平成27年度1級建築士-学科Ⅳ構造

建築士過去問解説

平成27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!

〔H27 No.01〕図のような面積が等しい断面A、B及びCのX軸まわりの断面二次モーメントをそれぞれIxA、IxB及びIxCとし、Y軸まわりの断面二次モーメントをそれぞれIyA、IyB及びIyCとしたときの大小関係の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。

解答 3:A、BのX軸周りの断面二次モーメントは、下図のように求める。
IxA = {6a×(8a)3}/12 – {4a×(4a)3}/12
      = (3,072a4 – 256a4)/12 = 2,816a4/12
IxB = {6a×(8a)3}/12 – 2×{2a×(4a)3}/12
      = (3,072a4 – 256a4)/12 = 2,816a4/12
IxC = {4a×(8a)3}/12 = 2,048a4/12
よって、IxA = IxB > IxC
次に、Y軸周りの断面二次モーメントを求める。
IyA = {8a×(6a)3}/12 – {4a×(4a)3}/12
      = (1,728a4 – 256a4)/12 = 1,472a4/12
IyB = 2×{2a×(6a)3}/12 + {4a×(2a)3}/12
      = (864a4 + 32a4)/12 = 896a4/12
IyC = {8a×(4a)3}/12 = 512a4/12
よって、IxA > IxB > IxC

〔H27 No.02〕図-1のようなヤング係数がEで断面二次モーメントがIの等質等断面梁に等分布荷重wが作用している。次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図-2に示すように、片持ち梁に等分布荷重wが作用する時の自由端のは、wl4/8EI、図-3に示すように、片持ち梁の先端に集中荷重が作用する時の自由端のはPl 3/3EIである。

1.A点の鉛直反力の大きさは、3wl/8である。
2.B点の曲げモーメントの大きさは、wl2/8である。
3.A点からB点に向かってl/2の位置の曲げモーメントは、0である。
4.A点からB点に向かって3l/8の位置のせん断力は、0である。

解答 3:A点からB点に向かってl/2の位置の曲げモーメントMは、A点の垂直反力は、図-2と図-3の片持ち梁に分けて、それぞれのたわみの総和は0になることを利用する。よって、

wl4/8EI – VAl3/3EI = 0
VA=3wI/8
さて、Mを求めると、
M = VA × l/2 – W × l/4
      = 3wI/8 × l/2 – wl/2 × l/4
      = wl2/16
〔H27 No.03〕図のような水平荷重Pを受けるラーメンに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.支点Aの水平反力の大きさは、P/2である。
2.支点Aの鉛直反力の大きさは、Pである。
3.部材ABの材端Bにおける曲げモーメントの大きさは、Plである。
4.部材BCのせん断力の大きさは、P/2である。

解答 4:3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)C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 + HE – P = 0・・・①
(ⅱ)ΣY = 0
⇔ RA + RE  = 0・・・② 
(ⅲ)ΣM= 0
⇔ P×3l – RE×3l = 0
⇔ RE = P(上向き)・・・③
(ⅳ)ΣMC(左)= 0
⇔ HA×3l + RA×(3/2)l = 0
⇔ HA = -(1/2)RA・・・④

③を②に代入し、
RA + (P)  = 0
⇔ RA = – P(選択肢2は正しい記述)・・⑤
⑤を④に代入し、
HA = -(1/2)RA = (1/2)P(肢1は正しい記述)・・⑥
部材ABの材端Bにおける曲げモーメントの大きさは、
MB = HA×2= Pl (肢3は正しい記述)
上図はモーメントを表している。部材BCのせん断力QBCの大きさは、BC部材間のモーメントから導き出せる。

QBC = (MB + MC)/部材の長さ

この時の部材の長さ(x)は、ピタゴラスの定理を用いて、
x2 = {(3/2)l}2 + l2
⇔ x = 1.8l
よって、
QBC = (Pl + 0) / 1.8l = 0.56P(肢4は誤りの記述)

(関連問題:平成24年1級学科4、No.02平成22年1級学科4、No.04平成21年1級学科4、No.03令和元年2級学科3、No.04平成29年2級学科3、No.04平成28年2級学科3、No.04平成27年2級学科3、No.04平成26年2級学科3、No.04平成25年2級学科3、No.03平成24年2級学科3、No.05平成23年2級学科3、No.05平成21年2級学科3、No.05)

〔H27 No.04〕図-1のような水平荷重を受けるラーメンにおいて、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の値として、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. 500kN

