平成25年度1級建築士-学科Ⅳ構造

平成25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!

〔H25 No.01〕図-1のような等質な材からなる断面が、図-2 に示す垂直応力度分布となって全塑性状態に達している。このとき、断面の図心に作用する圧縮軸力Nと曲げモーメン卜Mとの組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、降伏応力度はσyとする。

解答 4: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 = フランジの断面積×応力度=3a2×σy= 3a2σy
よって、M = T×3a = C×3a = 9a3σy

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 = a×2a×σy = 2a2σy

〔H25 No.02〕図のような梁A及びBに等分布荷重wが作用したときの曲げによる最大たわみδAとδBとの比として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁A及びBは等質等断面の弾性部材とする。

解答 4:梁Aは他年度の類似問題と同じように考えて問題ない。梁Bは片持ち梁がピンで繋がっており、左右どちらかの片持ち梁のたわみを考えるだけで良い。集中荷重が作用する片持ち梁の弾性たわみδは、

δ = (1/8)・(Pl3/EI)

で求められる。題意より、荷重はwlで等しく、ヤング係数はE、等質等断面なのでI、スパンは梁Aはl、梁Bはl/2、1/8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’ = l4
よって、δA:δB = l4:(l/2)4 = 1 : 1/16 = 16:1

〔H25 No.03〕図のようなラーメンに荷重6P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EI、柱部材の曲げ剛性は2EI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 3: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 = 6P × l = 6Pl
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、左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、左梁:柱 = EI : 2EI なので、それぞれの材端モーメントは、
M左梁(B) = 6Pl × 1/3 = 2Pl
M柱(B) = 6Pl × 2/3 = 4Pl
③最後に材端モーメントM左梁(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) = 2Pl× 1/2 = Pl
M柱(C) = 4Pl × 1/2 = 2Pl
モーメント図は、以下のようになる。よって正答は、選択肢3となる。

〔H25 No.04〕図-1のようなラーメンに作用する水平荷重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はそれぞれ3MP、2MPとする。

解答 4: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。このとき点Bにおける角度をXBと置き、A点、B点のひずみをσ1、σ2と置くと、
θ = σ1l  ・・・①
 ⇔ σ= l×θ  ・・・①’
XB = σ2l ・・・②
σ12 なので、①’を②に代入すると、
XB = σ2l  = (l×θ)/ l = θ

①外力による仕事W
 W外 = Pu × l × θ= Pul・θ
②内力による仕事W
 W = 3MP×θ + 2MP×θ + 2MP×2θ + 3MP×2θ
         = 15MP・θ
W = Wなので、
    Pul・θ = 15MP・θ
⇔ Pu = 15MP / l

〔H25 No.05〕図のようなトラスに荷重Pが作用したときの部材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 1: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
⇔ -(1/2)P – NAB(Y) = 0
⇔ -(1/2)P – (1/√2)・NAB = 0
⇔ NAB = -√2・(1/2)P = –√2/2 P (選択肢1)

〔H25 No.06〕図-1のような構造物に水平荷重Pが作用したときのせん断力図として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、せん断力の符号は図-2に示した向きを「+」とする。

解答 2:軸方向力が0の部材を除くと以下のように簡略化できる。図より、右の柱を、斜材が支えているような形であることが分かる。部材ABのせん断力は題意のせん断力の向きと逆になっているため「-」となる。部材BCのせん断力は「+」となる。

〔H25 No.07〕図-1のような項部に集中質量m又は2mをもち剛性がK又は2Kの棒A、B、Cにおける固有周期はそれぞれTA、TB、TCである。それぞれの棒の脚部に図-2に示す加速度応答スペクトルをもつ地震動が入力されたとき、棒に生じる最大応答せん断力がQA、QB、QCとなった。QA、QB、QCの大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、TA、TB、TCは図-2のT1、T2、T3のいずれかに対応し、応答は水平方向であり弾性範囲内とする。

