令和02年度1級建築士-学科Ⅳ構造

建築士過去問解説

令和02年度 学科Ⅳ(構造)
全30問掲載

一級建築士学科試験:2020年7月25日(日)
令和03年度試験日まであと 日!

〔No.1〕図-1のように、脚部で固定された柱の頂部に鉛直荷重N及び水平荷重Qが作用している。柱の断面形状は図-2に示すとおりであり、N及びQは断面の図心に作用しているものとする。柱脚部材断面の垂直応力度分布が図-3のような全塑性状態に達している場合のNとQとの組合わせとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、柱は等質等断面とし、降伏応力度はσyとする。

解答 1:全断面が塑性化している時、曲げモーメントに抵抗する部分(①)と圧縮軸力に抵抗する部分(②)に分けて考える。

①曲げモーメントに抵抗して、部材上下に引張合力(T)と圧縮合力(C)が働いており、その大きさは等しく、向きは正反対である。このことから、
T = C = フランジの断面積×応力度=3a2×σy= 3a2σy
よって、M = T × 3a = C × 3a = 9a3σy
⇔ Q・h = 9a3σy
⇔ Q = 9a3σy/ h

②圧縮軸力Nは、ウェブの断面積に応力度を乗じて求める。
N = 2a×a×σy = 2a2σy
N = P であることから、
P = 2a2σy

〔No.2〕図に示す交差梁のA材とB材の交点に集中荷重Pが作用した時のA材、B材の支点の反力をそれぞれRARBとするとき、その比として、正しいものは、次のうちどれか。なお、A材とB材は等質等断面とし、梁の重量は無視するものとする。

解答 4:A材とB材とで分けてそれぞれの反力RAとRBを求める。
①集中荷重が作用する単純ばりの弾性たわみδAとδBは、
δA = PA×(4l3)/48EI
δB = PB×(2l3)/48EI
となる。δABであるから、
δAB ⇄ PA×(4l3)/48EI = PB×(2l3)/48EI
               ⇄ 8PA = PB
よって、PA:PB = 1:8となる。
②P+ PB = P なので、
P= P/9、P= 8P/9となり、
反力RA = PA× 1/2 = (P/9) × 1/2
反力RB = PB× 1/2 = (8P/9) × 1/2
よって、RA : R= 1:8

〔No.3〕図のような柱脚の支持条件が異なる3つのラーメンに水平荷重Pが作用する場合、柱A、柱B及び柱Cに生じるせん断力をそれぞれQA、QB及びQCとしたとき、それらの大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。

1.QA > QB > QC
2.QA = QC > QB
3.QB > QA = QC
4.QC > QB > QA

解答 2:柱のせん断力Qと水平変位δとの関係は、「Q=Kδ」である。この式のうち剛性Kは柱脚の支持条件によって異なり、柱それぞれの水平剛性の分担の合計により求める。
 ・一端固定、他端ピン:K=3EI/l3
 ・両端固定:K=12EI/l3
また柱ABCの水平剛性をそれぞれKA、KB、KCとし、それぞれの柱と剛体でつながった柱の水平剛性をK1、K2、K3とする場合、
・柱Aの場合、KA = 3EI/h3、 K1 = 3EI/h3
・柱Bの場合、KB = 3EI/h3、 K2 = 12EI/h3 
・柱Cの場合、KC = 12EI/h3、 K3 = 12EI/h3 
それぞれの分担した水平剛性の比率は、
・柱Aの場合、KA:K1 = 1:1
・柱Bの場合、KB:K2 = 1:4
・柱Cの場合、KC:K3 = 1:1
よって、柱ABCのせん断力は、
・柱Aの場合、QA=P/(1+1)=P/2
・柱Bの場合、QB=P/(1+4)=P/5
・柱Cの場合、QC=P/(1+1)=P/2
Q= Q> QB

〔No.4〕図-1のような水平荷重Pを受けるラーメンにおいて、Pを増大させたとき、そのラーメンは、図-2のような崩壊機構を示した。ラーメンの崩壊荷重Puとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、柱、梁の全塑性モーメントの値は、それぞれ400kN・m、200kN・mとする。