解答 3: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 = σ2/(/3)・・・②
σ12 なので、①’を②に代入すると、
XB = σ2l  = (l×θ)/(/3) = 3θ

①外力による仕事W
 W外 = Pu × 6m × θ= 6Puθ
②内力による仕事W
 W = MP(柱)×θ + MP(梁)×θ +MP(梁)×3θ + MP(柱)×3θ
         = 2,400θ
W = Wなので、
    6Puθ = 2,400θ
⇔ Pu = 2,400 / 6 = 400kN

〔H27 No.05〕図のような鉛直荷重を受けるトラスにおいて、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。

1. -2√2 P
2. -√2 P
3. +√2 P
4. +2√2 P

解答 3: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
⇔ – P + NAB(Y) = 0
⇔ – P + (1/√2)・NAB = 0
⇔ NAB = –√2 P(選択肢2)

〔H27 No.06〕図のような剛で滑らない面の上に置いてある剛体の重心に漸増する水平力が作用する場合、剛体が浮き上がり始めるときの水平力Fの重力Wに対する比α(=F/W)の値として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、剛体の質量分布は一様とする。

1. 0.25
2. 0.50
3. 0.75
4. 1.00

解答 2:設問の剛体は、力Fによって左から押されている。そのため転倒するときは図の点Oを支点として時計回りに転倒する。転倒するときは、WとFが釣り合っている状態である。図のようにモーメントを置き、Fに関するモーメントM1は、

M1 = F × 4a

Wに関するモーメントM2は、

M2 = W × 2a

よって浮き上がり始めるときは、
M1 = M2 ⇔ F × 4a = W × 2a
               ⇔F/W = 2a/4a
                         =  0.50
よって、α = F/W = 0.30
 (関連問題:平成30年1級学科4、No.06)

〔H27 No.07〕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大きくなる。
2.地下部分の地震層せん断力は、「地下部分の固定荷重と積載荷重との和に、当該部分の地盤面からの深さに応じた水平震度kを乗じて求めた地震力」と「地上部分から伝わる地震層せん断力」との和である。
3.建築物の設計用一次固有周期Tが長い場合、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。
4.第一種地盤で、建築物の設計用一次固有周期Tが長い場合、振動特性係数Rtの値は、Tが長くなるほど小さくなる。

解答 1:建築物の地上部分のある層に作用する地震層せん断力は、その層以上の全ての層の重量の和に、その層の地震層せん断力係数Ciを乗じて求める。(建築基準法施行令第88条1項)この時の「地震層せん断力係数Ci」は、上層になるほど大きくなり、最下層における値が最も小さい。建築物は上層になるほど大きく揺れるので、「高さ方向の地震層せん断力係数の分布係数(Ai)」が大きくなり、1階が「1.0」、上階につれて値は大きくなる。
(関連問題:平成24年1級学科4、No.07平成20年1級学科4、No.21)

〔H27 No.08〕建築物の構造計算に用いる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.多雪区域において、暴風時に考慮すべき積雪荷重は、短期の積雪荷重を低減して用いることができる。
2.教室に連絡する廊下や階段の床の積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、教室の床の積載荷重と同じ値を用いることができる。
3.建築物の各部の積載荷重は、「床の構造計算をする場合」、「大梁・柱・基礎の構造計算をする場合」及び「地震力を計算する場合」において、それぞれ異なる値を用いることができる。
4.一般的な鉄筋コンクリートの単位体積重量は、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を加えた値を用いることができる。

解答 2:実況に応じて計算しない場合の積載荷重は、建築基準法施行令第85条1項の表による。教室に連絡する廊下や階段の積載荷重は、表(5)の「その他」の値を用いる。このため、表(3)の「教室」よりも大きな値となる。

(関連問題:平成30年1級学科4、No.08平成22年1級学科4、No.07平成20年1級学科4、No.08、平成19年1級、平成15年1級)

〔H27 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.地盤が著しく軟弱な区域として指定する区域内において、標準せん断力係数C0を0.3として、地震力を算定した。
2.風による水平力に対して必要な耐力壁の量は、建築物の階数及び床面積に基づいて算定した。
3.1階の耐力壁と2階の耐力壁を、市松状に配置した。
4.引張力のみを負担する筋かいとしたので、厚さ1.5cm、幅9cmの木材を使用した。

解答 2:「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25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)

〔H27 No.10〕図のような木造軸組工法による地上2階建ての建築物(屋根は日本瓦葺とし、1階と2階の平面形状は同じであり、平家部分はないものとする。)の1階において、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、その壁倍率は全て2とする。なお、壁率比は次の式による。

