平成24年度1級建築士-学科Ⅳ構造

建築士過去問解説

平成24年度 学科Ⅳ-構造
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!

〔H24 No.01〕図-1のような底部で固定された矩形断面材の項部の図心G点に鉛直荷重P及び水平荷重Qが作用している。底部a-a断面における垂直応力度分布が、図-2のような全塑性状態に達している場合のPとQとの組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、矩形断面材は等質等断面とし、降伏応力度はσyとする。

解答 2:全断面が塑性化している時、曲げモーメントMに抵抗する部分(①)と圧縮軸力Nに抵抗する部分(②)に分けて考える。①曲げモーメントM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 = 断面積×応力度=d2×σy= d2σy
よって、M = T×2d = C×2d = 2d3σy
⇔ Ql = 2d3σy
⇔ Q = 2d3σy/ l

②圧縮軸力Nは、断面積に応力度を乗じて求める。
N = d×d×σy = d2σy
N = P であることから、
P = d2σy

〔H24 No.02〕図のような梁において、B点及びC点にそれぞれ集中荷重PBとPCが作用する場合、支点Aに鉛直反力が生じないようにするためのPBとPCの比として、正しいものは、次のうちどれか。

解答 2:図の通り反力RA、RDを仮定する。支点Aに鉛直反力が生じないようにするためには、RA=0が条件となる。以下のように支点Dでの釣り合い式をたてて求める。
ΣMD=0
⇔ –PB×l + PC×l = 0
    PB×l  = PC×l 
    PB = PC
よって、PB : P= 1 : 1

〔H24 No.03〕図のような荷重が作用する3ヒンジラーメンにおいて、A点における水平反力HAの大きさとして、正しいものは、次のうちどれか。

解答 3:3ヒンジラーメン構造であるため、反力を求めるためには4つの式が必要になる。ここでは(ⅰ)ΣX=0、(ⅱ)ΣY=0、(ⅲ)ΣM=0の3つの釣り合い式および、(ⅳ)O点の左側の曲げモーメントの合計の式から求める。(ⅰ)ΣX = 0
⇔ HA + HB  = 0・・・①
(ⅱ)ΣY = 0
⇔ RA + RB – 3P = 0・・・② 
(ⅲ)ΣM1= 0
⇔ 3P×2l – RB×3l = 0
⇔ RB = 2P(上向き)・・・③
(ⅳ)ΣM0(左)= 0
⇔ – HA×l + RA×l = 0
⇔ HA = RA ・・・④

③を②に代入すると、
RA + (2P) – 3P = 0
⇔ RA = P(上向き)・・・⑤
⑤を④に代入すると、
HA = RA = P(右向き)

〔H24 No.04〕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 4: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、(1/√2)・NABとなる。
ΣY = 0
⇔ 5/2 P – P – NAB(Y) = 0
⇔ 5/2 P – P – (1/√2)・NAB = 0
⇔ NAB = +(3√3)/2 P (選択肢4)

〔H24 No.05〕図-1のような骨組に水平力3Pが作用し、図-2に示すような曲げモーメントが生じて釣り合った場合、部材Aに生じる引張力として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、曲げモーメントは、材の引張側に描くものとする。

解答 4:図-2より、柱にかかるモーメントからせん断力(Q)を求めることができる。
l = Pl ⇔ Q = P
これより、柱にかかるせん断力はPとなる。
外力(3P)は、2つの柱のせん断力(P+P)と部材Aの水平荷重(TAV)の合計であるから、
3P = P + P + TAV ⇔ TAV = P
よって、
TA = √2 TAV = √2 P

〔H24 No.06〕中心圧縮力が作用する図-1のような正方形断面の長柱の弾性座屈荷重Pe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、柱は全長にわたって等質等断面とし、柱の長さ及び材端条件は図-2のAからDとする。

1.Peは、柱の材端条件が、Aの場合よりBの場合のほうが大きい。
2.Peは、柱の材端条件が、Cの場合よりDの場合のほうが大きい。
3.Peは、柱の材端条件が、Cの場合よりAの場合のほうが大きい。
4.Peは、柱の幅aの四乗に比例する。