1.200kN
2.300kN
3.400kN
4.600kN

解答 2:ラーメンの崩壊荷重は、「仮想仕事の原理」を応用し、崩壊荷重Puを外力(①)、全塑性モーメントMPを内力(②)として求める。
①外力による仕事W
 W外 = Pu×σ
          = Pu×3m×2θ
          = 6θ・Pu
②内力による仕事W
 W = MP(柱)×2θ + MP(梁)×2θ +MP(梁)×θ + MP(柱)×θ
          = 400×2θ + 200×2θ + 200×θ + 400×θ
          = 1,800θ
W = Wなので、
    6θ・Pu = 1,800θ
⇔ Pu = 300kN

〔No.5〕図のような荷重が作用するトラスにおいて、部材A、B、C及びDに生じる軸方向力をそれぞれNA 、NB 、NC及びND とするとき、それらの値として、誤っているものは、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。

1.NA = -(5√2)P/2
2.NB = -5P
3.NC = -(√2)/2
4.ND = 0

解答 2:部材Dはその下端の節点を中心に考えると、鉛直方向はND以外は存在しないので、釣り合いの式より、
ND = 0
鉛直反力は左右それぞれ5P/2であり、部材Aの垂直方向による釣り合いの式から、
ΣY = 0
⇄NA/√2 + 5P/2 = 0
NA = -(5√2)P/2 (圧縮力)
NCも同様に、部材Cの垂直方向による釣り合いの式から、
ΣY = 0
⇄NC/√2 + 5P/2 – P – P = 0
NC = -(√2)P/2 (圧縮力)
支点Eを中心にしたモーメントの釣り合いより、
ΣME = 0
⇄NB×l + 5P/2×2l – P×l = 0
N= -4P(圧縮力)

〔No.6〕図のようなラーメンA、ラーメンB及びラーメンCの柱の弾性座屈荷重をそれぞれPA、PB及びPCとしたとき、これらの大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、全ての柱及び梁は等質等断面の弾性部材であり、「柱及び梁の重量」及び「柱の面外方向の座屈及び梁の座屈」については無視するものとする。

1.QA = QC > QB
2.QB > QA > QC
3.QC > QA = QB
4.QC > QA > QB

解答 4:弾性座屈荷重の理論値Peは、下の式から求められる。

Pe = π2EI / lk2

(E:ヤング係数、I:断面二次モーメント、lk:座屈長さ)
まずラーメンA、B、Cの脚柱の支持条件に注目する。題意より、等質等断面であるからEとIは同じである。
→共通項πを除き、ラーメンA、B、Cの弾性座屈荷重の大小関係は「1 / lk2」で比較する。
また座屈長さ(lk)の理論値は以下の表による。ラーメンA、B、Cの座屈長さlkを、それぞれ求めていくと、

ラーメンA:移動に対する条件は自由、一端ピン、他端固定
lkA = 2l = 2 × h = 2h
ラーメンB:移動に対する条件は自由、一端ピン、他端固定
lkB = 2l = 2 × h = 2h
ラーメンC:移動に対する条件は自由、両端固定
lkC = l = h

次にラーメンAとBの梁の剛比に注目する。題意より、等質等断面であるからEとIは同じであり、梁は剛体ではないので、梁の長さが異なると座屈長さは異なってくる。
→梁が長くなるほど柔らかくなり、座屈長さは長くなる。よって、lkAよりもlkBのほうが長い。

以上より、座屈長さの大小関係は、lkB> lkAlkCとなり、
弾性座屈荷重の大小関係は、PC>PA>PBなる。

〔No.7〕建築基準法における建築物に作用する地震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.建築物の地上部分における各層の地震層せん断力係数Ciは、最下層における値が最も小さくなる。
2.建築物の地上部分の必要保有水平耐力を計算する場合、標準せん断力係数C0は、1.0以上とする。
3.振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期Tが長くなるほど大きくなる。
4.地震層せん断力係数Ciの建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiを算出する場合、建築物の設計用一次固有周期Tは、振動特性係数Rtを算出する場合のTの値と同じとする。

