平成29年度1級建築士-学科Ⅳ構造

平成29年度 学科Ⅳ-構造
全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!

〔H29 No.01〕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に示すような長方形断面であり、鉛直荷重N及び水平荷重Qは断面の図心に作用しているものとする。柱脚部断面における引張縁応力度と圧縮縁応力度との組合せとして、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、自重は無視する。また、応力度は弾性範囲内にあるものとし、引張応力度を「+」、圧縮応力度を「-」とする。

解答 2: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)
それぞれ計算すると、
N:120kN = 120,000N
A:200mm×300mm= 60,000mm2
M:15kN×2,000mm= 15,000N×2,000mm= 30,000,000N・mm
Z:bh2/6 = 200mm×(300mm)2= 3,000,000mm3
以上を①式に代入すると、
引張応力度σ= -2N/mm2 + 10N/ mm2
              =+8N/mm2
圧縮応力度σ= -2N/mm2 – 10N/ mm2
              = -12N/mm2

〔H29 No.02〕図のような断面形状の単純梁A及びBの中央に集中荷重Pが作用したとき、それぞれ曲げによる最大たわみδA及びδBが生じている。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は同一材質の弾性部材とし、自重は無視する。また、梁Bは重ね梁であり、接触面の摩擦はないものとする。

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、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’ = l3/I
①梁Aの断面二次モーメントIA
IA = {a × a3}/12 = a4/12
よって、δ= l× 1/I= 12l/ a4
②梁Bの断面二次モーメントIB
IB = {a × a3}/12 ×2 = 2a4/12
よって、δ= (2l)3× 1/I= 48l/ a4
以上より、δAB =(12l3/a4) / (48l3/a4) = 1 : 4

〔H29 No.03〕図のようなラーメンに鉛直荷重4P及び水平荷重P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、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとする。

解答 1:まず反力を求めるために以下の図のように反力を仮定して、(ⅰ)ΣX=0、(ⅱ)ΣY=0、(ⅲ)ΣM=0の3つの釣り合い式をたてる。(ⅰ)ΣX = 0
⇔ H1 – P = 0
⇔ H1 = P・・・①
(ⅱ)ΣY = 0
⇔ R1 + R2 – 4P = 0・・・②
(ⅲ)ΣM1= 0
⇔  P×2l + 4P×l – R2×2l = 0
⇔ R2 = 3(上向き)・・・③
③を②に代入して、
R1 + (3P) – 4P = 0
R1 = P

次にA点に生じる曲げモーメントMAの絶対値を求める。この時、点Aから左下を見る。
MA = H1×2l 
      = P×2l
      = 2Pl (選択肢2・4は誤り)

そしてB点に生じる曲げモーメントMBは0なので、選択肢1が正しい。

〔H29 No.04〕図は2層のラーメンに水平荷重P及び2Pが作用したときの正しい崩壊メカニズムを示したものである。次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、最上階梁及び2階梁の全塑性モーメントはそれぞれMP及び2 MPとし、1階柱の柱脚の全塑性モーメントは2 MPとする。

1.最上階梁のせん断力Qbは、MP/l である。
2.鉛直反力Vは、3 MP/lである。
3.水平荷重Pは、2 MP/lである。
4.1階右側の柱のせん断力QCは、6 MP/lである。

解答 4:崩壊荷重に関する問題。
梁の材端モーメント(M)とせん断力(Q)の関係は、以下の式に表される。
せん断力 = − (材端モーメントの和 / スパン)
この関係から、最上階の梁のせん断力QbおよびQdは、
 Qb = (MP+MP)/2l = MP/l (選択肢1は正しい)
 Q= (2MP+2MP)/2l = 2MP/l 

また支点の反力は、すべての梁のせん断力の合計であることから、
V = Qb + Qd 
   = MP/l + 2MP/l 
   = 3MP/l (選択肢2は正しい)

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、崩壊荷重を2P、P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
⇔ 2P×l + P×l = MP + MP + 2MP + 2MP
⇔ 3Pl = 6MP
⇔ P = 2MP/ l (選択肢3は正しい)

次に柱のせん断力Qcを求める。骨組みに作用する水平力の合計は、1階柱のせん断力の合計(Qcの2倍)に等しい。このことから、
2P + P = 2 × Qc
Qc = (3/2)P