〔H27 No.11〕鉄筋コンクリート部材のせん断耐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.柱梁接合部のせん断耐力は、一般に、取り付く大梁の梁幅を大きくすると大きくなる。
2.柱梁接合部のせん断耐力は、一般に、取り付く大梁の主筋量を増やすと大きくなる。
3.柱のせん断耐力は、一般に、柱に作用する軸方向圧縮力が大きいほど大きくなる。
4.柱のせん断耐力は、一般に、帯筋に降伏強度の高い高強度鉄筋を使用すると大きくなる。

解答 2: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。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(肢1)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)

〔H27 No.12〕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.大梁主筋の柱への必要定着長さは、大梁主筋の強度が高いほど短くなる。
2.大梁主筋の柱への必要定着長さは、柱のコンクリート強度が高いほど短くなる。
3.鉄筋のかぶり厚さの最小値は、主筋の応力伝達のためだけではなく、鉄筋コンクリート部材の耐久性・耐火性を考慮して定められている。
4.柱の帯筋の端部は、135度フックを設ける代わりに、必要溶接長さを満たせば帯筋相互を片面溶接とすることができる。

解答 1:鉄筋の強度が大きいほど、鉄筋による大きな引抜き力が生じる。このため大梁主筋の強度が高いほど、必要定着長さは長くなる。また梁主筋の柱への定着において、柱のコンクリート強度が高いほど、鉄筋を拘束する力は大きくなり、主筋の定着長さは短くなる。
関連問題:平成30年1級学科4、No.12平成23年1級学科4、No.13平成22年1級学科4、No.13

〔H27 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.鉄筋コンクリートラーメン構造の応力計算において、柱及び梁を線材に置換し、柱梁接合部の剛域を考慮した。
2.柱の断面算定において、コンクリートに対する鉄筋のヤング係数比nは、コンクリートの設計基準強度が大きくなるほど大きな値とした。
3.超高層建築物に異なる強度のコンクリートを使用するので、コンクリートの設計基準強度ごとに、異なる単位体積重量を用いて、建築物重量を計算した。
4.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。

解答 2:コンクリートに対する鉄筋のヤング係数比は、コンクリートの種類や荷重の長期/短期にかかわらず同一にし、コンクリートの設計基準強度に応じて、下表に示す値とする。
したがって、一般に、コンクリートの設計基準強度が高くなるほど、小さくなる。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
(関連問題:平成30年1級学科4、No.13、平成15年1級学科4)

〔H27 No.14〕鉄筋コンクリート構造の保有水平耐力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.全体崩壊形の崩壊機構となったので、崩壊機構形成時の応力を用いて、部材種別及び構造特性係数DS値の判定を行った。
2.保有水平耐力を増分解析により計算する際に、各階に作用する外力分布を、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に基づいて設定した。
3.大梁の曲げ終局強度を計算する際に、スラブ筋による強度の上昇を考慮した。
4.主筋が円周方向に均等に配筋されている円形断面柱の曲げ終局強度を略算で求める際に、等断面積の正方形柱に置換し、主筋のかぶり厚さを変えることなく全主筋本数の1/2がそれぞれ、引張側と圧縮側に1列に配置されているものと仮定して算出した。

解答 4:設問の「主筋が円周方向に均等に配筋されている円形断面柱の曲げ終局強度を略算で求める」場合は、等断面積の正方形の柱に置換し、主筋とフープを断面積及び主筋数をそれぞれ等しく、かつ、各辺の主筋数が同一となるように置き換えて算出する。(建築物の構造関係技術基準解説書)

〔H27 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.柱にH形断面材を用いる場合、強軸方向をラーメン構造、弱軸方向をブレース構造とすることが多い。
2.大梁にH形断面材を用いる場合、梁端部のフランジに水平ハンチを設けることにより、梁端接合部に作用する応力度を減らすことができる。
3.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、軸力を受ける部材として検討する必要がある。
4.ベースプレートの四周にアンカーボルトを用いた露出柱脚とする場合、曲げモーメントは生じないものとし、軸力及びせん断力に対して柱脚を設計する。

解答 4:露出柱脚の回転剛性は、一般に、半剛接として算定する。軸方向力及び曲げモーメントはベースプレートとアンカーボルトを介して基礎に伝達されるように設計し、せん断力はベースプレート下面とモルタルまたはコンクリートとの摩擦力、またはアンカーボルトの抵抗力により伝達されるように設計する。(建築物の構造関係技術基準解説書)