1.Q> Q> QC
2.Q> Q> QC
3.Q> Q> QA
4.Q> Q> QA

解答 4:求める応答せん断力Qは、
Q = m × α (m:集中質量、α:応答加速度)
で求められる。各棒の集中質量(m)はすでに与えられているので、図-2から応答加速度(α)を求める。棒の固有周期(T)は、
T = 2π√(m/K) (K:水平剛性)
で求められるので、棒A、B、Cそれぞれの固有周期を以下に求めると、
  棒A:TA = 2π√(m/K) 
  棒B:TB = 2π√(m/2K) = 2π√(m/K) × 1/√2
  棒C:TC = 2π√(2m/K) = 2π√(m/K) × √2
以上より、TA:TB:T= 1:1/√2:√2 = √2:1:2
これより、TB<TA<TC となるので、図2より、
  TA=T→ α2 = 0.4g
  TB=T→ α1 = 0.5g
  TC=T→ α3 = 0.3g
よって、各棒の応答せん断力Qは、
  Q= m× α=   m × 0.4 g = 0.4m g
  Q= m× α=   m × 0.5 g = 0.5m g
  Q= m× α= 2m × 0.3 g = 0.6m g
したがって、QC > Q> QA(選択肢4)
(関連問題:平成28年1級学科4、No.7、平成16年1級学科3、平成13年1級学科3)

〔H25 No.08〕建築基準法におけ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以上としなければならない。
2.建築物の固有周期及び地盤の種別により地震力の値を変化させる振動特性係数Rtは、一般に、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。
3.地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiは、一般に、建築物の上階になるほど大きくなり、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。
4.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。

解答 2: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)

〔H25 No.09〕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階の床面積が120m2の建築物において、2階の小屋裏に水平投影面積が20m2内法高さの平均が2.1mの小屋裏収納を設ける場合、地震力に対する2階の必要壁量を算出する際の床面積は、2階の床面積に当該小屋裏収納分の20m2を加えて算出した。
2.構造耐力上主要な柱をやむを得ず柱の所要断面積の1/3を切り欠きしたので、切り欠きした部分における緑応力を伝達できるように金物等により補強した。
3.風圧力に対して必要な1階の耐力壁の有効長さ(必要壁量)は、2階の床面から上部の見付面積に所定の数値を乗じて得た数値以上となるように計画した。
4.構造耐力上主要な柱の小径は、横架材間の垂直距離によらず、座屈を考慮した構造計算によって決定した。

解答 3:「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24年1級学科4、No.10平成22年1級学科4、No.10、平成13年1級)

〔H25 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、一般的に、最も効果の低いものは、次のうちどれか。

1.既存の無筋コンクリート造の布基礎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布基礎を抱き合わせた。
2.1階の床下地材を、ひき板から構造用合板に変更した。
3.1階の耐力壁が偏在していたので、2階床組の水平剛性を高めた。
4.屋根葺き材を、日本瓦から住宅屋根用化粧スレートに変更した。

解答 2:1階の床下地材を挽板から構造用合板に変更する等の方法は、耐震性を向上させる効果は低い。ただし、2階以上の床下地材に構造用合板を用いるのは耐震性を向上させる。

〔H25 No.11〕鉄筋コンクリート構造の部材の性能に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.柱の曲げ剛性を大きくするために、引張強度の大きい主筋を用いた。
2.耐力壁のせん断剛性を大きくするために、壁の厚さを大きくした。
3.梁の終局せん断強度を大きくするために、あばら筋の量を増やした。
4.耐力壁の終局せん断強度を大きくするために、コンクリートの圧縮強度を大きくした。

解答 1:一般に、柱部材の曲げ剛性の算定においては、鉄筋の影響を無視して算定する。しかし鉄筋の影響を考慮する場合は「等価置換断面2次モーメント」を用いて算定する。この「等価置換断面2次モーメント」は、鉄筋の断面をヤング係数比のn倍の断面に置き換えたものである。よって柱の曲げ剛性を大きくするためには、「鉄筋断面の大きい主筋」を用いる。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
(関連問題:平成21年1級学科4、No.13)

〔H25 No.12〕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.主筋の継手部で付着力伝達が十分に行えるようにするため、重ね継手の長さは、所定の数値以下となるようにする。
2.コンクリートの付着割裂破壊を抑制するため、鉄筋に対するコンクリートのかぶり厚さは、所定の数値以上となるようにする。
3.柱の主筋の座屈を抑制するため、帯筋の間隔は、所定の数値以下となるようにする。
4.耐力壁のひび割れの進展を抑制するため、壁筋の間隔は、所定の数値以下となるようにする。