解答 3:弾性座屈荷重(Pe)は、以下の式で求めることができる。

Pe2EI/lk2

(E:ヤング係数、I:断面二次モーメント、lk:座屈長さ)
題意より、柱A、B、C、Dは等質等断面であるので、E、I、πは一定である。よって、弾性座屈荷重(Pe)の大小関係は、1/lk2で比較する。
上の表から、座屈長さの大小関係は、lkA<lkC<lkB<lkDとなり、
座屈荷重の大小関係は、PeD<PeB<PeC<PeA
よって、選択肢3「Peは、柱の材端条件が、Cの場合よりAの場合のほうが大きい」は誤り。

〔H24 No.07〕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.単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、実況に応じて計算しない場合、教室>店舗の売場>住宅の居室である。
2.百貨店の屋上広場の単位面積当たりの積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、百貨店の売場の単位面積当たりの積載荷重と同じ数値とすることができる。
3.閉鎖型の建築物における風力係数は、一般に、その建築物の外圧係数と内圧係数との差により算定する。
4.風圧力における平均風速の高さ方向の分布を表す係数は、一般に、「極めて平坦で障害物がない区域」より「都市化が極めて著しい区域」のほうが小さい。

解答 1:積載荷重は、室の種類や構造計算の対象によって下の表にように数値が定められている。(建築基準法施行令第85条第1項表改)
したがって単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、一般に、「店舗の売場」>「教室」>「住宅の居室」となる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.08平成27年1級学科4、No.08、平成18年1級、平成13年1級、平成10年1級、平成28年2級学科3、No.07平成26年2級学科3、No.08平成21年2級学科3、No.08)

〔H24 No.08〕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.建築物の設計用一次固有周期Tが長い場合、一般に、第一種地盤より第三種地盤のほうが建築物の地上部分に作用する地震力は大きくなる。
2.地震力を算定する場合に用いる鉄骨造の建築物の設計用一次固有周期T(単位 秒)は、特別な調査又は研究の結果に基づかない場合、建築物の高さ(単位 m)に0.02を乗じて算出することができる。
3.建築物の地上部分における各層の地震層せん断力係数Cは、最下層における値が最も小さくなる。
4.地震地域係数Zは、その地方における過去の地震の記録等に基づき、1.0から0.7までの範囲内において各地域ごとに定められている。

解答 2:地震力を算定する場合に用いる建築物の設計用一次固有周期Tは、
RC・SRCの場合は、T=0.02h
S造・木造の場合は、T=0.03h
となる。これにより、設計用一次固有周期は、鉄骨造や木造の方が、鉄筋コンクリート等よりも長くなる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.07平成27年1級学科4、No.24平成21年1級学科4、No.08平成20年1級学科3、No.09、平成11年1級、平成28年2級学科3、No.08平成26年2級学科3、No.19)

〔H24 No.09〕図のような木造軸組工法による平家建ての建築物(屋根は日本瓦葺とする。)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」によるX方向及びY方向の壁率比の組合せとして、最もものは、次のうちどれか。ただし、図中の太線は耐力壁を示し、その倍率(壁倍率)は1とする。また、壁率比は、壁量充足率の小さいほうを壁量充足率の大きいほうで除した数値である。

〔H24 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。

1.2階の耐力壁と1階の耐力壁を、市松状となるように配置した。
2.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、床組及び小屋組の隅角部の火打材を省略した。
3.軸組に方づえを設けて水平力に抵抗させることとしたので、柱が先行破壊しないことを確認した。
4.風による水平力に対して必要な耐力壁の量を、建築物の階数床面積及び屋根の重量により算定した。

解答 4:「風による水平力に対して必要な耐力壁の量」は、算定する階より上の「見付面積」からその階の床面から高さが1.35m以下の部分の「見付面積」を減じたものに、「建築物の建設地における地域によって定められている数値(表3)」を乗じて得た数値以上としなければならない。このため、建築物の「見付面積」と「区域に応じた数値」に基づいて算出する。(建築基準法施行令第46条4項)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.09平成30年1級学科4、No.09平成28年1級学科4、No.10平成27年1級学科4、No.09平成25年1級学科4、No.09平成22年1級学科4、No.10、平成13年1級)

