準) (関連問題:平成26年2級学科3、No.17平成23年2級学科3、No.18平成22年2級学科3、No.18平成20年2級学科3、No.18)
〔R01 No.18〕柱材に板厚6mm以上の建築構造用冷間ロール成形角形鋼管(BCR)を用い、通しダイアフラム形式とした建築物の耐震計算に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.「ルート1- 1」において、標準せん断力係数Coを0.2として地震力の算定を行った。
2.「ルート1 – 2」において、標準せん断力係数Coを0.3として地震力の算定を行い、柱に生じる力を割増したので、層間変形角及び剛性率の検討を省略した。
3.「ルート2」において、最上階の柱頭部及び1階の柱脚部を除く全ての接合部については、柱の曲げ耐力の和が、柱に取り付く梁の曲げ耐力の和の1.5倍以上となるように設計した。
4.「ルート3」において、局部崩壊メカニズムとなったので、柱の耐力を低減して算定した保有水平耐力が、必要保有水平耐力以上であることを確認した。
解答 1:鉄骨構造の建築物で、地上階数が3以下、高さ13m以下、軒の高さ9m以下、延べ面積500m2以下で、所定の条件に適合するものは、「ルート1-1」を適用できる。このとき①地震力の算定における標準せん断力係数C0は0.3以上として構造計算し、②水平力を負担する筋かいの端部及び接合部を保有耐力接合し、③冷間成形角形鋼管(板厚6mm以上)を用いる場合は地震応力を割り増す。(告示(平19)第593号第一号イ) (関連問題:平成30年1級学科4、No.18平成28年1級学科4、No.18平成26年1級学科4、No.18平成22年1級学科4、No.26)
〔R01 No.19〕土質及び地盤に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.液状化の判定を行う必要がある土層は、一般に、地表面から20m程度以浅の沖積層の飽和砂質土層である。
2.地下水には自由水、被圧水及び宙水があり、地下工事中に発生することがある根切り底面の盤ぶくれは、被圧水が原因である。
3.一軸圧縮試験は、粘性土の強度や変形係数を調べる簡便な方法で、実用性も高い。
4.砂質土地盤の支持力式に用いる内部摩擦角φは、砂質土が密実になるほど小さくなる。
解答 4:砂質土地盤の支持力式に用いる「内部摩擦角φ」は、土のせん断強さを示す係数である。砂はφが大きいものほど崩れにくく、支持力が大きい。このφは「三軸圧縮試験」によって求められ、N値と比例している。したがって、砂質土が密実になるほどN値は大きくなるので、内部摩擦角φは大きくなり、許容応力度も大きくなる。(建築基礎構造設計指針) (関連問題:平成30年1級学科4、No.19平成25年1級学科4、No.23平成22年1級学科4、No.22、平成18年1級、平成15年1級)
〔R01 No.20〕図のような杭基礎の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.上部地盤が砂質土で地震時に液状化するがある場合、各杭の水平抵抗力が低下しないよう地盤改良等の対策を行う。
2.上部地盤が粘性土で将来にわたって地盤沈下するがある場合、各杭が地盤から突出する影響を考慮して杭の水平抵抗の検討を行う。
3.各杭の径が同じ場合、地震時に各杭が負担する水平力は杭長に応じて異なるものとして、杭の設計を行う。
4.各杭の長さが異なるので、地震時の杭の水平抵抗の検討のために、支持層の近傍で孔内水平載荷試験を行う。
解答 4:地震時の杭の水平抵抗を検討する場合の「杭内水平載荷試験の深度」は、杭の水平抵抗に支配的な影響を与えるとされる深さまでとする。したがって、杭頭から約5mの深さまたは最大杭径の約5倍の深さまで実施する。(建築基礎構造設計指) (関連問題:平成26年1級学科4、No.22)