〔H29 No.05〕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
⇔ 2P – P – NAB(Y) = 0
⇔ 2P – P – (1/√2)・NAB = 0
⇔ NAB = +√2 P(選択肢4)

〔H29 No.06〕図のような構造物A、B、Cの柱の弾性座屈荷重をそれぞれPA、PB、PC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、全ての柱は等質等断面で、梁は剛体であり、柱及び梁の自重、柱の面外方向の座屈は無視する。

1. PA> PC> PB
2. PB> PA> PC
3. PC> PA> PB
4. PC> PB> PA

解答 3: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)
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、構造物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。構造物A、B、Cの座屈長さlkを、それぞれ求めていくと、

構造物A:移動に対する条件は自由、一端ピン、他端固定
lkA = 2l = 2 × 2h = 4h
構造物B:移動に対する条件は自由、両端固定
lkB = l = 5h
構造物C:移動に対する条件は拘束、両端固定
lkC = 0.5l = 0.5 × 6h = 3h
したがって、lkB > lkA > lkC となり、Pelkの2条に反比例するため、
PC > PA > PB

〔H29 No.07〕建築基準法における地震層せん断力係数Ciの計算に用いる振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期Tと地盤の種別に応じて定められている。それらの関係を示す図として、ものは、次のうちどれか。

解答 1:まず設計用一次固有周期(T)が0.4秒以下の振動特性係数(R)は1.0である。これで選択肢3・4は不適切である。次に同じTの場合、軟弱地盤である第3種地盤より、硬質地盤である第1種地盤の方が小さくなるので、選択肢1が正答となる。

〔H29 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.学校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、教室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。
2.雪下ろしを行う慣習のある地方においては、その地方における垂直積雪量が1mを超える場合においても、積雪荷重は、雪下ろしの実況に応じて垂直積雪量を1mまで減らして計算することができる。
3.風圧力における平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、建築物の高さが同じ場合、一般に、「都市計画区域外の極めて平坦で障害物がない区域」より「都市計画区域内の都市化が極めて著しい区域」のほうが小さい。
4.建築物の地上部分における各層の地震層せん断力Qiは、最下層の値が最も大きくなる。

解答 1:屋上広場やバルコニーは、建築基準法施行令第85条1項表(8)に記載されている。これによると、屋上広場やバルコニーは「住宅の居室(1)」と同じ数値を用いる。ただし、学校・百貨店の屋上やバルコニーは「百貨店または店舗の売り場(4)」と同じ数値を用いる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.08平成24年1級学科4、No.07、平成19年1級、平成15年1級)

〔H29 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.平面が長方形の建築物において、必要壁量が風圧力により決定されたので、張り間方向と桁行方向の壁量が、それぞれの方向の必要壁量以上となるように設計した。
2.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。
3.9cm角の木材の筋かいを入れた軸組の倍率(壁倍率)を3とし、9cm角の木材の筋かいをたすき掛けに入れた軸組の倍率(壁倍率)を6とした。
4.筋かいが間柱と交差する部分は、間柱の断面を欠き取り、筋かいは欠込みをせずに通すようにした。

解答 3:筋交いの壁倍率は、以下のポイントを暗記する。
ポイント1.面材と筋交いを併用する場合は、それぞれの倍率の和。
ポイント2.面材を両側につけると、倍率は2倍。
ポイント3.倍率の和は「5」を限度とする。
ポイント4.筋交いの倍率と面材の倍率は絶対暗記!!

「ポイント3」により、選択肢3が誤りであることがわかる。
(関連問題:平成21年1級学科4、No.09平成27年2級学科3、No.11)

〔H29 No.10〕図のような平面の木造軸組工法による平家建ての建築物において、建築基準法における「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。ただし、図中の太線は耐力壁を示し、その軸組の倍率(壁倍率)は全て1とする。なお、この建築物の単位床面積当たりに必要な壁量は15cm/m2とする。

1.X方向の北側の側端部分の必要壁量は、3mである。
2.X方向の北側の側端部分の存在壁量は、5mである。
3.X方向の北側の側端部分の壁量充足率は、1を超えている。
4.X方向の壁率比は、0.5を超えている。

解答 4:解説はこちら→1級建築士試験H29年学科4No.10

〔H29 No.11〕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「その原因の説明」として、最も不適当なものは、次のうちどれか。

