平成26年度1級建築士-学科Ⅳ構造

平成26年度 学科Ⅳ-構造
全30問掲載

一級建築士学科試験
2023年7月23日(日)

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〔H26 No.01〕図-1のような底部で固定された矩形断面材の頂部の図心G点に鉛直荷重P及び水平荷重Qが作用するときの底部a-a断面における垂直応力度分布が、図-2に示されている。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で、自重は考慮しないものとする。

解答 3:底部a-a断面における垂直応力度(σ)は、次式で表される。

σ=−(N/A)±(M/Z) ・・・①

(N:圧縮力、A:断面積、M:曲げモーメント、Z:断面係数)
この時、圧縮側は「-」、引張側は「+」で計算する。
それぞれ、
N = P、A = BD、M = Ql、Z:BD2/6 となる。

この問題においては2つの応力度、すなわち「Qによる応力度(①)」と「鉛直荷重による応力度(②)」がかかっている。この2つの応力度をそれぞれ求め、それらを合計することによって図-2のような垂直応力度分布となる。上の図を左右に分け、それぞれに垂直応力度を求める。

①「Qによる応力度」、すなわちM/Zを求めると、
 左:+ M/Z = + (Q×l) / (BD2/6 ) = + 6Ql / BD2
 右:− M/Z = − (Q×l) / (BD2/6 ) = − 6Ql / BD2
②「鉛直荷重による応力度」、すなわちN/Aを求めると、
 左:− N/A = − P / BD
 右:− N/A = − P / BD

以上の①と②を合わせると、
 左: + 6Ql / BD2 − P / BD = -σ・・・①
 右: − 6Ql / BD2 − P / BD = -2σ・・・②
となり、①式+②式で連立させると、
 − 2 P / BD = – 3σ
P = 3BDσ/2・・・③

③式を①に代入すると、
 6Ql / BD2 − (3BDσ/2) / BD = −σ
⇔6Ql / BD2 − 3σ/2 = −σ
⇔6Ql / BD2 = −σ + (3/2)σ
⇔6Ql / BD2 = (1/2)σ
Q = σBD2/ 12l

〔H26 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及びBの中央に集中荷重Pが作用したとき、梁Aの曲げによる中央たわみδAと梁Bの曲げによる中央たわみδBとの比として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁は弾性を保ち、自重は考慮しないものとする。また、梁Aは重ね梁で、接触面の摩擦は考慮しないものとする。

解答 3: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、スパンは等しくl、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 = {D × (D/2)3}/12 ×2= D4/48
よって、δ= 48/D4
②梁Bの断面二次モーメントIB
IB = {D × D3}/12 = D4/12
よって、δ= 12/D4
以上より、δAB = (48/D4) / (12/D4) = 4 : 1

〔H26 No.03〕図のような鉛直荷重Pと水平荷重Qが作用する骨組において、固定端A点に曲げモーメントが生じない場合の荷重Pと荷重Qとの比として、正しいものは、次のうちどれか。

解答 1:設問より、固定端Aにはモーメントが作用していない。これより MA=0 の条件式が成り立つので、
MA=0
⇔ P×l – Q×l = 0
⇔ P = Q
よって、P : Q = 1 : 1

〔H26 No.04〕図-1のような山形ラーメンに作用する水平荷重Pを増大させたとき、山形ラーメンは図-2のような梁端部に塑性ヒンジを生じる崩壊機構を示し、そのときの水平荷重の大きさはPBであった。次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、梁の全塑性モーメントはMPとする。

解答 2:崩壊荷重に関する問題。まず上の図のように反力を仮定し、反力VAを求める。点Eのモーメントの釣り合いを求めると、
ΣME = 0
⇔ – VA・2+ P・l = 0 
⇔ VA = P/2・・・①

次に水平力Pを求める。二層の骨組が崩壊メカニズムに達した時の水平力Pは、仮想仕事の原理を応用し、崩壊荷重Puを外力、全塑性モーメントMPを内力として求める。すなわち、
外力の合計 = 内力の合計
⇔ Pu×lθ = MP×θ+ MP×θ
⇔ Pu = 2MPθ
⇔ Pu = 2MP/ l (選択肢4は正しい)・・・②