解答 1:鉄筋の重ね継手は、部材応力ならびに鉄筋存在応力度の小さい箇所に設け、また同一断面で全引張り鉄筋の継手(全数継手)としないことを原則とする。曲げ補強鉄筋(主筋)の重ね継手長さは規定を満足するように設定し、200mm及び鉄筋系の20倍を下回る継手長さにしてはならない。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.13)

〔H25 No.13〕鉄筋コンクリート造の建築物における部材寸法の設定に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.階高4mの耐力壁の厚さを、階高の1/40とした。
2.階高8mの正方形断面柱の一辺の長さを、階高の1/12とした。
3.一辺が4mの正方形床スラブの厚さを、スパンの1/25とした。
4.長さ1.5mのはね出しスラブの厚さを、はね出し長さの1/8とした。

解答 1:壁板の厚さは、原則として120mm以上、かつ壁板の内法高さの1/30以上とする。このため4mの階高の場合、壁厚は133.3mm以上必要である。
(関連問題:平成24年1級学科4、No.12、平成18年1級学科3、平成15年1級学科3、平成13年1級学科3、平成10年1級学科3)

〔H25 No.14〕鉄筋コンクリート造の建築物において、図のような向きの鉛直荷重又は水平荷重を受けるときのひび割れ性状として、最も不適当なものは、次のうちどれか。

解答 2:水平荷重による柱及び梁の「曲げひび割れ」は、曲げ応力が生じる引張り側に生じる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.11平成29年1級学科4、No.11平成22年1級学科4、No.12、平成17年1級学科3、平成11年1級学科3)

〔H25 No.15〕鉄筋コンクリート造の建築物の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.地震時の変形に伴う建築物の損傷を軽減するために、じんせいのみに期待せず強度を大きくした。
2.細長い平面形状の建築物としたので、地震時に床スラブに生じる応力が過大にならないように、張り間方向の耐力壁を外側のみに集中させず均等に配置した。
3.1階をピロティとしたので、地震時に1階に応力が集中しないように、1階の水平剛性を小さくした。
4.地震力に単独で抵抗できない屋外階段であったので、建築物本体と一体化し、建築物本体で屋外階段に作用する地震力に抵抗させた。

解答 3:建築物の各階の間に剛性の偏りがあると地震時に剛性が小さい階に変形・損傷が集中しやすい。このため、1階がピロティ形式の建築物では、剛性を大きくする必要がある。(建築物の構造関係技術規準解説)
(関連問題:平成16年1級学科3、平成11年1級学科3、平成10年1級学科3)

〔H25 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.鉄筋コンクリートスラブとこれを支持するH形鋼をシアコネクターで接合することで梁と床スラブが一体となって曲げに抵抗する合成梁には、完全合成梁と不完全合成梁がある。
2.鉄骨梁のがスパンの1/15以下の場合、建築物の使用上の支障が起こらないことを確かめるには、固定荷重及び積載荷重によるの最大値が所定の数値以下であることを確認すればよい。
3.弱軸まわりに曲げを受けるH形鋼の許容曲げ応力度は、幅厚比の制限に従う場合、許容引張応力と同じ値とすることができる。
4.ラーメン構造において、じんせいを高めるために、塑性化が予想される柱又は梁については、幅厚比の大きい部材を用いる。

解答 4:じん性を高めるためには、「幅厚比」の小さな部材を用いる。幅厚比の規定は「局部座屈」を防止するために設けられたものであり、この幅厚比が大きいと圧縮応力を受ける部分に局部座屈が生じ、部材断面の耐力が低下して必要な塑性変形能力が得られなくなる。(建築物の構造関係技術基準解説書)
(関連問題:平成28年1級学科4、No.17平成23年1級学科4、No.15令和元年2級学科3、No.16平成27年2級学科3、No.16平成26年2級学科3、No.16平成25年2級学科3、No.18平成24年2級学科3、No.16平成23年2級学科3、No.17平成22年2級学科3、No.17平成21年2級学科3、No.17平成20年2級学科3、No.16)

〔H25 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.クレーン走行桁など振動・衝撃又は繰返し応力を受ける部材の接合部には、高力ボルト以外のボルトを使用してはならない。
2.高力ボルトの最小縁端距離は、所定の構造計算を行わない場合、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。
3.高力ボルト摩擦接合の一面せん断の長期許容せん断応力度は、高力ボルトの基準張力T0(単位 N/mm2)の0.3倍である。
4.山形鋼を用いた筋かい材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、高力ボルトの本数が多いほど小さくなる。