解答 2:RC造のひび割れに関する問題。独立基礎フーチングにおけるひび割れにおいては、①曲げ応力と②せん断力による原因が考えられる。まず、通常のフーチングは凸の形でよいが、傾斜して増し打ちを行なっているため、設計断面が大きく、せん断耐力があるのでせん断力によるひび割れ(②)は考えにくい。次に曲げ応力によるひび割れ(①)だが、曲げ応力の作用する引張り側(底面)にひび割れが生じる。

〔H29 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.梁のせん断強度を大きくするために、あばら筋量を増やした。
2.曲げ降伏する梁の靱性を高めるために、コンクリートの設計基準強度に対するせん断応力度の比を大きくした。
3.柱のせん断強度を大きくするために、設計基準強度がより高いコンクリートを採用した。
4.曲げ降伏する両側柱付き耐力壁の靱性を高めるために、側柱の帯筋量を増やした。

解答 2:「梁のせん断破壊」はせん断補強筋によって回避することができる。一方「梁のじん性」を高めるためには、コンクリートの圧縮強度に対するせん断応力度の比を小さくする

〔H29 No.13〕鉄筋コンクリート構造の柱及び梁における付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.主筋間のが大きくなると、付着割裂強度は小さくなる。
2.細径の主筋を用いる場合よりも、太径の主筋を用いる場合のほうが、断面の隅角部に付着割裂破壊を生じやすい。
3.付着割裂破壊に対する安全性の検討を行う場合、帯筋、あばら筋及び中子筋の効果を考慮して、付着割裂強度を算定してもよい。
4.部材端部にせん断ひび割れが生じる部材では、主筋の引張応力度を一定とみなす範囲を除いたうえで、設計用付着応力度を算定する。

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02年1級学科4、No.13令和元年1級学科4、No.11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)

〔H29 No.14〕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.柱の長期許容曲げモーメントの算定において、コンクリートには引張応力度の負担は期待せず、主筋と圧縮コンクリートを考慮して計算を行った。
2.梁の長期許容曲げモーメントを大きくするために、引張鉄筋をSD345から同一径のSD390に変更した。
3.柱及び梁の短期許容せん断力の算定において、主筋はせん断力を負担しないものとして計算を行った。
4.開口を設けた耐力壁において、壁縦筋や壁横筋の寄与分を考慮して、設計用せん断力に対して必要となる開口補強筋量を算定した。

解答 2:梁の許容曲げモーメントは、引張鉄筋の許容引張応力度の大きさに影響する。SD345とSD390の長期許容引張応力度はともに、ft = 215 N/mm2である。このため「引張鉄筋をSD345から同一径のSD390に変更」しても、長期許容曲げモーメントは変わらない。

〔H29 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.引張力を負担する筋かいを保有耐力接合とするために、筋かい端部及び接合部の破断耐力より、筋かいの軸部の降伏耐力のほうが大きくなるように設計した。
2.溝形鋼を用いた筋かいの設計において、接合部のボルト本数に応じた突出脚の無効長さを考慮して、部材の断面積を低減した。
3.横移動が拘束された両端ピン接合の柱材において、節点間距離を柱材の座屈長さとした。
4.平面計画上、梁の横座屈を防止するための横補剛を梁の全長にわたって均等間隔に設けることができなかったので、梁の端部に近い部分を主として横補剛する方法を採用した。

解答 1:筋かいにおいて、軸部が引張降伏点に達した後、破断点に到るまでの塑性変形によって地震エネルギーを吸収する必要がある。そのため、端部及び接合部の破断耐力は、軸部の降伏耐力よりも大きく(1.2倍以上)する必要がある。
(関連問題:令和元年1級学科4、No.16平成25年1級学科4、No.19平成21年1級学科4、No.18)

〔H29 No.16〕鉄骨構造の柱脚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.露出形式柱脚に使用する「伸び能力のあるアンカーボルト」には、「建築構造用転造ねじアンカーボルト」等があり、軸部の全断面が十分に塑性変形するまでねじ部が破断しない性能がある。
2.一般的な根巻形式柱脚における鉄骨柱の曲げモーメントは、根巻鉄筋コンクリート頂部で最大となり、ベースプレートに向かって小さくなるので、根巻鉄筋コンクリートより上部の鉄骨柱に作用するせん断力よりも、根巻鉄筋コンクリート部に作用するせん断力のほうが大きくなる。
3.根巻形式柱脚において、柱脚の応力を基礎に伝達するための剛性と耐力を確保するために、根巻鉄筋コンクリートの高さが鉄骨柱せいの2.5倍以上となるように設計する。
4.埋込形式柱脚において、鉄骨柱の剛性は、一般に、基礎コンクリート上端の位置で固定されたものとして算定する。