〔R01 No.21〕直接基礎及び杭基礎の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.直接基礎の即時沈下の計算において、粘性土地盤及び砂質土地盤ともにヤング率及びポアソン比を適切に設定した弾性体と仮定してもよい。
2.杭の引抜き抵抗力の計算において、長期及び短期ともに杭の有効自重(自重から浮力を減じた値)を引抜き抵抗力として考慮することができる。
3.杭基礎を有する建築物において、杭に作用する水平力は、建築物の地上部分の高さ及び基礎スラブの根入れ深さに応じて、一定の範囲で低減することができる。
4.杭の水平抵抗の検討に用いる水平方向地盤反力係数Kh(kN/m3)は、一様な地盤においては杭径が大きくなるほど大きくなる。
解答 4:水平方向地盤反力係数の元となる「基準水平地盤反力係数k」は次式で求めることが出来る。 k = 定数 × 群杭係数 × 変形係数 × 無次元化杭径-3/4 この式の無次元化杭径とは、杭径をcmで表した数値であり、そのため杭径が大きくなるほど水平地盤反力係数kの値は小さくなる。(建築基礎構造設計指針)
〔R01 No.22〕プレストレストコンクリート構造の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.プレキャスト部材を継ぎ合わせて、プレストレスにより圧着接合する場合、圧着部の継目に生じるせん断力は、摩擦抵抗機構のみで伝達するように設計する。
2.ポストテンション材の緊張材定着部では、コンクリートの支圧破壊を避けるために、耐圧板とコンクリート端面との接触面積が広くなるように設計する。
3.ポストテンション方式によるプレストレストコンクリート構造の床版において、防錆材により被覆された緊張材を使用する場合、緊張材が配置されたシース内にグラウト材を注入しなくてもよい。
4.プレストレストコンクリート部材に導入されたプレストレス力は、緊張材のリラクセーション等により、時間の経過とともに増大する。
解答 4:プレストレス導入以後、コンクリートは乾燥収縮と同時に「クリープ」を起こし、時間の経過とともに曲げ変形及び軸方向縮みが増大する。また許容引張応力度以下の引張応力が常時作用して「ラクセーション」を起こす。これらの原因によって導入プレストレスは時間の経過とともに減少する。(プレストレストコンクリート設計施工規準) (関連問題:平成21年1級学科4、No.20)
〔R01 No.23〕各種建築構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.H形断面の鉄骨梁と鉄筋コンクリートスラブを頭付きスタッドを介して緊結した合成梁では、一般に、上下フランジのいずれも、局部座屈の検討を省略することができる。
2.H形断面の鉄骨梁と鉄筋コンクリートスラブを接合する頭付きスタッドの設計に用いる水平せん断力は、曲げ終局時に合成梁の各断面に作用する圧縮力及び引張力の関係から計算できる。
3.地震時の軸力変動により引張力が生じる鉄骨鉄筋コンクリート造の最下階の鉄骨柱脚は、原則として、埋込み形式とする。
4.鉄骨鉄筋コンクリート造の柱のせん断終局耐力は、鉄骨部分と鉄筋コンクリート部分において、それぞれの「曲げで決まる耐力」と「せん断で決まる耐力」のいずれか小さいほうの耐力を求め、それらの耐力の和とすることができる。
解答 1:鉄骨の梁に鉄筋コンクリートの床板を一体化したものを「合成梁」という。これらを頭付きスタッドを介して緊結した合成梁では、一般に、鉄骨梁の下フランジは、圧縮力に対して横座屈・局部座屈には十分注意しなければならないが、上フランジは、圧縮力に対して、上部にある鉄筋コンクリートと共に受けるので、横座屈・局部座屈の検討は省略することができる。(各種合成構造設計指針)
〔R01 No.24〕免震構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.免震構造は、一般に、上部構造の水平剛性が大きくなると、上部構造の床応答加速度も大きくなる。
2.免震構造は、一般に、上部構造の質量及び剛性の偏在等による 変形が抑制される。
3.免震構造に用いられる粘性ダンパーは、速度に応じた減衰力を発揮し、免震層の過大な変形を抑制する働きがある。
4.免震構造に用いられる積層ゴムアイソレーターの水平剛性は、面圧(支持軸力を積層ゴムの水平断面積で除した値)の大きさによって変化する。
解答 1:[初出題] 免震構造において、上部構造の水平剛性が大きくなると、免震層に変形をより集中させることができる。それにより、免震効果は大きくなり、上部構造の固有周期を長くすることができる。固有周期が長くなると上部構造の床応答加速度は小さくなる。(免震構造設計指針)
〔R01 No.25〕制振構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.制振構造に設置するダンパーは、建築物全体の耐力分布や振動性状を踏まえて、適切に配置する。
2.制振構造に用いられるオイルダンパーは、建築物の動きが比較的小さな段階から制振効果を発揮する。
3.制振構造に用いられる履歴型ダンパーの耐力は、地震後の建築物の残留変形を抑制するために、柱と梁からなる主架構の耐力よりも大きくする。
4.鋼材や鉛等の金属製の履歴型ダンパーは、金属が塑性化する際のエネルギー吸収能力を利用するものであり、安定した復元力特性と十分な疲労強度が必要である。
解答 3:ダンパー(減衰機構)は、履歴形、流体形、粘弾性形に分類され、制振鋼構造に用いる履歴形ダンパーは、柱・梁で構成される主架構の耐力よりも小さくする。(免震・制振構造の設計)