〔H27 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.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。
3.柱の限界細長比は、基準強度が大きいほど小さくなる。
4.鋼材の許容圧縮応力度は、材端の支持条件により、異なる値となる。

解答 1: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、材料の基準強度が大きいほど小さくなる。例えば建築構造用圧延鋼材のSN400BよりもSN490Bの方が基準強度が大きいので、「幅厚比の上限値」は、SN400BよりSN490Bのほうが小さい。 (鋼構造設計規準)
(関連問題:平成30年1級学科4、No.16平成24年1級学科4、No.15)

〔H27 No.17〕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.トラスの弦材の座屈長さは、精算によらない場合、構面内座屈に対しては節点間距離とし、構面外座屈に対しては横方向に補剛された支点間距離とする。
2.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ことができる。
3.ラーメン架構の柱及び梁に、SN400材を用いる代わりに同一断面のSN490材を用いることで、弾性変形を小さくすることができる。
4.ラーメン架構のじんせいを高めるために、降伏比の小さい鋼材を用いることは有効である。

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:令和02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)

〔H27 No.18〕鉄骨構造の高力ボルト接合に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.高力ボルト摩擦接合は、部材間の摩擦力で応力を伝達する機構であり、ボルト軸部と部材との間の支圧による応力の伝達を期待するものではない。
2.高力ボルト摩擦接合部においては、一般に、すべり耐力以下の繰返し応力であれば、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部にせん断力と引張力が同時に作用する場合、作用する応力の方向が異なるため、高力ボルト摩擦接合部の許容せん断耐力を低減する必要はない。
4.一つの継手の中に高力ボルト摩擦接合と溶接接合とを併用する場合、先に溶接を行うと溶接熱によって板が曲がり、高力ボルトを締め付けても接合面が密着しないことがあるため、両方の耐力を加算することはできない。

解答 3:選択肢3は、選択肢2と関連している。すべり耐力以下の繰り返し応力(選択肢2)の場合、許容せん断応力度を低減する必要はない。せん断力と引張力を同時に受ける(選択肢3)場合は、高力ボルトで締め付けられている接合部が引っ張られると、接合部の圧縮力が減少し、すべり耐力も減少するので、許容せん断応力度を低減する必要がある。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.17、平成17年1級学科3、平成12年1級学科3)

〔H27 No.19〕地震時における地盤の液状化に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.飽和砂質土層であっても、細粒分含有率が小さければ液状化の可能性は低くなる。
2.液状化判定のための粒度試験試料として、標準貫入試験用サンプラーより採取した「乱した試料」を用いることができる。
3.将来的な地震においては、過去の地震で液状化した地盤であっても、液状化する可能性がある。
4.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、ドレーン工法等がある。

解答 1:一般に、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。(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22年1級学科4、No.23平成21年1級学科4、No.22平成20年1級学科3、No.19、平成18年1級学科3、平成16年1級学科3)

〔H27 No.20〕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。

1.一つの建築物にやむを得ず直接基礎と杭基礎とを併用する場合、それぞれの基礎の鉛直荷重時及び水平荷重時の詳細な検討を行い、基礎及び上部構造に障害が生じないことを確認しなければならない。
2.地盤の変形特性は非線形性状を示すが、通常の設計においては、地盤を等価な弾性体とみなし、即時沈下の計算を行ってもよい。
3.直接基礎と杭基礎が複合して上部構造を支えるパイルド・ラフト基礎は、基礎の平均沈下量及び不同沈下量の低減に効果がある。
4.杭基礎の先端の地盤の許容応力度は、支持地盤が砂質土の場合、一般に、セメントミルク工法による埋込み杭より、アースドリル工法等の場所打ちコンクリート杭のほうが大きい値を採用することができる。

解答 4:埋込み杭や打込み杭は、施工によって杭先端が固められ、特に打込み杭は、打撃により締め固められる。したがって、基礎杭の先端の地盤の許容応力度の大小関係は、杭の先端地盤が同一の場合、以下の順になる。
打込み杭>セメントミルク工法(埋込み杭)>アースドリル工法等(場所打ちコンクリート杭)
 (関連問題:平成18年1級学科3)

〔H27 No.21〕擁壁及び地下外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作用する土圧による転倒モーメントに1.5を乗じた値を上回ることを確認する必要がある。
2.常時作用する土圧は、構造体と土の状態が同じ条件の場合、受働土圧より主働土圧のほうが大きい。
3.隣地境界線に建設される擁壁は、原則として、終局限界状態においても滑動は許容されない。
4.地下外壁の設計においては、地下水位以深の部分は、土圧だけでなく水圧も考慮する。