②式を①に代入すると、
VA = P/2 = MP/ l = (選択肢1は正しい)・・・③

次に柱DEの軸力を考える。柱DEの垂直方向の軸力Nは、力の釣り合いにより、VAと同じ大きさで、反対方向(圧縮)になる。よって③より、
N = VE = – VA = MP/ l(選択肢3は正しい)

次に、支点AとEにかかる水平反力はそれぞれ柱AB、柱DEのせん断力と同じ値であるから、HA = MP/l、HE = MP/l となる。ここで点Cから右側に注目し、モーメントを考えると、
MC = − VE×l + HE×(7/4)l
      = −MP/l ×l + MP/l ×(7/4)l
      = −M+ (7/4) M= (3/4)MP
梁BCのB点における曲げモーメントは題意よりMP、C点における曲げモーメントは先の計算により(3/4)MPとなる。
さて、梁BCのせん断力Qは、梁全体に生じるモーメントの和をそのスパンで割ったものとなるから、
QBC = {MP + (3/4)MP} / (5/4)l
        = 7M/ 5l

〔H26 No.05〕図のような水平荷重が作用するトラスにおいて、部材A~Eに生じる軸力の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、表中「引」は引張力、「圧」は圧縮力を示す。

解答 1:反力等を求めなくても支持力図のみで解答を導くことができる。よって、NBは引張力、NCは圧縮力よって、NDは圧縮力、NAは引張力よって、NEは圧縮力

〔H26 No.06〕図のような水平力Pが作用する骨組において、柱A、B、Cの水平力の分担比QA:QB:QCとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、3本の柱は全て等質等断面の弾性部材とし、梁は剛体とする。

解答 3:「一端固定他端ピン(柱B)」の柱頭の水平変位σは、片持ち梁のたわみと同じく、以下の式となる。(l:柱の長さ、E:ヤング係数、Q:柱に生じるせん断力、I:断面二次モーメント)

σ= Ql3 / 3EI

また「両端固定(柱A、柱C)」の柱頭の水平変位σは、スパンが半分片持ち梁のたわみの2倍と等しく、以下の式となる。

σ= (Q(l/2)3 / 3EI) ×2
= (Ql3 / 4・3EI)

これから、それぞれの柱のせん断力(Q)はそれぞれ、

QB = 3EIσB / l3
QA・C = 4・3EIσA・C / l3

QA = 12EIσ/ (2h)= 3EIσ/ 2h3
QB = 3EIσ/ h3
QC = 4・3EIσ/ h3
等質等断面であるからEIは等しい。また梁は剛体なので水平変位は等しく、σABC。また共通項(3EIσ / h3)をのぞいて比較すると、
QA:QB:QC= 1/2 :1 :4 = 1:2:8

〔H26 No.07〕図のようなラーメン架構A、B、Cの水平方向の固有周期をそれぞれTA、TB、TC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。ただし、柱の曲げ剛性はそれぞれEI、2 EI、3EIとし、梁は剛体とする。また、柱の質量は考慮しないものとする。

1.TA> TB> TC
2.TA> TC> TB
3.TB> TA> TC
4.TB> TC> TA

〔H26 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.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。
2.ガスト影響係数Gfは、一般に、建築物の高さ軒の高さとの平均Hに比例して大きくなり、「都市化が極めて著しい区域」より「極めて平坦で障害物がない区域」のほうが大きくなる。
3.高さ13m以下の建築物において、屋根ふき材については、規定のピーク風力係数を用いて風圧力の計算をすることができる。
4.多雪区域においては、暴風時又は地震時の荷重を、積雪荷重と組み合わせる必要がある。

解答 2:「ガスト」とは、瞬間的に生じる強風や突風のことである。「ガスト影響係数」とは、かぜの時間的変動のために建築物がゆれた場合に発生する最大の力を算定するために用いる係数である。この係数は①地表面粗度区分及び②建築物の屋根の平均高さの2つによって求められる。
「地表面粗度区分」は、「ガスト影響係数」や「平均高さ方向の分布を表す係数」に影響をあたえ、ビル風などの突風が吹きやすい「都市化が極めて著しい区域」の方がガスト影響係数は大きくなる。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.07、平成18年1級)