鋼材ダンパー

〔R01 No.26〕建築物の耐震設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.純ラーメン構造の場合、地震時の柱の軸方向力の変動は、一般に、中柱より外柱のほうが大きい。
2.鉄筋コンクリート造の腰壁付き梁の剛性は、腰壁と柱との間に完全スリットを設けた場合であっても、腰壁の影響を考慮する必要がある。
3.構造特性係数DSは、一般に、架構が靱性に富むほど小さくすることができる。
4.連層の耐力壁に接続する梁(境界梁)の曲げ耐力及びせん断耐力を大きくすると、一般に、地震力に対する耐力壁の負担せん断力が小さくなる。
解答 4:「連層耐力壁」は1階から最上階まで連続する耐震壁のことで、境界梁をつなぐことで建築物の浮き上がりを抑える。耐力壁の回転による基礎の浮き上がりを、基礎自重や境界梁などによる曲げ戻しによって抑える。連層耐力壁の境界梁の曲げ耐力およびせん断耐力を大きくするほど、建築物は転倒しにくくなる。その反面、地震力に対する耐力壁の負担せん断力は大きくなる。 (関連問題:平成25年1級学科4、No.26)
〔R01 No.27〕木材に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.木表は、一般に、木裏に比べて乾燥収縮率が大きいので、木表側に凹に反る性質がある。
2.木材の強度は、一般に、同じ乾燥状態であれば密度が大きいものほど高い。
3.含水率が繊維飽和点以下の木材の乾燥収縮率は、一般に、「年輪の接線方向」より「年輪の半径方向」のほうが大きい。
4.構造用材料の弾性係数は、一般に、気乾状態から含水率が繊維飽和点に達するまでは、含水率が大きくなるにしたがって小さくなる。
解答 3:含水率が繊維飽和点以下の木材の乾燥収縮率は、一般に、繊維方向が最も小さく0.1%~0.3%、年輪の半径方向は2%~5%、年輪の接線(円周)方向は5%~10%である。 (関連問題:平成28年1級学科4、No.27平成25年1級学科4、No.27平成22年1級学科4、No.27、平成19年1級、平成13年1級)
〔R01 No.28〕コンクリートの一般的な性質に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.コンクリートの圧縮強度は、水セメント比が小さいほど高い。
2.コンクリートの中性化速度は、水セメント比が小さいほど速い。
3.コンクリートのヤング係数は、コンクリートの圧縮強度が高いほど大きい。
4.水和熱によるコンクリートのひび割れは、単位セメント量が少ないコンクリートほど発生しにくい。
解答 2:「中性化」とは、コンクリートのアルカリ性が失われることで、内部の鉄筋が錆び、膨張してしまう恐れがある。コンクリートの「中性化」には2つの要因がある。元々セメントは強アルカリ性であるが、①中性の水と混ざり合うことで、中性に近づいていく。②空気中の炭酸ガスとの影響で中性になる。このため、水セメント比が大きいほど、中性の水が多くなり、中性化し(①)、セメントペーストの組織が緻密で透気性が大きくなるので中性化速度は大きい(速い)。設問では逆の説明がされている。 (関連問題:平成28年1級学科4、No.28平成24年1級学科4、No.28平成23年1級学科4、No.28平成30年2級学科3、No.21平成29年2級学科3、No.22平成27年2級学科3、No.21平成26年2級学科3、No.22平成22年2級学科3、No.21平成20年2級学科3、No.21)
〔R01 No.29〕鋼材に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.建築構造用圧延鋼材(SN材)は、板厚が40mmを超えても、40mm以下の材と同じ基準強度が保証されている。
2.建築構造用圧延鋼材(SN材)C種は、B種の規定に加えて板厚方向の絞り値の下限が定められており、溶接加工時を含め板厚方向に大きな引張力が作用する角形鋼管柱の通しダイアフラム等に用いられている。
3.板厚が一定以上の建築構造用冷間ロール成形角形鋼管BCR295については、降伏比の上限値が定められている。
4.建築構造用ステンレス鋼材SUS304Aは、降伏点が明確ではないので、0.1%オフセット耐力をもとに基準強度が定められている。
解答 1:構造用鋼材は、板厚によってその許容応力度が変わってくる。 構造用鋼材の許容応力度は、以下のように定められる(建築基準法施行令第90条)。このFの値は40mmを基準として板厚によって定められている。圧縮により伸ばす鋼材は、その厚みが薄いほど組織が緻密になり、降伏点が上昇する。 (関連問題:平成22年1級学科4、No.29、平成14年1級、平成09年1級)
〔R01 No.30〕建築物の構造計画及び構造設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
1.建築物の機能性、安全性、耐久性等の設計グレードを高く設定して、高品質を求めるのは必ずしもよい設計とはいえない。
2.建築物に作用する荷重及び外力には性質が異なるいろいろな種類があり、取扱いが難しいので、法規及び基規準は、荷重及び外力の数値を扱いやすいように便宜的に提示している。
3.建築物の高さ方向の剛性や耐力の分布が不連続になる場合には、剛性率に基づき安易に保有水平耐力を割り増すのではなく、地震時の振動性状や崩壊過程を十分に考慮して計画を進める必要がある。
4.構造物のモデル化において、実構造物により近い複雑な解析モデルを採用することは、計算精度が向上するので、解析結果の検証を省略できるという利点がある。
解答 4:「構造物のモデル化」は、構造解析時に用いられ、解析結果の検証においては、計画の精密さが求められる。このため、解析結果の検証を省略することはできない。(免震構造設計指針)

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投稿日:2019年9月18日 更新日:

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