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、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26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)

〔H27 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.不静定架構の大梁にプレストレス力を導入する場合、曲げ変形と同時に軸方向変形を考慮した不静定二次応力を計算しなければならない。
2.プレストレストコンクリート構造の種別は、長期設計荷重時に梁断面に生じる引張縁の状態によって、Ⅰ種、Ⅱ種及びⅢ種とされている。
3.プレストレストコンクリート構造は、鉄筋コンクリート構造に比べて長スパンに適しているが、一般に、ひび割れが発生する可能性が高く、耐久性は鉄筋コンクリート構造より劣る。
4.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を注入しなくてもよい。

解答 3:プレストレストコンクリート構造は、プレストレスの導入によって、長期応力のもとで曲げひび割れを発生させず、コンクリートの前面が圧縮にも引張りにも有効に働く。鉄筋コンクリート造に比べて、大スパンの架構に適している。また、ひび割れの発生の可能性が低いことから、鋼材の防食にも優れ、耐久性はRC造よりも優れている。(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23年1級学科4、No.20平成20年1級学科4、No.22)

〔H27 No.23〕各種建築構造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.鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱の短期荷重時のせん断力に対する検討に当たっては、鉄骨部分の許容せん断耐力と鉄筋コンクリート部分の許容せん断耐力との和が、設計用せん断力を下回らないものとする。
2.コンクリート充填鋼管(CFT)柱は、同じ径・同じ厚さの中空鋼管柱よりも局部座屈が生じにくく、座屈後の耐力低下も少ない。
3.壁式鉄筋コンクリート構造の耐力壁の小開口の隅角部において、開口縁の縦筋及び横筋に所定の鉄筋量を割り増して配筋することにより、ひび割れの拡大防止に有効な斜め筋を配筋しないことができる。
4.アンカーボルトは、引張力に対する支持抵抗力の違いにより、支圧抵抗型と付着抵抗型に分類される。

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)

〔H27 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.地震力を算定する場合に用いる鉄骨構造の建築物の設計用一次固有周期(単位秒)は、建築物の高さ(単位m)に0.03を乗じて算出することができる。
2.建築物の保有水平耐力を算定する場合、炭素鋼の構造用鋼材のうち、日本工業規格(JIS)に定めるものについては、材料強度の基準強度を1.1倍まで割増しすることができる。
3.水平力を受ける鉄筋コンクリート構造の柱は、軸方向圧縮力が大きくなるほど、変形能力が小さくなる。
4.「曲げ降伏型の柱・梁部材」と「せん断破壊型の耐力壁」により構成される鉄筋コンクリート構造の保有水平耐力は、一般に、それぞれの終局強度から求められる水平せん断力の和とすることができる。

解答 4:保有水平耐力は、建築物の一部又は全体が地震力の作用によって崩壊形を形成するときの、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としてもよい。しかし、じん性部材(曲げ降伏型の柱・梁部材)と脆性部材(せん断破壊型の耐力壁)とが混在して架構される場合、その保有水平耐力は脆性部材が破壊される変形レベルを想定して設計を行う。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.25平成26年1級学科4、No.24)

〔H27 No.25〕建築物の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.平面形状が長方形の鉄骨構造の建築物において、短辺方向を純ラーメン構造、長辺方向をブレース構造とした場合、耐震計算ルートは両方向とも同じルートとする必要がある。
2.大きいスパンの建築物において、柱を鉄筋コンクリート構造、梁を鉄骨構造としてもよいが、異種構造の部材間における応力の伝達を考慮して設計する必要がある。
3.超高層建築物に作用する風圧力に対しては、風向と直交する方向及び方向の建築物の振動についても考慮する必要がある。
4.高層建築物の耐震設計において、地上階に比べて地下階のほうが平面的に大きな広がりがある場合、一般に、地上1階床面のせん断力の伝達を検討する必要がある。

解答 1:必ずしも同じルートにする必要はない。構造および規模によっては、短辺方向と長辺方向それぞれに別々の耐震計算ルートを用いることが出来る。例えば、「耐震計算ルート1」が適用できる鉄骨造において、短辺方向の純ラーメン構造は「ルート1」を、長辺方向のブレース構造には「ルート3」を用いることが出来る。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.25平成23年1級学科4、No.25)