〔H24 No.11〕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.コンクリートは圧縮力に強く引張力に弱いので、一般に、大きな軸圧縮力を受ける柱のほうが、じんせいは高い。
2.梁の地震時応力は材端部で大きくなるので、貫通孔を設ける場合、一般に、材端より材中央に設けるほうが、梁のじんせいの低下は少ない。
3.曲げ降伏する梁は、両端が曲げ降伏する場合におけるせん断力に対する梁のせん断強度の比(せん断余裕度)が大きいほうが、曲げ降伏後のせん断破壊が生じにくいので、一般に、じんせいは高い。
4.耐力壁周囲の柱及び梁は耐力壁を拘束する効果があるので、一般に、周囲に柱及び梁を設けたほうが、耐力壁のじんせいは増大する。

解答 1:一般に、柱の軸圧縮応力度σが高いほど、つまり柱部材に作用する軸方向の圧縮力が大きいほど、せん断ひび割れ強度(せん断耐力)は大きくなる傾向にある。ただし、ひび割れ発生後は、靭性に乏しい急激な破壊を生じやすいので、柱の靫性は低下する。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
(関連問題:平成27年1級学科4、No.11平成22年1級学科4、No.11)

〔H24 No.12〕耐震計算ルート1により構造計算を行う鉄筋コンクリート造の建築物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.柱が座屈しないことを確認しなかったので、柱の小径を、構造耐力上主要な支点間の距離の1/10とした。
2.建築物の使用上の支障が起こらないことを確認しなかったので、梁のせいを、梁の有効長さの1/15とした。
3.コンクリートの充填性や面外曲げに対する安定性等を考慮して、耐力壁の厚さを、壁板の内法高さの1/20である150mmとした。
4.建築物の使用上の支障が起こらないことを確認しなかったので、片持ち以外の床版の厚さを、床版の短辺方向の有効張り間長さの1/25である200mmとした。

解答 2:建築物の使用上の支障が起こらないことを確認しなかった場合のコンクリートの梁は、梁のせい(D)を有効長さ(l)で除した値を1/10より大きい値としなければならない。

D/l > 1/10

(建築基準法施行令第82条第4号 及び 平成12年告示第1459号)

〔H24 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。

1.幅300mm、せい600mm、有効せい540mmの梁に、引張鉄筋としてD22の主筋を3本(引張鉄筋比:0.71%)配筋した。
2.幅300mm、せい600mmの梁に、D10のあばら筋を200mm間隔(せん断補強筋比:0.23%)で配筋した。
3.帯筋を100mm間隔で配筋した700mm角の柱と、幅300mm、せい600mmの梁との交差部である柱梁接合部に、D13の帯筋を100mm間隔(せん断補強筋比:0.36%)で配筋した。
4.建築物の使用上の支障が起こらないことを確認しなかったので、厚さ250mmの床版の短辺方向及び長辺方向に、上端筋及び下端筋としてそれぞれD13のスラブ筋を300mm間隔で床版全面に配筋した。

解答 4:スラブの引張鉄筋は、D10以上の異形鉄筋を用いる場合、その間隔を以下にする。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
普通コンクリートの場合、
・短辺方向ー200mm以下
・長辺方向ー300mm以下
軽量コンクリートの場合、
・短辺方向ー200mm以下
・長辺方向ー250mm以下
(関連問題:平成10年1級学科3)

〔H24 No.14〕鉄筋コンクリート構造における構造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.鉄筋コンクリートの単位体積重量の算出において、コンクリートの単位体積重量に鉄筋による重量増分として1kN/m3を加えた。
2.柱及び梁の剛性の算出において、ヤング係数の小さなコンクリートを無視し、ヤング係数の大きな鉄筋の剛性を用いた。
3.柱及び梁の許容曲げモーメントの算出において、コンクリートのほか、主筋も圧縮力を負担するものとした。
4.柱及び梁の許容せん断力の算出において、主筋はせん断力を負担しないものとした。