解答 4:埋込み式柱脚の鉄骨柱の剛性は、一般に、基礎コンクリート上端から柱の断面せいの1.5倍下がった位置を固定として算定する。

〔H29 No.17〕鋼材ダンパーを用いた制振構造を採用した鉄骨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.地震時に主架構を無損傷とする目的で、柱梁部材には建築構造用圧延鋼材SN490に比べて、基準強度が大きい建築構造用高性能鋼材SA440を用いた。
2.地震エネルギーを効率的に吸収させるために、鋼材ダンパーには建築構造用圧延鋼材SN400と比べて、伸び能力の優れた建築構造用低降伏点鋼材LY225を用いた。
3.制振効果を高めるために、鋼材ダンパーの主架構への取付け部の剛性を小さくした。
4.せん断パネルタイプの鋼材ダンパーについて、地震等による繰返し変形下の疲労に対して累積損傷度による検討を行った。

解答 3:「ダンパー」は地震入力エネルギーを吸収する免震構造であり、履歴型、流体型、粘弾性型がある。
鋼材や鉛等の金属製の履歴型ダンパーは、金属が塑性化する際のエネルギー吸収能力を利用するものであり、安定した復元力特性と十分な疲労強度が必要である。この性能を発揮するためには主架構への取付部の剛性を大きくする必要がある。(鋼構造制振設計指針)

〔H29 No.18〕冷間成形角形鋼管柱を用いた鉄骨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.プレス成形角形鋼管の角部は、成形前の素材と比べて、強度及び変形性能が高くなる。
2.柱と梁との仕口部の接合形式には、一般に、通しダイアフラム形式、内ダイアフラム形式及び外ダイアフラム形式がある。
3.柱の継手は、一般に、現場溶接となり、継手位置は曲げ応力が小さくなる位置とすることが望ましい。
4.「耐震計算ルート1-1」の場合は、標準せん断力係数C0を0.3以上とするとともに、柱の設計用応力を割増して、許容応力度を検討しなければならない。

解答 1:「建築構造用冷間プレス成形角形鋼管」は、JIS G 3136 に規定される建築構造用圧延鋼材に、上限規定を付加した規格を満足する鋼帯又は鋼板を角形断面又は一対の溝形断面に成形し、溶接継目部を半自動若しくは自動アーク溶接して製造される直及びテーパー形の角形鋼管である。
塑性加工を行うため、塑性変形能力が低下し、耐震設計上の制約がある。

〔H29 No.19〕基礎の設計を行う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.地震時の杭の水平抵抗を検討するための孔内水平載荷試験は、杭頭から約5mの深さ又は最大杭径の約5倍の深さまでで実施する。
2.平板載荷試験により「地盤の支持力特性」の調査ができる範囲は、載荷板幅の1.5~2.0倍程度の深さまでである。
3.常時微動測定の結果は、地盤の卓越周期の推定や、建築物の地震力の設定に必要な地盤種別の判定に利用される。
4.粘性土の内部摩擦角は、一軸圧縮試験により求めることができる。

解答 4:「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02年1級学科4、No.20令和元年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)

〔H29 No.20〕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.鉛直荷重が作用する杭の抵抗要素には、先端抵抗と周面摩擦抵抗があり、杭頭に作用する上部構造物の荷重による杭の沈下の発生とともに先端抵抗が先行して発揮され、杭の沈下が増加すると周面摩擦抵抗が発揮される。
2.地震時に液状化ののある地盤において、杭の水平抵抗を検討する場合には、水平地盤反力係数(単位kN/m2)の値を低減しなければならない。
3.地下水位の高い敷地に計画する低層建築物に地下室を設ける場合には、浮力が作用するので、杭の引抜き抵抗力の検討が必要となる。
4.杭先端の地盤の許容応力度を計算で求める場合に用いるN値は、杭先端付近のN値の平均値とし、その値が60を超えるときは60とする。