解答 4:山形鋼や溝形鋼を筋かい材として用いた場合、筋交い材の高力ボルトの本数が多いほど、突出脚の無効長さが小さくなるので筋かい材の有効断面積は大きくなる。(建築物の構造関係技術基準解説書)
(関連問題:平成29年1級学科4、No.15、平成18年1級学科3、平成15年1級学科3)

〔H25 No.18〕通しダイアフラム形式の角形鋼管柱とH形鋼梁の柱梁仕口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.突合せ継手において、梁フランジは、一般に、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.梁の最大耐力は、梁のフランジ、ウェブとも完全溶込み溶接とした場合においても、鋼管フランジの面外変形の影響やスカラップによる断面欠損等を考慮して算定する。
3.梁ウェブに設けるスカラップの底には、地震時にが集中しやすいので、ス力ラップを設けないか、ひずみを緩和するスカラップの形状とする必要がある。
4.柱梁接合部における鋼製エンドタブの組立溶接は、直接母材に行うことが望ましい。

解答 4:柱梁接合部にエンドタブを取り付ける際、直接母材に組み立て溶接をすることを避け、裏当て金に取り付ける。(JASS 6)
(関連問題:平成20年1級学科3、No.18、平成11年1級学科3、平成26年1級学科5、No.13、平成18年1級学科5)

〔H25 No.19〕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.梁の弱軸まわりの細長比が200で、梁の全長にわたって均等間隔で横補剛を設ける場合、梁の鋼種がSN400BよりSN490Bのほうが横補剛の必要箇所は少なくなる。
2.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、筋かいの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。
3.隅肉溶接部の有効面積は、「溶接の有効長さ」×「有効のど厚」により求める。
4.圧縮力と曲げモーメントを同時に受ける柱の断面は、「平均圧縮応力度σcを許容圧縮応力度fcで除した値」と「圧縮側曲げ応力度cσbを許容曲げ応力度fbで除した値」との和が1以下であることを確かめる必要がある。

解答 1:「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。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.15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24年1級学科4、No.18平成22年1級学科4、No.15)

〔H25 No.20〕コンクリート系の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.壁式鉄筋コンクリート造の建築物は、一般に、耐震強度は大きいが、優れたじんせいは期待できない。
2.壁式鉄筋コンクリート造の建築物において、層間変形角の確認及び保有水平耐力計算により安全性が確かめられた場合、階高は規定値を超えて計画することができる。
3.鉄筋コンクリート構造の架構の一部に、プレストレストコンクリート架構を併用することはできない。
4.プレストレスト鉄筋コンクリート(PRC)造の建築物では、長期設計荷重時に部材に生じる曲げひび割れの幅を制御した設計を行う。

解答 3:プレストレストコンクリート部材は、その力学的性質から大スパンの梁に適用され、その他の部分は通常の鉄筋コンクリートを用いるのが普通である。そのため、鉄筋コンクリート構造の架構の一部にプレストレストコンクリート架構を併用することができる。(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)

〔H25 No.21〕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.耐震構造の建築物は、極めて稀に発生する地震に対して、倒壊・崩壊しないことが求められている。
2.建築物の内部にダンパーを組み込んだ制振構造は、多くの鉄骨造の高層建築物に採用されており、地震や風による振動の制御に効果を発揮する。
3.積層ゴム支承を用いた免震構造は、建築物の高さが低く、短周期で揺れる建築物に適しているので、高さ60mを超えるような超高層建築物には用いることはできない。
4.鉄筋コンクリート造の建築物において、高強度コンクリートや高強度鉄筋の実用化により、高さ100mを超える建築物が数多く建設されている。

解答 3:免震構造は、規模や用途にかかわらず、戸建て住宅や超高層建築物等、幅広く適用することが可能である。高さ60mを超える建築物であっても、耐久性等関係規定に適合し、かつ、国土交通大臣の認定を受けた構造方法であれば、免震構造にすることができる。 平成12年告示第2009年第二号、建築基準法施行令第81条1項
(関連問題:平成29年1級学科4、No.22)