解答 2:ヤング係数は、コンクリートのヤング係数を用いるか、全断面積(コンクリート+鉄筋)のヤング係数を用いる。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

〔H24 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.柱及び梁の種別をFAとするための幅厚比の上限値は、基準強度Fが大きいほど小さくなる。
2.柱の限界細長比は、基準強度Fが大きいほど小さくなる。
3.組立圧縮材の充腹でない軸(強軸)についての座屈耐力は、全断面が一体になって働くので、単一圧縮材と同じである。
4.H形断面の梁に設ける横補剛材は、強度だけでなく十分な剛性を有している必要がある。

解答 3:組立圧縮材の充腹でない軸についての座屈荷重は、組立圧縮材としてのせん断変形の影響で、両弦材が一体になって働く場合より小さくなる。(鋼構造設計規準)

〔H24 No.16〕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.多数回の繰返し応力を受ける梁フランジ継手の基準疲労強さは、高力ボルト摩擦接合部より完全溶込み(突合せ)溶接継手のほうが大きいので、梁フランジの継手を完全溶込み溶接とした。
2.柱の継手部分において、断面内に引張応力が生じていなかったので、柱の端面を削り仕上げとし、密着する構造として、その部分の圧縮力及び曲げモーメントの1/4を接触面から伝えるものとした。
3.露出形式柱脚において、許容応力度計算を行わなかったので、アンカーボルト孔の径を、アンカーボルトの径に5mmを加えた大きさとした。
4.一つの継手に高力ボルト摩擦接合と溶接接合とを併用する場合、高力ボルトの締め付けを溶接に先立って行うことにより、両方の許容耐力を加算した。

解答 1:「繰返し応力を受ける継手」における基準疲労強さは、
高力ボルト摩擦接合部が、140 N/mm2
完全溶込み溶接(平行方向)が、125 N/mm2
完全溶込み溶接(垂直方向)が、100 N/mm2
となるので、高力ボルト摩擦接合部の方が大きい。(鋼構造設計規準)

〔H24 No.17〕鉄骨構造の溶接に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.被覆アーク溶接によるレ形又はK形開先の部分溶込み溶接の場合、有効のど厚は、開先の深さ全部とすることはできない。
2.隅肉溶接の有効長さは、まわし溶接を含めた溶接の全長から、隅肉のサイズの2倍を減じたものとすることができる。
3.ビードの長さが短い溶接においては、溶接入熱が小さく冷却速度が速いため、じんせいの劣化や低温割れを生じる危険性が小さくなるので、組立溶接はショートビードとするほうがよい。
4.許容値を超える仕口部のや突合せ継手部のくい違いが生じた場合には、適切な補強を行えばよい。

解答 3:組立溶接における溶接箇所では急冷硬化してひび割れが生じやすくなる。そのため、ショートビードの場合は所定の強度を確保することが出来なくなるので、最小の溶接長さを40mm(板厚6mm超)もしくは30mm(板厚6mm以下)とし、かつ十分な脚長を持つビードを適切な間隔で配置する。(鉄骨工事技術指針・工場製作編、溶接施工設計施工ガイドブック)

〔H24 No.18〕耐震計算ルート2により構造計算を行う鉄骨造の建築物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。ただし、柱脚は露出形式柱脚、桁行方向は梁をピン接合としたブレース構造、張り間方向は純ラーメン構造とし、桁行方向におけるブレースの水平力分担率を100%とする。

1.桁行方向の梁については、崩壊メカニズム時に弾性状態に留まることを確かめたので、部材種別FBの梁を採用した。
2.桁行方向については、地震時応力を1.2倍に割増して許容応力度計算を行った。
3.張り間方向の梁は、横座屈を抑制するために、全長にわたって均等間隔で横補剛を行った。
4.柱脚の設計において、伸び能力のあるアンカーボルトを使用したので、保有耐力接合の条件を満足させた。