解答 3:振動特性係数Rtは、一般に、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど小さくなる。(施行令第88条1項、昭和55年告示第1793号第二)
(関連問題:平成29年1級学科4、No.07平成27年1級学科4、No.07平成25年1級学科4、No.08平成30年2級学科4、No.07平成29年2級学科4、No.08平成27年2級学科4、No.08平成24年2級学科4、No.08平成23年1級学科4、No.08平成21年2級学科4、No.09)

〔No.8〕建築基準法における屋根葺き材に作用する風荷重に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.屋根葺き材の風圧に対する構造耐力上の安全性を確かめるための構造計算の基準は、建築物の高さにかかわらず適用される。
2.屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いる平均速度圧qについては、気流の乱れを表すガスト影響係数Gfは考慮しなくてよい。
3.屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いるピーク風力係数Cfは、一般に、構造骨組に用いる風圧力を算出する場合の風力係数Cfよりも大きい。
4.屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いる基準風速V0は、構造骨組に用いる風圧力を算出する場合と異なる。

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:令和元年1級学科4、No.07)

〔No.9〕木造軸組工法による地上2階建ての建築物において、建築基準法に基づく「木造建築物の軸組の設置の基準」(いわゆる四分割法)に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.各階について、張り間方向及び桁行方向の偏心率が0.3以下であることを確認した場合は、「木造建築物の軸組の設置の基準」によらなくてもよい。
2.図-1に示す平面形状の場合、張り間方向及び桁行方向それぞれの計算に用いる側端部分は、建築物の両側(最外縁)より1/4の部分(■)である。
3.図-2のような建築物の1階側端部分のうちAの部分は、平屋建てとして必要壁量を算定する。
4.各側端部分の壁量充足率が全て1を超えていても、壁率比は0.5以上でなければならない。

解答 4:「壁量充足率」は、存在壁量を必要壁量で割った値である。それぞれの「1」を超える場合、その時点で計算は終了する。しかし、「1」を下回る場合、各階の各方向ごとに「壁率比」を求め、0.5以上であることを確認する必要がある。また、この壁率比は、壁量充足率の「小さい値」を「大きい値で」除した数値である。(関連問題:平成26年1級学科4、No.10平成22年1級学科4、No.10平成21年1級学科4、No.10)

〔No.10〕木造軸組工法による地上2階建ての既存建築物の耐震性を向上させる方法として、一般に、最も効果の低いものは、次のうちどれか。

1.既存の布基礎が無筋コンクリート造であったので、布基礎の外部側面に接着系のあと施工アンカーによる差し筋を行い、新たに鉄筋コンクリート造の基礎を増し打ちした。
2.基礎に不同沈下がみられたので、1階の床組に火打ち材を入れ、1階の床組の水平剛性を高めた。
3.1階と2階の耐力壁の位置がて設置されていたので、2階の床組の下地の構造用合板を梁及び桁に直張りして、2階の床組の水平剛性を高めた。
4.屋根葺き材が日本瓦であったので、住宅屋根用化粧スレートに葺き替えて、屋根を軽量化した。

解答 2:木造軸組工法において、2階の床組や小屋梁構面を高めることで、耐震性を向上することができる。1階床組の水平剛性を高めても効果は低い。
(関連問題:平成25年1級学科4、No.10)

〔No.11〕鉄筋コンクリート構造における付着、継手及び定着に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.柱の付着割裂破壊を防止するために、柱の断面の隅角部の主筋には太径の鉄筋を用いることとした。
2.鉄筋の継手については、継手位置の存在応力にかかわらず、母材の強度を伝達できる継手とした。
3.柱に定着する梁の引張鉄筋の定着長さにおいて、SD295Aの鉄筋を同一径のSD390の鉄筋に変更したので、定着長さを長くした。
4.独立柱の帯筋の端部(隅角部)に135度フックを設け、定着させた。

解答 1:「付着割裂破壊」は異形鉄筋を用いた柱に起こりやすい脆性破壊であり、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。