〔H26 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.圧縮力と引張力の両方を負担する筋かいとして、厚さ3cm、幅9cmの木材を使用した。
2.隅柱は、接合部を通し柱と同等以上の耐力を有するように補強した管柱とした。
3.平面が長方形の建築物において、地震力に対する必要な耐力壁の有効長さ(必要壁量)を張り間方向及びけた行方向について同じ値とした。
4.片面に同じボードを2枚重ねて釘打ちした耐力壁の倍率を、そのボードを1枚で用いたときの耐力壁の倍率の2倍とした。

解答 4:同じボードを2枚重ねて軸組の片面にのみ釘打ちした場合の壁の倍率は、そのボードを単独で用いた時の壁の倍率を2倍にした値とすることができない。また、構造用面材と筋交いとを併用した軸組の倍率は、それぞれの数値の和とすることができ、軸組の両面に同じ構造用合板を1枚ずつ釘打ちした耐力壁の倍率は、軸組の片面に同じ構造用合板を1枚釘打ちした耐力壁の倍率の2倍とすることができる。(昭和56年建設省告示第1100号)
(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21年1級学科4、No.09)

〔H26 No.10〕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」に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.各階につき、張り間方向及びけた行方向の偏心率が0.3以下であることを確認した場合、「木造建築物の軸組の設置の基準(4分割法)」によらなくてもよい。
2.図-1のような不整形な平面形状の場合、張り間方向及びけた行方向それぞれの計算に用いる側端部分は、建築物の両端(最外縁)より1/4の部分(    部分)である。
3.壁率比が0.5未満であっても、各側端部分の壁量充足率が1を超えていればよい。
4.図-2のような建築物の1階側端部分の耐力壁の有効長さ(必要壁量)を算定する場合、bの部分についてはaの部分と同様に2階建ての1階部分として算出する。

解答 4:側端部分の必要壁量を求める場合、側端部分の階数については、建築物の全体の階数ではなく、当該部分ごとに独立して計算するものとする。したがって、図-2のような建築物の1階側端部分の必要壁量は、「aの部分は2階建の1階」とし、「bの部分は平屋建て」として算出する。平成12年告示第1352号一号
(関連問題:平成21年1級学科4、No.10)

〔H26 No.11〕鉄筋コンクリート構造の部材の強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.柱の終局せん断耐力を増すために、コンクリートの圧縮強度を大きくした。
2.大梁の終局曲げ耐力を増すために、コンクリートの圧縮強度を大きくした。
3.耐力壁の終局せん断耐力を増すために、コンクリートの圧縮強度を大きくした。
4.柱梁接合部の終局せん断耐力を増すために、コンクリートの圧縮強度を大きくした。

解答 2:大梁の終局曲げ耐力(曲げモーメント)Muは、次式から求める。
Mu=0.9・at・σy・d
at  :引張鉄筋の断面積
σy:引張鉄筋の材料強度(降伏応力度)
d  :梁の有効せい
終局曲げ耐力を増すには、引張鉄筋の断面積または鉄筋の材料強度を大きくする。(平成19年告示第594号第4、建築物の構造関係技術基準解説書)
(関連問題:平成23年1級学科4、No.11、平成16年級学科3)

〔H26 No.12〕鉄筋コンクリート構造のぜい性破壊の防止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、柱の引張鉄筋比を大きくした。
2.柱のせん断圧縮破壊を防止するために、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。
3.柱のせん断破壊を防止するために、柱せいに対する柱の内法高さの比を大きくし、短柱とならないようにした。
4.曲げ降伏する大梁のじんせいを高めるために、コンクリートの圧縮強度に対する大梁のせん断応力度の比を小さくした。

解答 1:「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:令和元年1級学科4、No.11)