解答 2:耐震計算ルート2で設計する場合、水平力を負担する筋交いを設けた階(地階を除く)を含む建築物では、当該階の構造耐力上主要な部分に生じる地震力による応力の値に、応力の割増を行う。
    ・水平力分担率 ≦ 5/7 の場合、1 + 水平力分担率×0.7
    ・水平力分担率 ≦ 5/7 の場合、1.5
設問より、水平力分担率が100%(7/7)なので、水平力を1.5倍として設計する。(昭和55年告示第1791号)

〔H24 No.19〕鉄骨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.柱の短期荷重時のせん断力に対する検討に当たっては、鉄骨部分と鉄筋コンクリート部分の許容耐力の和が、設計用せん断力を下回らないものとした。
2.大梁の終局せん断強度は、鉄骨部分と鉄筋コンクリート部分のそれぞれについて計算した終局せん断強度の和とした。
3.柱梁接合部における帯筋は、鉄骨梁ウェブを貫通させて配筋した。
4.構造特性係数DSの算定に当たって、耐力壁の想定される破壊モードがせん断破壊以外であったので、その耐力壁の種別をWAとした。

解答 1:設問の「鉄骨部分と鉄筋コンクリート部分の許容せん断耐力の和」は、累加強度式といい、せん断力に対する算定では用いない。鉄骨部分とRC部分の設計せん断力を別々で算定し、それぞれの短期許容せん断力以下であることを検討する。
(関連問題:平成28年1級学科4、No.14平成27年1級学科4、No.23平成24年1級学科4、No.19平成23年1級学科4、No.19平成21年1級学科4、No.19)

〔H24 No.20〕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.鉄筋コンクリート構造の梁において、圧縮側の鉄筋量を増やしてもクリープによるを小さくする効果はない。
2.直接基礎は、地震時の上部構造からの水平力に対し、液状化などの地盤破壊がなく、かつ、偏土圧等の水平力が作用していなければ、基礎底面と地盤との摩擦により抵抗できると考えられる。
3.鉄筋コンクリート造の建築物において、他の層と比べて剛性が低い層は、大地震時に大きな変形が集中するがあるので、当該層の柱には十分な強度やじんせいを確保する必要がある。
4.コンクリート充填鋼管(CFT)構造の柱においては、外周の鋼材によるコンファインド効果により、一定の要件を満足すれば、充填コンクリートの圧縮強度を、通常の鉄筋コンクリート造の場合よりも高く評価することができる。

解答 1:「圧縮鉄筋」は長期荷重によるたわみの防止、短期荷重に対するじん性の確保を役割とする。そのため、圧縮鉄筋の鉄筋量を増やすことは梁部材のクリープによるたわみの防止になる。(鉄筋コンクリート構造設計規準)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.12平成28年1級学科4、No.11令和元年2級学科3、No.15平成30年2級学科3、No.14平成28年2級学科3、No.15平成21年2級学科3、No.16)

〔H24 No.21〕基礎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.同一砂質地盤において、直接基礎の底面に単位面積当たり同じ荷重が作用する場合、一般に、基礎底面が大きいほど、即時沈下量は小さくなる。
2.直接基礎における地盤の許容支持力は、一般に、基礎の根入れ深さが深いほど大きくなる。
3.沖積層は、最後の氷河期から現在までに堆積した地盤であり、一般に、洪積層と比べて軟弱な地盤が多い。
4.地盤改良の目的は、液状化の防止、支持地盤の造成、圧密沈下の促進、地盤掘削時の安全性の確保等である。

解答 1:単位面積当たり同じ荷重(荷重度)が作用する場合は、一般に、基礎底面が大きいほど、即時沈下量は大きくなる。(建築基礎構造設計指針)
(関連問題:平成28年1級学科4、No.20、平成14年1級学科3)