静岡理工学科理工学部建築科丸田誠研究室HPより

これを防ぐためには以下の対策を施す。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
・断面隅角部に細径の鉄筋を配置する。
・鉄筋のあきを大きくする。
・コンクリートのかぶり厚さを所定の数値以上にする。
・帯筋・あばら筋・中子筋を配するなど、直接拘束された鉄筋を多くする。
・短い柱やスパンの短い梁部材は「X型配筋」とする。
※耐力壁においては付着割裂破壊に対する検討を省略することができる。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.11平成29年1級学科4、No.13平成28年1級学科4、No.12平成25年1級学科4、No.12平成23年1級学科4、No.13平成20年1級学科3、No.14)

〔No.12〕鉄筋コンクリート造の建築物において、「躯体に発生したコンクリートのひび割れの状況を示す図」と「その説明」として、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1.矢印方向に荷重を受けた場合の、「片持ち梁のせん断ひび割れ」

2.下端筋に沿って付着割裂した場合の、「梁のひび割れ」

3.柱梁接合部内に定着された梁上端筋が矢印方向に引張力を受けた場合の、「柱梁接合部及び柱のひび割れ」

4.矢印方向に荷重を受けた場合の、「柱梁接合部のひび割れ」

解答 1:片持ち梁は、下図のように全体に右上がりのせん断ひび割れが発生する。
(関連問題:平成25年1級学科4、No.14平成22年1級学科4、No.12、平成17年1級学科4)

〔No.13〕鉄筋コンクリート構造の許容応力度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.柱の長期許容せん断力の計算においては、帯筋の効果を考慮しなかった。
2.梁の短期許容せん断力の計算においては、有効せいに対するせん断スパンの比による割増しを考慮した。
3.柱の許容曲げモーメントは、「圧縮縁がコンクリートの許容圧縮応力度に達したとき」、「圧縮側鉄筋が許容圧縮応力度に達したとき」及び「引張鉄筋が許容引張応力度に達したとき」に対して算定したそれぞれの曲げモーメントのうち、最大となるものとした。
4.太径の異形鉄筋を梁の主筋に使用したので、鉄筋のコンクリートに対する許容付着応力度を、かぶり厚さと鉄筋径の比に応じて低減した。

解答 3:柱の許容曲げモーメントは、軸方向力を受ける状態で、
・圧縮縁がコンクリートの許容圧縮応力度に達したとき
・圧縮鉄筋が許容圧縮応力度に達したとき
・引張鉄筋が許容引張応力度に達したとき
以上それぞれに対して算定した曲げモーメントのうちの最小の値である。
また、コンクリートの引張応力度は負担しない。
(関連問題:平成21年1級学科4、No.12)

〔No.14〕鉄筋コンクリート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.柱は、作用する軸方向圧縮力が大きいほど、一般に、塑性変形性能が低下する。
2.梁は、貫通孔を設けることにより、一般に、せん断耐力が小さくなる。
3.柱・梁接合部は、取り付く梁の主筋量が多くなるほど、一般に、せん断耐力が大きくなる。
4.耐力壁は、壁板の周辺に側柱を設けることにより、一般に、塑性変形性能が向上する。

解答 3:柱梁接合部のせん断強度はコンクリートの強度のみに依存して評価される。このため、取り付く大張の梁幅を大きくすると大きくなるが、主筋量を増やしてもせん断耐力を上昇させる効果は考慮しない。(鉄筋コンクリート構造計算規準、建築物の構造関係技術基準解説書)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.14平成30年1級学科3、No.11平成27年1級学科4、No.11平成26年1級学科4、No.11平成21年1級学科4、No.14、平成19年1級学科3)

〔No.15〕鉄骨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.横移動が拘束されていないラーメン架構において、柱材の座屈長さは、梁の剛性を高めても節点間距離より小さくすることはできない。
2.有効細長比λが小さい筋かい(λ=20程度)は、中程度の筋かい(λ=80程度)に比べて塑性変形能力が低い。
3.柱材を建築構造用圧延鋼材SN400Bから同一断面のSN490Bに変更しても、細長比がSN400Bの限界細長比以上であれば、許容圧縮応力度は変わらない。
4.梁の塑性変形性能は、使用する鋼材の降伏比が小さいほど、向上する。