解答 1:設問の通り、杭の抵抗要素は2つ、「先端抵抗」と「周面摩擦抵抗」ある。「周面摩擦抵抗」は小さい沈下で発揮されるが、「先端抵抗」は相当な沈下量を示さないと発揮しない。なので上部構造物の荷重による沈下が発生した場合、まず周面摩擦抵抗が先行し、沈下量が増加すると先端抵抗が発揮される
(関連問題:平成10年1級学科3)

〔H29 No.21〕地盤及び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.直接基礎の地盤の許容応力度の算定において、根入れ深さDfを評価する場合、隣接する建築物の影響を考慮する必要がある。
2.杭の長さが長い場合、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小さくなる。
3.支持層が傾斜している地盤に杭基礎を採用する場合、長い杭と短い杭を混用すると、各杭の負担水平荷重の差異やが生じやすい。
4.地盤沈下ののある敷地において、支持杭を採用する場合には、負の摩擦力による杭の支持力、杭の沈下量等を検討しなければならない。

解答 2:(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24年1級学科4、No.22平成20年1級学科3、No.20)

〔H29 No.22〕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プレテンション方式は、PC鋼材を緊張した状態でそ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緊張端の張力を解放して、PC鋼材とコンクリートとの付着によりプレストレスを導入するものである。
2.制振構造には、特定の層を柔らかく設計して、その層にダンパーを設置し、建築物に入力された地震エネルギーを効果的に吸収させる方法もある。
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。
4.壁式鉄筋コンクリート構造は、一般に、軒高が20mの地上6階建ての建築物においても採用することができる。

解答 4:壁式鉄筋コンクリート構造は、一般に、耐震強度(保有水平耐力)は大きいが、優れたじんせいは期待できない。 そのため高層の建築物には適さず、階数5以下、および軒高20m以下の建築物に採用することができる。(平成13年告示第1026号第一)
(関連問題:平成22年1級学科4、No.20)

〔H29 No.23〕合成構造及び混合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.鉄骨梁と鉄筋コンクリートスラブとを頭付きスタッドを介して緊結した合成梁の曲げ剛性の算定に用いる床スラブの有効幅は、鉄筋コンクリート梁の曲げ剛性の算定に用いる床スラブの有効幅と同じとしてもよい。
2.デッキ合成スラブは、鋼製デッキプレートとその上に打設されるコンクリートとが一体となる構造で、面内せん断力の伝達も期待することができる。
3.コンクリート充填鋼管(CFT)構造の柱は、同一断面で同一板厚の鋼管構造の柱に比べて、水平力に対する塑性変形性能は高いが耐火性能は同等である。
4.鉄筋コンクリート構造のコア壁を耐震要素とし、外周部を鉄骨構造の骨組とした架構形式は、大スパン化による空間の有効利用に適している。

解答 3:「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27年1級学科4、No.23平成26年1級学科4、No.20平成24年1級学科4、No.20)

〔H29 No.24〕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.圧密沈下ののある地盤において、直接基礎を採用した建築物の設計に当たり、不同沈下による建築物の損傷を生じにくくするために、基礎形式を独立基礎からべた基礎に変更した。
2.平面形状が細長い建築物の応力解析において、短辺方向に地震力を受ける場合には、床を剛と仮定しなかった。
3.床組の振動による使用上の支障がないことを、梁及び床スラブの断面の各部の応力を検討することにより確認した。
4.片持スラブの設計において、長期荷重に加えて地震時の上下振動を考慮して配筋を決定した。

解答 3:「床組の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26年1級学科4、No.26)

〔H29 No.25〕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.鉄骨構造の筋かい付き骨組の保有水平耐力計算において、X形筋かいの耐力は、引張側筋かいの耐力と圧縮側筋かいの座屈後安定耐力とを合算して求めることができる。
2.鉄骨構造の筋かいに山形鋼を用いる場合、小規模な建築物を除き、山形鋼を2本使用し、ガセットプレートの両側に取り付け、偏心を小さくする。
3.鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱脚を非埋込形式とする場合、柱脚の曲げ終局強度は、アンカーボルトの曲げ終局強度、ベースプレート直下のコンクリートの曲げ終局強度及びベースプレート周囲の鉄筋コンクリートの曲げ終局強度を累加して求める。
4.鉄骨部材の許容圧縮応力度は、材種及び座屈長さが同じ場合、座屈軸周りの断面二次半径が小さくなるほど大きくなる。