〔H26 No.13〕鉄筋コンクリート構造の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.柱の許容曲げモーメントの算出において、圧縮側及び引張側の鉄筋並びに圧縮側のコンクリートは考慮し、引張側のコンクリートについては無視して計算を行った。
2.開口を有する耐力壁の許容応力度計算において、開口による剛性及び耐力の低減を考慮して構造計算を行った。
3.梁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」及び「引張鉄筋が許容引張応力度に達したとき」に対して算定した曲げモーメントのうち、大きいほうの値とした。
4.平面形状が細長い建築物において、短辺方向の両妻面のみに耐力壁が配置されていたので、剛床仮定に基づいた解析に加えて、床の変形を考慮した解析も行った。

解答 3:梁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」もしくは「引張側鉄筋が鉄筋の許容引張応力度に達したとき」に対して求まる値のうち、小さい方の数値とする。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.12平成23年2級学科3、No.14)

〔H26 No.14〕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.大梁の主筋の重ね継手について、応力集中を避けるために図-1のように継手位置をずらして配筋した。
2.柱梁接合部内の応力伝達を考慮し、図-2のように大梁の下端筋を上向きに折り曲げて定着させた。
3.両側にスラブの付いた大梁のあばら筋を、図-3のようなキャップタイ形式とした。
4.最上階の外端部における大梁の上端筋について、図-4のようにL2を定着長さとした。

解答 4:最上階の梁筋の外柱への定着は、上端筋については鉄筋の余長部で直線定着長さL2を確保する。

〔H26 No.15〕鉄骨構造の筋かい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において、接合部の破断強度は、軸部の降伏強度に比べて十分に大きくなるように設計する。
2.山形鋼を用いた引張力を負担する筋かいの接合部に高力ボルトを使用する場合、山形鋼の全断面を有効として設計する。
3.圧縮力を負担する筋かいの耐力は、座屈耐力を考慮して設計する。
4.筋かいが柱に偏心して取り付く場合、偏心によって生じる応力の影響を考慮して柱を設計する。

解答 2:山形鋼や溝形鋼を用いた引張力を負担する筋交い(引張筋かい)の設計において、接合部に高力ボルトを使用する場合は、高力ボルト孔の欠損断面積や、突出脚の無効断面積を差し引いた有効断面積で設計する。このため、全断面を有効として設計することはできない。建築物の構造関係技術規準解説書
(関連問題:平成22年1級学科4、No.16平成21年1級学科4、No.18、平成16年1級学科3、平成14年1級学科3、平成12年1級学科3、平成10年1級学科3)

〔H26 No.16〕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.F10Tの高力ボルト摩擦接合において、2面摩擦接合2本締めの許容せん断耐力を、同一径の1面摩擦接合4本締めの場合と同じ値とした。
2.柱梁接合部のH形断面梁端部フランジの溶接接合において、変形性能の向上を期待して、梁のウェブにスカラップを設けないノンスカラップ工法を用いた。
3.箱形断面の柱にH形鋼の梁を剛接合するために、梁のフランジは突合せ溶接とし、ウェブは隅肉溶接とした。
4.隅肉溶接継目の断面に対する短期許容応力度は、接合される鋼材の溶接部の基準強度Fに等しい値とした。

解答 4:隅肉溶接継目の断面に対する短期許容応力度は、溶接部の基準強度をFとすると次の通りである。
短期許容応力度 = 長期許容応力度 × 1.5
                      = F/(1.5√3) × 1.5
                      = F/√3
したがって隅肉溶接継目の断面に対する短期許容応力度は、溶接部の基準強度Fの1/√3 倍である。(建築基準法施行令第92条表)
(関連問題:平成20年1級学科3、No.18)

〔H26 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.梁に使用する材料をSN400BからSN490Bに変更したので、幅厚比の制限値を大きくした。
2.H形鋼の梁の横座屈を抑制するため、圧縮側のフランジの横変位を拘束できるように横補剛材を取り付けた。
3.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した。
4.横移動が拘束されているラーメン架構において、柱材の座屈長さを節点間距離と等しくした。

解答 1:柱・梁の「幅厚比の制限」は、断面形状に関わらず、「材料の基準強度(F)」に反比例する。この時、下の表から、SN400とSN490では、SN490の方が基準強度が大きくなるので、幅厚比の制限値は小さくなる。(関連問題:平成21年1級学科4、No.16)