解答 2:構造特性係数を算出するための筋かいの種別は、BA、BB、BCの3つの種別がある。有効細長比が小さい筋かい(λ=20程度)の場合はBAで最も塑性変形能力が高い。

昭和55年告示第1792号第3第一号表


(関連問題:平成22年1級学科4、No.16)

〔No.16〕鉄筋構造において使用する高力ボルトに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.山形鋼を用いた筋かいを、材軸方向に配置された一列の高力ボルトによりガセットプレートに接合する場合、筋かい材の有効断面積は、一般に、高力ボルトの本数が多くなるほど大きくなる。
2.高力ボルト摩擦接合部において、一般に、すべり耐力以下の繰り返し応力であれば、ボルト張力の低下や摩擦面の状態の変化を考慮する必要はない。
3.高力ボルト摩擦接合は、すべりが生じるまでは、高力ボルトにせん断力は生じない。
4.高力ボルト摩擦接合のすべりに対する許容耐力の算定において、二面摩擦接合のすべり係数は、一面摩擦接合の2倍となる。

解答 4:高力摩擦ボルト接合の高力ボルト1本あたりの長期許容せん断力は以下の式で求められる。

(摩擦面の数×すべり係数×設計ボルト張力)/安全率

このうち、「すべり係数」は定数で、摩擦面の数によらず「0.45」である。(溶融亜鉛めっきの場合は0.40)

〔No.17〕鉄骨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.引張力を負担する筋かいを保有耐力接合とするためには、筋かい軸部の降伏耐力より、筋かい端部及び接合部の破断耐力を大きくする必要がある。
2.H形鋼等の開断面の梁が曲げを受けたとき、ねじれを伴って圧縮側のフランジが面外に出して座屈する現象を横座屈という。
3.ラーメン架構の柱及び梁に、建築構造用圧延鋼材SN400Bを用いる代わりに同一断面のSN490Bを用いることで、弾性変形を小さくすることができる。
4.H形鋼の梁の設計において、板要素の幅厚比を小さくすると、局部座屈が生じにくくなる。

解答 3:ラーメン構造の弾性変形(たわみ)はヤング係数に反比例するが、SN400材とSN490材のヤング係数は同じである。このため同一断面材を用いるとき、SN400材の代わりにSN490材を用いても、弾性変形を小さくすることはできない。
(関連問題:平成27年1級学科4、No.17平成26年1級学科4、No.30平成20年1級学科3、No.16)

〔No.18〕鉄骨構造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」で計算する場合であっても、特定天井がある場合は、特定天井に関する技術基準に適合することを確かめる必要がある。
2.「ルート1-2」で、厚さ6mm以上の冷間成形角形鋼管を用いた柱を設計する場合、地震時応力の割増し係数は、建築構造用冷間ロール成形角形鋼管BCRより、建築構造用冷間プレス成形角形鋼管BCPの方が大きい。
3.「ルート2」で計算する場合、地上部分の塔状比が4を超えないことを確かめる必要がある。
4.「ルート3」で、建築構造用冷間プレス成形角形鋼管BCPの柱が局部崩壊メカニズムと判定された場合、柱の耐力を低減して算定した保有水平耐力が、必要保有水平耐力耐力以上であることを確認する必要がある。

解答 2:「ルート1-1」および「ルート1-2」の計算に加え、厚さ6mm以上の冷間成形角形鋼管の柱を対象とした計算方法が規定されている。以下のように、柱梁接合形式と鋼管の種類により割増係数が定められている。
・内ダイアフラム形式の場合
 +STKR(JIS G 3466一般構造用角形鋼管):1.3
 +STKRを除くロール成形角形鋼管(BCR):1.2
 +STKRを除くプレス成形角形鋼管(BCP):1.1
・内ダイアフラム形式以外の場合
 +STKR(JIS G 3466一般構造用角形鋼管):1.4
 +STKRを除くロール成形角形鋼管(BCR):1.3
 +STKRを除くプレス成形角形鋼管(BCP):1.2
以上に示したように地震時応力の割増し係数は、いずれの形式においても、ロール成形角形鋼管の方が、プレス成形角形鋼管よりも大きい。