〔H24 No.22〕杭基礎に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.液状化ののない層に設置する杭の極限鉛直支持力は、杭の種類や施工法に応じた極限先端支持力と極限周面摩擦力との和で表すことができる。
2.杭の引抜き抵抗力の計算においては、杭の自重を考慮することができるが、地下水位以下の部分については、浮力による低減を考慮する。
3.同じ地盤に埋設される長い杭において、杭に作用する水平力、杭の種類及び杭径が同じ場合、杭頭の固定度が高いほど、杭頭の水平変位は大きくなる。
4.地震時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の深さに応じて、一定の範囲内で低減することができる。

解答 3:(頻出問題) 杭頭の固定度が大きくなるほど、杭頭の曲げモーメントは大きくなり、また水平変位は小さくなる。(建築基礎構造設計指針)
(関連問題:平成29年1級学科4、No.21平成20年1級学科3、No.20)

〔H24 No.23〕擁壁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.擁壁の転倒に対する検討においては、安定モーメントが常時の土圧等による転倒モーメントの1.5倍を上回ることを確認する。
2.擁壁に作用する土圧は、一般に、背面土の内部摩擦角が大きくなるほど小さくなる。
3.擁壁の滑動に対する検討においては、大地震が作用しても滑動が生じないことを確認する。
4.擁壁の設計に用いる土圧は、一般に、静止土圧とし、必要に応じて地震動を考慮した土圧についても検討する。

解答 4:構造体と土が同じ条件であれば、土圧の大小関係は、一般に、受働土圧>静止土圧>主働土圧である。 「擁壁の設計に用いる土圧」は、一般に、主働土圧としても良い。しかし必要に応じて地震動を考慮した土圧についても検討する。(建築基礎構造設計指針)

〔H24 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.中間層免震構造を採用したので、火災時を考慮して、免震装置に耐火被覆を施した。
2.超高層免震建築物の設計において、転倒モーメントにより柱に大きな引張軸力が生じるため、天然ゴム系のアイソレータを採用した。
3.基礎免震構造を採用したので、地震時における下部構造と上部構造との相対変位に対するクリアランスの確保に注意した。
4.天然ゴム系のアイソレータを用いた免震構造において、アイソレータだけでは減衰能力が不足するので、ダンパーを組み込んだ。

解答 2:「アイソレータ」は、建物重量を支持しつつ大きな水平力に追随でき、適度な弾性復元力を持つ免震構造の一つであり、積層ゴム支承、すべり支承、転がり支承に3分類される。このうち「積層ゴム支承」はゴムと鋼板を相互に積層させたもので、鉛直方向に高い高圧力を持つ。ただし、原則として引張力を生じさせず、水平方向に対しては大きな変形能力を持つ。転倒モーメントにより引張軸力が生じる場合は、引張力を負担できる免震装置と併用する。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.26、平成16年1級学科3、平成12年1級学科3)

〔H24 No.25〕既存鉄筋コンクリート造の建築物の耐震診断に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.第一次診断において、構造耐震指標ISが0.5であったので、建築物は安全と判定した。
2.第一次診断において、建築年数のほか、建築物の変形や壁・柱のひび割れ等を考慮して、経年指標Tを決定した。
3.第一次診断において、1階がピロティ形式であったので、形状指標SDを低減した。
4.建築物の構造耐力上主要な部分が、昭和56年6月1日における建築基準法の規定に適合していたので、耐震診断の必要性は低いと判断した。

解答 1:既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震診断では、第一次診断法から第三次診断法まであり、第一次診断法は最も簡易的な手法。その第一次診断法においては、構造耐震指標ISが0.8以上で安全と判断される。また第二次・三次診断法においては、構造耐震指標ISが0.6以上で安全と判断される。

〔H24 No.26〕構造計画に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.超高層建築物は、長周期成分が卓越する地震動に対して、低層建築物よりも影響を受けやすい。
2.構造特性係数DSは、架構がじんせいに富むほど大きくなる。
3.鉄筋コンクリート構造の床スラブは、地震時に生じる面内せん断力に対する耐力や剛性についても考慮が必要である。
4.鉄筋コンクリート造の建築物で壁の多いものは、水平剛性及び水平耐力を大きくすることができるが、ぜい性的な壁のせん断破壊を生じやすい。