〔H25 No.22〕地盤の許容応力度に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.支持力係数による算定式により、地盤の許容応力度を求める場合、一般に、短期許容応力度は長期許容応力度の2倍にはならない。
2.支持力係数による算定式により、砂質地盤の許容応力度を求める場合、内部摩擦角が小さいほど許容応力度は大きくなる。
3.平板載荷試験により、地盤の許容応力度を求める場合、基礎の根入れ効果は加算しないほうが安全側である。
4.スウェーデン式サウンディング試験による地盤の許容応力度の算定は、比較的小規模な建築物に用いられ、長期許容応力度の上限値が規定されている。

解答 2: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:令和元年1級学科4、No.19平成30年1級学科4、No.19平成22年1級学科4、No.22、平成18年1級、平成15年1級)

〔H25 No.23〕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。

1.三軸圧縮試験により、土の粘着力及び内部摩擦角を求めることができる。
2.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。
3.圧密沈下は、有効応力の増加に伴って、土粒子自体が変形することにより生じる。
4.軟弱な地盤においては、地震動による地盤のせん断ひずみが大きくなるほどせん断剛性は低下する。

解答 3:地盤の沈下は土の圧縮によるもので、土の圧縮による沈下には「即時沈下」と呼ばれる弾性的変形に基づく沈下と、土の間隙部分の体積の縮少に伴う「圧密沈下」がある。「圧密沈下」は水・土粒子自体の変形や圧縮率に関係なく、粘土質地盤が有効応力の増加により、長時間かかって圧縮され、間隙が減少するために生じる。(建築基礎構造設計指針)
(関連問題:平成22年1級学科4、No.22平成21年1級学科4、No.21)

〔H25 No.24〕水平力が作用する杭基礎の設計において、地盤の単位面積当たりのばね定数を表す水平地盤反力係数(単位 kN/m3) に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.一様な地盤における水平地盤反力係数は、一般に、杭径が大きくなるほど小さな値となる。
2.長い杭において、杭の曲げ剛性、杭径及び作用する水平力が同じであれば、杭頭の水平変位は、水平地盤反力係数が大きいほど大きくなる。
3.地震時に液状化する可能性のある地盤においては、液状化の程度に応じて水平地盤反力係数を低減させる必要がある。
4.群杭基礎の水平地盤反力係数は、一般に、各杭を単杭とみなしたときの水平地盤反力係数の総和よりも小さな値となる。

解答 2:「水平地盤反力係数」は、地震時水平方向の地盤の堅さ(地盤のバネ)を示している。水平地盤反力係数が大きいほど、地盤の反力が大きくなるので杭頭変位は小さく、また、杭頭の曲げモーメントは小さくなる。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.21)

〔H25 No.25〕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.鉄骨造の建築物の必要保有水平耐力の検討に当たって、ある階の保有水平耐力に占める筋かい部分の水平耐力の割合が50%となる場合は、筋かいのない純ラーメンの場合に比べて、構造特性係数Dsを小さくすることができる。
2.各階の保有水平耐力の計算による安全確認において、一般に、偏心率が所定の数値を上回る場合や、剛性率が所定の数値を下回る場合には、必要保有水平耐力を大きくする。
3.耐力壁や筋かいを耐震要素として有効に働かせるためには、床に十分な面内剛性と耐力を確保する必要がある。
4.鉄骨造の建築物の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数値を大きくすることができる。

解答 1: 「構造特性係数」は、建築物の振動減衰性及び各階のじん性に応じて必要保有水平耐力を低減する係数であり、計算を行う階の架構の形式及び架構の性状によってその数値が規定されている。架構がじん性に富むほど、また減衰が大きくなるほど小さく出来る。ある階の保有水平耐力に占める筋かい部分の水平耐力の割合が50%となる場合は、筋かいのない純ラーメンの場合に比べて、構造特性係数Dsが大きくなる。(昭和55年告示第1792号第三、建築物の構造関係技術基準解説書)

〔H25 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.細長い連層耐力壁に接続する梁(境界梁)は、耐力壁の回転による基礎の浮き上がりを抑える効果がある。
2.平面的に構造種別が異なる建築物は、一般に、構造種別ごとにエキスパンションジョイントにより分離して個々に設計するほうがよい。
3.鉄筋コンクリート造の建築物の柱の剛性評価において、腰壁と柱とが接する部分に完全スリットを設ける場合は、腰壁部分の影響を無視してもよい。
4.積層ゴム支承を用いた基礎免震構造は、地震時において建築物に作用する水平力を小さくすることができるので、地盤と建築物との相対変位も小さくなる。