〔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.砂のせん断力に対する抵抗力の大きさは、標準貫入試験で得られるN値と相関関係にある。
2.粘土の変形特性は、一般に、液状化対策としての効果はない。
3.締固め工法による地盤改良は、一般に、液状化対策としての効果はない。
4.地盤の極限鉛直支持力は、一般に、土のせん断破壊が生じることにより決定される。

解答 3:一般に、地表面から20m程度以浅の沖積層(砂質土)で、細粒分含有率が35%以下の飽和土層は、液状化の可能性が高くなり、液状化の検討を行う必要がある。液状化のおそれがある場合、液状化対策としての地盤改良には、締固め工法、深層混合処理工法、ドレーン工法等が有効である。
(関連問題:平成27年1級学科4、No.19、平成07年1級学科3)

〔No.20〕基礎の設計のための地盤調査に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.基礎を支持する砂礫層直下の粘性土層の圧密沈下の特性を把握するために、粘性土の乱さない試料をサンプリングして、一軸圧縮試験を実施した。
2.事前調査の結果、地層の構成が推定できなかったので、予備調査を実施した後に、本調査のボーリングの位置及び数量を決定した。
3.液状化のがある埋立て土層があったので、地下水位調査と粒度試験を実施した。
4.高層建築物の耐震設計上必要となる地盤特性を調査するために、PS検層を実施した。

解答 1:「一軸圧縮試験」は、拘束圧を受けない状態で圧縮強さを測定する簡便な方法で、実用性も高い。粘性土の強度を調べ、粘性土の摩擦力、非排水せん断強さ、変形係数、粘着力等を求める。「三軸圧縮試験」は、拘束圧を作用させた状態で、1種類の土に対して3供試体以上の圧縮強さを測定し、粘着力、内部摩擦角を求める。

三軸圧縮試験機(オガワ精機) 一軸圧縮試験機(オガワ精機)

(関連問題:令和元年1級学科4、No.19平成29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20年1級学科3、No.07、平成18年1級学科3、平成15年1級学科3、平成14年1級学科3)

〔No.21〕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.直接基礎として支持力はあるが、基礎の沈下が過大となるがある地盤に建つ建築物において、基礎の平均沈下量及び不同沈下量を低減するために、パイルド・ラフト基礎を採用した。
2.地震時に液状化ののある地盤であったので、杭の水平抵抗を検討する際に、水平地盤反力係数(単位kN/m3)の値を低減した。
3.一つの建築物において、高層部には杭基礎、低層部には直接基礎を採用したので、鉛直荷重時の不同沈下の検討のみを行い、基礎及び上部構造に障害が生じないことを確認した。
4.地盤沈下が生じている埋立て地盤において、杭に負の摩擦力が生じるがあったので、杭の表面に潤滑材を塗布することで対応した。

解答 3:異種杭の併用は原則として避ける方が望ましい。止むを得ずこれを採用する場合には、鉛直荷重や水平荷重時の詳細な検討を慎重に行い、基礎および上部構造に障害が生じないか確認する必要がある。
(関連問題:平成27年1級学科4、No.20平成21年1級学科4、No.23)

〔No.22〕「壁式鉄筋コンクリート造」及び「壁式ラーメン鉄筋コンクリート造」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.壁式鉄筋コンクリート造の建築物では、壁梁の幅を、壁梁に接している耐力壁の厚さと同じにすることができる。
2.壁式鉄筋コンクリート造の建築物では、直交壁の取り付いた耐力壁の曲げ剛性を評価する場合、直交壁の効果を考慮することができる。
3.壁式鉄筋コンクリート構造は、一般に、壁式ラーメン鉄筋コンクリート構造に比べて、軒の高さの高い建築物に適用することができる。
4.壁式ラーメン鉄筋コンクリート造の建築物では、張り間方向の外壁となる構面には最下階から最上階まで連続する連層耐力壁を設置する必要がある。