解答 2:「構造特性係数(DS値)」は、建築物の塑性変形能力により、必要な最大水平抵抗力(必要保有水平耐力)を低減させる要素である。構造特性係数は、
・架構が靭性に富むほど、また減衰が大きいほど、小さくできる。
・耐力壁・筋かいの割合が大きくなると、大きくなる。
・必要とされるDS値よりも、大きな値とすることができる。
(昭和55年告示第1792号第一)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.26平成26年1級学科4、No.26平成23年1級学科4、No.24平成20年1級学科3、No.21、平成19年1級、平成18年1級、平成16年1級)

〔H24 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.無等級材(日本農林規格に定められていない木材)の繊維方向の基準強度の大小関係は、曲げ>圧縮>引張>せん断である。
2.木材の強度は、一般に、気乾比重が小さいものほど小さい。
3.含水率が繊維飽和点以下の木材の伸縮は、合水率に概ね比例する。
4.木材の熱伝導率は、普通コンクリートに比べて大きい。

解答 4:熱伝導率とは、熱伝導による伝熱量の割合。材料内部を温度差1℃当たり1時間でどれだけの熱量が移動するかを示している。材料の大小関係について、金属>コンクリート>木材となる。

〔H24 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大きい。
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大きい。
3.コンクリートのヤング係数は、単位体積重量が大きいほど大きい。
4.コンクリートの引張強度は、圧縮強度が大きいほど大きい。

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)。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.28平成28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)

〔H24 No.29〕建築構造用の金属材料に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.炭素鋼、ステンレス鋼(SUS304材)、アルミニウム合金の線膨張係数の大小関係は、炭素鋼>ステンレス鋼>アルミニウム合金である。
2.調質鋼は、製造工程において焼入れ焼戻しの熱処理を行った鋼材である。
3.鋼材を板厚の3倍程度の曲げ半径で、冷間曲げ加工を行うと、強度が上昇し、変形性能が素材と比較し低下する。
4.炭素鋼は、硫黄の含有量が少ないほど、シャルピー吸収エネルギー及び板厚方向の絞り値は大きくなる。

解答 1:線膨張係数とは、「温度上昇によって物体の長さや体積が膨張する割合を温度あたりで示したもの」である。
  炭素鋼は、     1.00×10-5(1/℃)
  鉄筋は、                  1.00×10-5(1/℃)
  コンクリートは、      1.00×10-5(1/℃)
  ステンレス鋼は、  1.73×10-5(1/℃)
  アルミニウム合金は、2.35×10-5(1/℃)
よって線膨張係数の大小関係は、「炭素鋼<ステンレス鋼<アルミニウム合金」となる。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.29平成25年1級学科4、No.28平成22年1級学科4、No.28、平成17年1級学科3、平成14年1級学科3、平成11年1級学科3、平成09年1級学科3、平成29年2級学科3、No.22平成23年2級学科3、No.21平成21年2級学科3、No.23)

〔H24 No.30〕次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.幹線道路沿道の建築物であったので、災害時の交通に支障をきたすことがないように、自主的に耐震診断を行った。
2.構造設計に当たって、建築基準法を遵守して構造計算を行ったので、建築主の要求把握や目標とする性能の設定は省略した。
3.全長が長い開放型の鉄骨架構であったので、温度変化による伸縮を検討し、架構の中間にエキスパンションジョイントを設けた。
4.液状化の検討において、比較的新しい埋め立て地盤だけでなく、時間の経過した砂質地盤の湖沼埋め立て地についても検討を行った。

解答 2:構造計算にあっては、構造設計者は建築主の要求を十分に把握し、目標とする性能を建築主と設定する。その上で構造設計者は最もふさわしい構造種別、構造形式や使用材料など勘定して目標とする性能の骨組を設計し、設問の「建築主の要求把握や目標とする性能の設定」を省略することはできない。

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投稿日:2019年8月1日 更新日:

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