〔H26 No.18〕鉄骨構造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.「耐震計算ルート1-1及び1-2」では、標準せん断力係数C0を0.2として地震力の算定を行う。
2.「耐震計算ルート1-2」では、偏心率が0.15以下であることを確認する。
3.「耐震計算ルート2」では、筋かいの水平力分担率の値に応じて、地震時応力を割り増す。
4.「耐震計算ルート3」では、筋かいの有効細長比や柱及び梁の幅厚比等を考慮して構造特性係数DSを算出する。

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:令和元年1級学科4、No.18平成30年1級学科4、No.18平成28年1級学科4、No.18平成22年1級学科4、No.26)

〔H26 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.柱の軸方向力は、鉄筋コンクリート部分の許容軸方向力以下であれば、その全てを鉄筋コンクリート部分が負担するとしてよい。
2.部材に充腹形鉄骨を用いた場合、コンクリートの断面が鉄骨により二分されるので、非充腹形鉄骨を用いた場合に比べて耐震性能が低下する。
3.柱脚の鉄骨を非埋め込み柱脚として、その柱脚に曲げ降伏が発生する場合、その柱を鉄筋コンクリート構造とみなして耐震計算を行う。
4.けた行方向を鉄骨鉄筋コンクリート構造、張り間方向を鉄筋コンクリート構造とみなせる場合、方向別にそれぞれの構造計算等の規定を適用して設計してよい。

解答 2:「非充腹形」とは、ラチス形、格子形のようにウェブが鋼板で完全に満たされていないもの。鉄骨部材に「充腹形鉄骨」を用いた場合に、コンクリートの断面が鉄骨により二分されていても、「非充腹形鉄骨」を用いた場合に比べて耐震性能は高い。(鉄骨鉄筋コンクリート構造計算規準)

〔H26 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.制振構造は、制振ダンパー等を用いて地震のエネルギーを吸収させるので、大地震時の建築物の変形を小さく抑えることができる。
2.第三種地盤において免震構造の構造設計を行う場合、建築物の高さにかかわらず、時刻歴応答解析により設計する必要がある。
3.壁式ラーメン鉄筋コンクリート造は、張り間方向を連層耐力壁による壁式構造とし、けた行方向を偏平な断面形状の壁柱と梁からなるラーメン構造とする構造である。
4.コンクリート充填鋼管(CFT)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能力が低い。

解答 4:「コンクリート充填鋼管(CFT)構造」は、円形もしくは角形鋼管にコンクリートを充填した柱・梁である。鋼管の塑性変型性能と、コンクリートの耐火性能・座屈抑制効果・座屈後の耐力低下の抑制などの特性が組み合わされ(コンファインド効果:相乗効果)、高い性能を発揮する。(コンクリート充填鋼管(CFT)造技術指針・解説)

各構造のイメージ(鹿島建設HPより)

(関連問題:平成30年1級学科4、No.26平成29年1級学科4、No.23平成27年1級学科4、No.23平成24年1級学科4、No.20)

〔H26 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.擁壁のフーチング底面の滑動に対する抵抗力は、粘土質地盤より砂質地盤のほうが大きい。
2.受働土圧は、擁壁等の構造体が土から離れる側に移動した場合の圧力である。
3.地盤の許容支持力度は、標準貫入試験の値が同じ場合、一般に、砂質地盤より粘土質地盤のほうが大きい。
4.直接基礎の基礎スラブの部材応力算定用の接地圧については、一般に、基礎スラブの自重は考慮しなくてよい。

解答 2:常時作用する土圧は主働土圧、受働土圧、静止土圧の3つに大別される。受動土圧は、構造体が土に向かって移動した場合の圧力のこと。また、構造体と土の状態が同じ条件の場合、土圧の大小関係は、一般に、受働土圧>静止土圧>主働土圧となる。(建築基礎構造設計指針)
(関連問題:平成27年1級学科4、No.21平成22年1級学科4、No.23平成20年1級学科3、No.19、平成17年1級学科3、平成14年1級学科3)