解答 3:壁式鉄筋コンクリート構造は、地上階数5階以下、軒の高さ16m以下、階高は3m以下までとする。これは靭性に乏しく、変形能力が小さいため、主として強度に頼る構造であるため規模も小さい。対して壁式ラーメン鉄筋コンクリート構造は、地上階数15階以下、軒の高さ45m以下と規模も大きい。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.22平成25年1級学科4、No.20平成22年1級学科4、No.20、平成19年1級学科3、平成17年1級学科3、平成14年1級学科3)

〔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.プレストレストコンクリート構造におけるポストテンション方式は、PC鋼材の周りに直接コンクリートを打設し、コンクリートが所定の強度に達した後にPC鋼材の緊張を行って、PC鋼材とコンクリートとの付着力により、コンクリートにプレストレスを導入するものである。
2.プレキャストプレストレストコンクリート造の床版では、周囲の梁との接合部を、長期及び短期に長じる応力を相互に伝達できるように計算する。
3.鉄骨鉄筋コンクリート構造の架構応力の計算では、鋼材の影響が小さい場合には、全断面についてコンクリートのヤング係数を用いて部材剛性を評価することができる。
4.コンクリート充填鋼管(CFT)造の柱では、梁から伝達されるせん断力の一部を充填コンクリートに負担させる場合、鋼管と充填コンクリートとの間で応力伝達ができるように設計する。

解答 1:「ポストテンション方式」は、コンクリート硬化後にPC鋼材を引張り、コンクリートの支圧によってプレストレス力を導入する。引張力に対してコンクリートが影響しないようにPC鋼材はシース管の中に入れ、その後シース内にグラウト材を充填してPC鋼材の腐食を防止する。これより、記述にある「PC鋼材とコンクリートとの付着力」によってプレストレス力を与えるものではない。

〔No.24〕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.鉄筋コンクリート造建築物の設計用一次固有周期Tを、略算法でなく固有値解析等の精算によって求める場合には、建築物の振動特性はコンクリートにひび割れのない初期剛性を用い、かつ、基礎や基礎杭の変形はないものと仮定する。
2.構造特性係数DSは、一般に、架構の減衰が小さいほど小さくすることができる。
3.各階の保有水平耐力計算において、剛性率が0.6を下回る場合、又は、偏心率が0.15を上回る場合には、必要保有水平耐力の値を割増しする。
4.限界耐力計算において、塑性化の程度が大きいほど、一般に、安全限界時の各部材の減衰特性を表す係数を大きくすることができる。

解答 2:構造特性係数は、建築物の振動に関する減衰性および各階の靭性に応じて建築物に求められる必要保有水平耐力を低減する係数である。そのため構造特性係数DSは、一般に、架構が靱性に富むほど、また減衰が大きいほど、小さくすることができる。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.26平成24年1級学科4、No.26、平成16年1級学科3)

〔No.25〕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.免震構造において、上部構造の地震時応答せん断力を小さくするには、一般に、ダンパーの減衰量をできるだけ大きくすることが有効である。
2.免震構造において、上部構造の層せん断力係数は、一般に、Ai分布と異なる分布となる。
3.免震構造に用いられるオイルダンパーは、免震層平面の外周部に設置すると、免震層のねじれ変形を抑制する効果がある。
4.免震構造に用いられる支承には、減衰機能はあるが、復元機能はない。

解答 4:すべり支承は、低摩擦材のすべりを利用したアイソレータである。建物を支える柱の直下にすべり材を設置し、更にその下にすべり材が滑りやすくなるよう表面処理を施した、ステンレスなどの鋼板を敷く。

すべり支承(日経クロテック)

これにより地震時にはすべり材が揺れを受け、鋼板の上をゆっくりと滑ることで、地震の揺れを直接建物に伝えないようにする仕組みである。そのうちの一つ「剛すべり支承」は復元機能がないのでダンパーと併用される。ただし、もう一つの「剛すべり支承」は積層ゴムを合わせたもので、復元機能も持つ。

弾性すべり支承(建築診断協会)