〔H27 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.地下部分がある建築物の杭の地震時設計用外力の算定において、根入れ効果による水平力の低減を行った。
2.限界耐力計算における表層地盤による地震動の増幅特性は、「まれに発生する地震動」と「極めてまれに発生する地震動」とで異なるものとした。
3.地上5階建ての鉄骨構造の建築物において、保有水平耐力を算定しなかったので、地震力の75%を筋かいが負担している階では、その階の設計用地震力による応力の値を1.5倍して各部材の断面を設計した。
4.鉄筋コンクリート部材の変形能力を大きくするために、コンクリート強度及びせん断補強筋量を変えることなく主筋量を増やした。

解答 4:鉄筋コンクリート造の柱において、せん断補強筋量が規定値を満足している場合、主筋が多く配置されている程、曲げ抵抗力が大きくなり、粘りのある「曲げ破壊」をする前に、脆い「せん断破壊」を起こす恐れが生じる。したがって、一般に、主筋量が多く入っているほど、変形能力が小さくなる。
(関連問題:平成23年1級学科4、No.26)

〔H27 No.27〕木材及び木質系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.構造用材料の弾性係数は、一般に、繊維飽和点以下の場合、含水率の低下に伴って減少する。
2.木材の腐朽は、木材腐朽菌の繁殖条件である酸素・温度・水・栄養源のうち、一つでも欠くことによって防止することができる。
3.垂木、根太等の並列材に構造用合板を張り、荷重・外力を支持する場合、曲げに対する基準強度は、割増しの係数を乗じた数値とすることができる。
4.日本農林規格(JAS)の強度等級「E120-F330」の対称異等級構成集成材については、繊維方向の曲げに対する基準弾性係数は12kN/mm2、繊維方向の曲げに対する基準材料強度は33N/mm2である。

解答 1: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。常時湿潤状態の条件下では、構造用材料の含水率は、繊維飽和点以上に達することを想定し、基準材料強度に含水率影響係数を乗じて、設計用弾性係数を小さくしておく必要がある。(木質構造設計規準)
(関連問題:令和元年1級学科4、No.27平成22年1級学科4、No.27)

〔H27 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.高強度コンクリートの温度ひび割れの防止対策として、水和熱の小さい中庸熱ポルトランドセメントを使用した。
2.設計基準強度80N/mm2以上の高強度コンクリートの火災時の爆裂防止対策として、コンクリート中に有機繊維を混入した。
3.凍結融解作用を受けるコンクリートの凍害対策として、AEコンクリートとし、空気量を4.5%とした。
4.計画供用期間の級が「長期」のコンクリートの練混ぜ水に、コンクリートの洗浄排水を処理して得られた上澄水を用いた。

解答 4:計画供用期間の級が長期もしくは超長期の場合は「コンクリートの洗浄排水を処理して得られた上澄水」などの回収水は用いる事は出来ない。(JASS5)
(関連問題:平成16年1級学科4、平成24年2級学科3、No.22)

〔H27 No.29〕鋼材及び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.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。
2.鉄筋コンクリート用棒鋼SD345の降伏点又は耐力の下限値は、345N/mm2である。
3.降伏点240N/mm2、引張強さ400N/mm2である鋼材の降伏比は、0.6である。
4.高力ボルトF10Tのせん断強さの下限値は、1,000N/mm2である。

解答 4:高力ボルトには引張り強さの下限値と上限値が定められているが、せん断強さの既定値はない。また高力ボルトF10Tの引張り強さの下限値は1,000N/mm2で、上限値は1,200N/mm2である。(JIS B 1186 表2)

〔H27 No.30〕免震構造及び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.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。
2.免震構造による耐震改修は、免震装置を既存建築物に設置し、建築物の固有周期を長くすることにより、建築物に作用する地震力を低減し、耐震性の向上を図るものである。
3.制振構造においては、履歴型ダンパーやオイルダンパー等の制振機構を設置することで、地震の入力エネルギーを制振機構に吸収させ、主架構の水平変形を抑制することができる。
4.せん断パネルを鋼材ダンパーとして架構に設置する制振構造は、原則として、せん断パネルは降伏しないように設計しなければならない。

解答 4:せん断パネル(粘弾性パネル)はせん断抵抗によって外部エネルギーを吸収し、骨組みの損傷を最小限に抑える。せん断パネルを鋼材ダンパーとして架構に設置する制振構造は、原則として、せん断パネルは降伏させるように設計しなければならない

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投稿日:2019年8月1日 更新日:

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