〔H26 No.22〕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.超高層建築物の計画において、耐震設計上必要となる地盤の構造と動的特性を把握するために、地盤のP波及びS波の速度分布を調べるためのPS検層を行った。
2.地層構成に大きな変化がないと考えられる敷地の調査において、建築面積が約2,000m2の建築物に対して、ボーリング調査の数を4か所とした。
3.杭基礎が想定される地盤で、支持層が基礎底以深30m付近であったので、地震時の杭の水平抵抗の検討を目的として、支持層付近において孔内水平載荷試験を行った。
4.直接基礎が想定される地盤で、支持層の下部に位置する粘性土層の沈下量や沈下速度等を推定するため、圧密試験を行った。

解答 3: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:令和元年1級学科4、No.20)

〔H26 No.23〕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.直接基礎と杭基礎を併用した基礎形式であるパイルド・ラフト基礎は、直接基礎として十分な支持力はあるが沈下が過大となる場合等に採用されることがある。
2.支持層が傾斜した地盤においては、杭径が同じであっても、各杭が負担する水平力は杭長に応じて異なる値として設計する。
3.砂質地盤における杭の極限周面摩擦力度は、打込み杭より場所打ちコンクリート杭のほうが小さい。
4.応答変位法は、地震時の杭頭慣性力と地盤変位による応力を用いて計算する方法であり、地震時に液状化しやすい軟弱地盤における杭の検討に適している。

解答 3:砂質地盤の極限周面摩擦力度τSは、杭の表面粗さが摩擦抵抗に大きく影響する。
・打込み杭:τ= 2.0 N (kN/m2)
・埋込み杭:τ= 2.5 N (kN/m2)
・場所打ちコンクリート杭:τ= 3.3 N (kN/m2)
したがって、砂質地盤における杭の極限周面摩擦力度の大小関係は、打込み杭 < 埋込み杭(杭周固定液を使用) < 場所打ちコンクリート杭 となる。
(関連問題:平成28年1級学科4、No.19平成22年1級学科4、No.23、平成19年1級学科3)

〔H26 No.24〕建築物における各階の必要保有水平耐力Qun及び各階の保有水平耐力Quに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.Qunは、各階の変形能力を大きくし、建築物の一次固有周期を長くすると大きくなる。
2.Quは、建築物の一部又は全体が地震力の作用によって崩壊機構を形成する場合の各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和である。
3.Quの算出において、鉄筋コンクリート構造のスラブ付きの梁については、スラブの鉄筋による効果を考慮して、終局曲げモーメントを計算する。
4.Quの算出において、鉄筋コンクリート構造の梁の曲げ強度を算定する場合、主筋にJIS規格品のSD345を用いれば、材料強度を基準強度の1.1倍とすることができる。

解答 1:「必要保有水平耐力Qun」は、大地震時に対して安全を確保するために必要とされる各階の最小限の水平方向の耐力のこと。塑性変形能力を大きくすると、Qunは小さくなり、また一次固有周期の長短ではQunの長短は計れない
(関連問題:平成21年1級学科4、No.24)

〔H26 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.鉄筋コンクリート造の建築物において、柱及び梁と同一構面内に腰壁やそで壁がある場合、耐力は大きいが、ぜい性的な破壊を生じやすい。
2.純ラーメン構造の中高層建築物において、地震時の柱の軸方向力の変動は、一般に、外柱より内柱のほうが大きい。
3.鉄筋コンクリート造の低層建築物において、最上階から基礎まで連続していない壁であっても、力の流れを考慮した設計によって、その壁を耐力壁とみなすことができる。
4.多層多スパンラーメン架構の1スパンに連層耐力壁を設ける場合、基礎の浮き上がりに対する抵抗性を高めるためには、架構内の最も外側に配置するより中央部分に配置するほうが有効である。

解答 2:純ラーメン構造の場合、地震時の内柱の軸方向力は、左右の梁に生じるせん断力の差になるので、外柱(隅柱)の方が軸方向力の変動は大きい。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.26、平成11年1級学科3、平成10年1級学科3)