〔No.26〕建築物の構造設計及び耐震補強に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.プレストレストコンクリート構造において、クリープ等によるプレストレスの減少率は、一般に、プレテンション方式に比べて、ポストテンション方式の方が小さい。
2.コンクリート充填鋼管(CFT)造の柱は、コンクリートが充填されていない同じ断面の中空鋼管の柱に比べて、剛性は高いが水平力に対する塑性変形性能は低い。
3.鉄骨構造において、露出柱脚の最大せん断耐力は、「摩擦により抵抗するせん断耐力」と「アンカーボルトのせん断耐力」のいずれか大きいほうとする。
4.鉄筋コンクリート造の既存建築物の耐震改修において、柱の炭素繊維巻き付け補強は、柱の曲げ耐力を大きくする効果は期待できない。

解答 2:コンクリート充填鋼管(CFT)造の部材は、コンクリートが充填されていない同じ断面の中空鋼管の柱に比べて、剛性や水平力に対する塑性変形性能も高い。また局部座屈が生じにくく、座屈後の耐力低下も少ない。

〔No.27〕木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.木材のクリープによる変形は、一般に、気乾状態に比べて、湿潤状態の方が大きい。
2.木材は樹種により腐朽菌に対する抵抗性が異なるので、腐朽しやすい土台などには、ひば、ひのきなどの耐久性のある樹種を使用することが望ましい。
3.木材の含水率は、水分を含まない木材実質の質量に対する木材に含まれる水の質量の百分率として定義される。
4.木材の繊維方向の基準材料強度は、一般に、圧縮に比べて、引張の方が大きい。

解答 4:木材の繊維方向の基準材料強度の大小関係は、一般的に、以下の通りになる。
曲げ > 圧縮 > 引張 > めり込み > せん断
(関連問題:平成26年1級学科4、No.27平成24年1級学科4、No.27平成23年1級学科4、No.27)

〔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.水中で養生したコンクリートの圧縮強度は、同一温度の待機中で養生したものよりも大きくなる。
2.一軸圧縮を受けるコンクリート円柱試験体の圧縮強度時ひずみは、圧縮強度が大きいほど大きくなる。
3.コンクリートのスランプは、コンクリートの単位水量が小さいほど大きくなる。
4.コンクリートのヤング係数は、コンクリートの気乾単位体積重量が大きいほど大きくなる。

解答 3:スランプ値は、高さ30cmのメガホン状の鉄製コーンの上から、3回に分けてコンクリートを詰め、各層25回ずつ突いた後、コーンを引き上げて、コーン中央部における下がり量を測定した値である。コンクリートのスランプは、単位水量が大きいものほど大きくなる。
(関連問題:平成15年1級学科3)

〔No.29〕鋼材等に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーの大きい鋼材を使用することは、溶接部の脆弱破壊を防ぐために有利である。
2.建築構造用圧延鋼材SN490Bの引張強さの下限値は、490N/mm2である。
3.アルミニウム合金の線膨張係数は、炭素鋼の約1/2倍である。
4.ステンレス鋼は、炭素鋼に比べて、耐食性、耐火性に優れている。

解答 3:アルミニウム合金の線膨張係数は、炭素鋼の線膨張係数の約2倍であり、アルニウム部材の取り付けに当たっては十分な逃げしろが必要である。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.29平成22年1級学科4、No.29)

〔No.30〕特定天井に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.高さが6mを超え、水平投影面積が200m2を超え、かつ単位面積質量が2kg/m2を超える天井は、天井の支持方式にかかわらず、特定天井に該当する。
2.天井脱落対策に係る技術基準では、稀に生じる地震動(中地震時)において天井が損傷しないことを検証することとしている。
3.既存建築物においては、落下防止措置としてネットやワイヤーにより一時的に天井の脱落を防ぐ方法も許容される。
4.免震建築物においても、特定天井については、天井脱落対策に係る技術基準が定められている。

解答 1:「特定天井」は、脱落によつて重大な危害を生ずるおそれがあるものとして国土交通大臣が定める天井をいう(建築基準法施行令39条)。国土交通省告示には「特定天井は、吊り天井であって、次の各号のいずれにも該当するものとする(平成25年告示771号)」とあり、吊り天井に限定しているため、文中「天井の支持方式にかかわらず」という記述が誤り。

令和02年度一級建築士問題

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投稿日:2020年7月13日 更新日:

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