解答 4:「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。地震時において建築物に作用する水平力を小さくすることができるが、地盤と建築物との相対変位は大きくなる。
(関連問題:平成28年1級学科4、No.25平成21年1級学科4、No.25、平成19年1級学科3、平成12年1級学科3)

〔H25 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.防腐剤を加圧注入した防腐処理材は、仕口や継手の加工が行われた部分について、加工面の再処理を行わずに用いることができる。
2.製材の日本農林規格において、目視等級区分構造用製材は、構造用製材のうち、節、丸身等の材の欠点を目視により測定し、等級区分したものである。
3.木材の繊維方向の短期許容応力度は、積雪時の構造計算をする場合を除いて、基準強度の2/3である。
4.含水率が繊維飽和点以下の木材において、乾燥収縮率の大小関係は、年輪の接線方向>半径方向>繊維方向である。

解答 1:「防腐処理材」は、防腐剤を加圧注入、浸せき、吹付け、もしくは塗布したものである。仕口や継手の加工を行った場合、再処理を行う必要がある。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.27平成21年1級学科4、No.27平成27年2級学科3、No.20平成25年2級学科3、No.20)

〔H25 No.28〕コンクリー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.水中で養生したコンクリートの強度は、同一温度の大気中で養生したものよりも小さくなる。
2.コンクリートのヤング係数は、圧縮強度が同じ場合、一般に、使用する骨材により異なる。
3.AE剤を用いたコンクリートは、凍結融解作用に対する抵抗性が増大し、耐久性も向上する。
4.常温近傍におけるコンクリートの熱による膨張変形は、一般鋼材のそれとほぼ同じである。

解答 1:コンクリートの養生は、空気養生と水中養生がある。コンクリートは水硬性であるので、同一温度の場合、空気養生よりも水中養生の方が強度の増進が期待できる。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.28平成21年1級学科4、No.28、平成10年1級学科3)

〔H25 No.29〕建築構造用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.熱間圧延鋼材の強度は、圧延方向 (L方向)や圧延方向に直角な方向 (C方向)に比べ、板厚方向(Z方向)は小さい傾向がある。
2.建築構造用圧延鋼材(SN材)には、A、B、Cの三つの鋼種があるが、いずれもシャルピー吸収エネルギーの規定値がある。
3.(一社)日本鉄鋼連盟製品規定「建築構造用冷間ロール成形角形鋼管」に適合するBCR295材の降伏点又は耐力の下限値は、295N/mm2である。
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%オフセット耐力を基に基準強度を定めている。

解答 2:「シャルピー衝撃試験」とは、種々の形状の切り欠きを持つ試験片を振子型ハンマーの衝撃力で破断し、吸収エネルギーの大きさで、材料のじん性を判定するもの。シャルピー衝撃値が小さくなると、脆弱破壊を起こしやすくなる。建築構造用圧延鋼材(SN材)において、A種にはシャルピー吸収エネルギーの規定値はない
(関連問題:平成26年1級学科4、No.29平成20年1級学科3、No.25)

〔H25 No.30〕次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.床の鉛直方向の弾性たわみを小さくすることは、一般に、床振動による障害を抑制する効果がある。
2.一般的な鉄筋コンクリート造の事務所建築物の場合、地震力計算用の地上部分の固定荷重と積載荷重の和は、床面積1m2当たり10〜15kN程度である。
3.鉄筋コンクリート造の床スラブに生じる長期たわみを小さくするには、一般に、スラブを厚くするよりコンクリートの強度を大きくするほうが効果がある。
4.鉄筋コンクリート造の建築物において、保有水平耐力を大きくするために耐力壁を多く配置すると、必要保有水平耐力も大きくなる場合がある。

解答 3:確かにコンクリート強度を大きくすると、僅かではあるがコンクリートのたわみは小さくなる。しかし、たわみはスラブ厚さの3乗に反比例するので、スラブを厚くする方が、たわみを小さくする効果がある

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投稿日:2019年8月1日 更新日:

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