〔H26 No.26〕鉄骨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.柱の継手に作用する応力をできるだけ小さくするために、柱の継手位置を階高の中央付近になるようにした。
2.純ラーメン構造の耐震設計において、ある階の必要とされる構造特性係数DSは0.25であったが、他の階で構造特性係数DSが0.3となる階があったので、全体の構造特性係数DSを0.3として保有水平耐力の検討を行った。
3.梁及びスラブの各部の応力度を検討することにより、構造部材のや振動による使用上の支障が起こらないことを確認した。
4.屋根ふき材において、一つの屋根構面内の中央に位置する部位より縁に位置する部位のほうが、風による吹き上げ力が大きいものとして設計を行った。

解答 3:「振動による使用上の支障がないこと」を確認するためには、たわみの最大値に変形増大係数を乗じ、さらに有効長さで除して得た値が250分の1以下であることを確認する。このため、梁及び床スラブの断面の各部の応力では求めることはできない。建築基準法施行令第82条四号、平成12年告示第1459号第1・2
(関連問題:平成29年1級学科4、No.24)

〔H26 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が大きいので、木表側が凹に反る性質がある。
2.木材の強度は、一般に、気乾比重が小さいものほど大きい。
3.木材の繊維方向の基準強度は、一般に、引張強度より圧縮強度のほうが大きい。
4.木材を加熱した場合、約260°Cに達すると引火し、約450°C に達すると自然に発火する。

解答 2:一般に、木材が気乾比重(気乾密度)が大きいものほど組織が緻密なので、強度が高くなる。木材の強度は、一般に、気乾比重が小さいものほど小さい。
(関連問題:平成29年1級学科4、No.27平成24年1級学科4、No.27)

〔H26 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.マスコンクリートにおける温度ひび割れ対策として、水和熱の小さい中庸熱ポルトランドセメントや、低熱ポルトランドセメントを用いることは有効である。
2.水セメント比が同一であれば、単位セメント量が少ないほど、乾燥収縮によるひび割れの少ないコンクリートとなる。
3.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又は圧縮強度が大きいほど、大きい値となる。
4.コンクリートのヤング係数は、応力ひずみ曲線上における圧縮強度時の点と原点とを結ぶ直線の勾配で表される。

解答 4:コンクリートのヤング係数は、応力度ーひずみ度曲線上の原点と他の1点(コンクリートの圧縮強度の1/4又は1/3の応力度の点)を結んだ直線の勾配である。したがって設問の「圧縮強度時の点」は誤りである。

〔H26 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.降伏比の小さい鋼材を用いた鉄骨部材は、一般に、塑性変形能力が小さい。
2.シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが大きい鋼材を使用することは、溶接部のぜい性的破壊を防ぐために有利である。
3.鋼材は、一般に、炭素含有量が多くなるほど、破断に至るまでの伸びが小さくなる。
4.焼入れされた鋼材は、一般に、強度・硬度は増大するが、じんせいは低下する。

解答 1:「降伏比」は、降伏した後の破断に至るまでの余裕を示す。この降伏比の小さい鋼材を用いた鉄骨部材は、塑性変形能力が大きく、粘り強い。
(関連問題:平成27年1級学科4、No.17平成21年1級学科4、No.16平成20年1級学科3、No.17)

〔H26 No.30〕次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.「住宅の品質確保の促進等に関する法律」に基づく「日本住宅性能表示基準」に規定される「耐震等級」には等級1、等級2、等級3があるが、その数値が大きいほどより大きな地震力に対して、所要の耐震性能を有していることを示している。
2.鋼管杭については、腐食に対する措置として、腐食代を厚さ1mm程度見込む場合が多い。
3.鉄筋コンクリート構造の柱の帯筋は、せん断補強のほかに、帯筋で囲んだコンクリートの拘束や主筋の座屈防止に有効である。
4.鉄骨造の建築物において、大スパンの梁部材に降伏点の高い鋼材を用いることは、鉛直荷重による梁の弾性たわみを小さくする効果がある。

解答 4: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、鋼材のヤング係数は同じである。このため、例えば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20年1級学科3、No.16)

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投稿日:2019年8月1日 更新日:

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