解答 4:圧縮材の座屈軸回りの断面二次半径が小さいほど、細長比は大きくなる。形状が細長い(細長比が大きい)ほど、許容圧縮応力度は小さくなる。鋼構造設計規準
(関連問題:平成22年1級学科4、No.15平成25年2級学科3、No.16平成21年2級学科3、No.17)

〔H29 No.26〕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.積層ゴムアイソレータを用いた免震構造は、一般に、水平地震動に対する免震効果はあるが、上下地震動に対する免震効果は期待できない。
2.長期荷重を受ける積層ゴムアイソレータの設計に用いる面圧は、支持軸力を積層ゴムの断面積で除した値とする。
3.転倒モーメントによりアイソレータに大きな引張軸力が生じる場合は、天然ゴム系の積層ゴムアイソレータを採用する。
4.天然ゴム系の積層ゴムアイソレータを用いた免震構造においては、アイソレータのみでは減衰能力が不足するので、オイルダンパーや鋼材ダンパー等を組み込む必要がある。

解答 3:「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24年1級学科4、No.24、平成16年1級学科3、平成12年1級学科3)

〔H29 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.木材の曲げ強度は、一般に、気乾比重が大きいものほど大きい。
2.木材の木裏は、一般に、木表に比べて乾燥収縮が大きいので、木裏側が凹に反る性質がある。
3.LVLは、日本農林規格(JAS)において「単板積層材」と呼ばれ、主として各層の繊維方向が互いにほぼ平行となるように積層接着されたもので、柱、梁等の線材に使用される。
4.CLTは、日本農林規格(JAS)において「直交集成板」と呼ばれ、各層の繊維方向が互いにほぼ直角となるように積層接着されたもので、床版、壁等の面材に使用される。

解答 2:木材の木裏は、一般に、木表に比べて乾燥収縮が小さい。そのため、木裏側が凸になる性質がある。このため敷居や鴨居は木表側を上端にすると、クリープによって建具の開閉が固くなるので、木材の木表側に溝を掘って使用する。 (JASS11)

〔H29 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.コンクリートの初期の圧縮強度の発現は、一般に、セメントの粒子が細かいものほど早くなる。
2.コンクリートの圧縮強度は、一般に、材齢が同じ場合、大気中で養生した供試体よりも、大気と同一温度の水中で養生した供試体のほうが大きくなる。
3.コンクリートのせん断弾性係数は、一般に、ヤング係数の0.4倍程度である。
4.局部圧縮を受けるコンクリートの支圧強度は、一般に、全面圧縮を受けるコンクリートの圧縮強度よりも小さい。

解答 4:局部圧縮(支圧)を受けるコンクリートの支圧強度は、周辺コンクリートの拘束により、通常の全面圧縮強度よりも大きくなる。

〔H29 No.29〕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.板厚40mm以下の建築構造用圧延鋼材SN400Bにおいて、基準強度F及び短期許容引張応力度は、235N/mm2である。
2.熱間圧延鋼材の強度は、圧延方向に比べて、板厚方向のほうが小さい傾向がある。
3.シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが小さい鋼材を使用することは、溶接部の脆性的破壊の防止に有効である。
4.アルミニウムの線膨張係数は、鉄の約2倍である。

解答 3:「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。
(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)

〔H29 No.30〕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.耐震性能の要求レベルを高くするために、建築主と協議のうえ、「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」を、等級3から等級1に変更した。
2.角形鋼管柱の許容曲げ応力度を、許容引張応力度と同じ値とした。
3.柱及び梁は、国土交通大臣が定めた構造方法によるプレキャスト鉄筋コンクリート造とし、直接土に接しない部分の鉄筋に対する最小かぶり厚さを2cmとした。
4.杭を鋼管杭とするに当たり、地盤が強い酸性ではなかったので、その鋼管の腐食代として厚さ1mmを見込んだ。

解答 1:「住宅の品質確保の促進等に関する法律」において、耐震等級(損傷等級・倒壊防止共通)は等級1から等級3まで区分されている。
等級1:極めて稀に発生する地震力に対して
等級2:極めて稀に発生する地震力の1.25倍に対して
等級3:極めて稀に発生する地震力の1.50倍に対して
つまり、等級数が大きくなるにつれ、より大きな地震力に対して耐力が大きい。
(関連問題:平成26年1級学科4、No.30平成21年1級学科4、No.30)

1級建築士の学科対策

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投稿日:2019年7月30日 更新日:

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