平成20年度2級建築士-学科Ⅲ構造

平成20年度2級建築士-学科Ⅲ構造

[問1] 図のような四つの力P1~P4が釣り合っているとき、P2の値として、正しいものは、次のうちどれか。

1.30kN

2.24kN

3.18kN

4.12kN

5.6kN

解答 2:

 

 

[問2] 図のような断面のX軸及びY軸に関する断面二次モーメントの値の差の絶対値として、正しいものは、次のうちどれか。

1.6 l 4

2.4 l 4

3.3 l 4

4.2 l 4

5. l 4

解答 4:
断面のX軸に関する断面二次モーメントIXは、

IX = (bh3/12) ×2 = (l×(3l)3/12) ×2 = 54l4/12


断面のY軸に関する断面二次モーメントIYは、下図のように求めていく。

IY = (bh3/12) – (b’h’3/12)
= (3l×(3l)3/12) – (3l×l3/12)
= 78l4/12

これより断面二次モーメントの差、Ix – Iy は、
Ix – Iy = 54l4/12 – 78l4/12
= -24l4/12
よって絶対値、2l4

 

 

 

[問3] 図のような荷重を受ける、スパンが等しく断面の異なる単純梁A及び単純梁Bにおいて、CA点、CB点に生じる最大曲げ応力度をそれぞれσA、σBとしたとき、それらの比σA:σBとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、単純梁に用いる部材はいずれも同じ材質とし、自重は無視するものとする。

解答 4:
曲げ応力度は、σ = M / Z で求められる。

まず、それぞれの梁のMMAXは、
MA・MAX = 2.5 × 2,000 = 5,000 kN・mm
MB・MAX = 7.5 × 2,000 = 15,000 kN・mm
であるから、それぞれMCA、MCBは、
MCA = 2,500 kN・mm
MCB = 7,500 kN・mm

次にそれぞれの断面係数ZA、ZBは、
ZA = bhA2 / 6 = 100 × 2002 / 6 = 4,000,000 / 6 mm3
ZB = bhB2 / 6 = 100 × 3002 / 6 = 9,000,000 / 6 mm3

以上より、σAおよびσBが求められる。
σA = 2,500 × 6 / 4,000,000
σB = 7.500 × 6 / 9,000,000

これら1つを比で表すと、
σA : σA = 1 / 4 : 1 / 3 = 3 : 4

 

 

[問4] 図-1のような単純梁を図-2のように、等分布荷重w(kN/m)を変えずに、スパンl(m)を2倍にした場合に生じる変化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、梁は、自重を無視するものとし、材質及び断面は変わらないものとする。

1.A点の角が8倍になる。

2.B点のが16倍になる。

3.A点の鉛直反力が2倍になる。

4.最大せん断力が2倍になる。

5.最大曲げモーメントが2倍になる。

解答 5:

 

 

[問5]図のような材の長さ及び材端の支持条件が異なる柱A、B、C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、すべての柱の材質及び断面形状は同じものとする。

1.PC>PA=PB

2.PB>PA=PC

3.PB>PC>PA

4.PA>PB>PC

5.PA=PC>PB

解答 1:

 

 

[問6] 図のような外力を受ける静定の山形ラーメンにおいて、支点Eに生じる鉛直反力の大きさREの値と、C点に生じる曲げモーメントの大きさMCの値との組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。

解答 4:

 

 

[問7] 図のような荷重を受ける静定トラスにおいて、部材A、B、Cに生じる軸方向力、NA、NB、NCの組合せとして、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 2:

 

 

[問8] 構造計算における建築物に作用する風圧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.速度圧は、一般に、屋根の平均高さに基づいて算定する。

2.速度圧は、その地方において定められた風速の平方根に比例する。

3.風圧力は、速度圧に風力係数を乗じて計算する。

4.閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、建築物の外圧係数から内圧係数を減じた数値とする。

5.金網その他の網状の構造物の風圧作用面積は、風の作用する方向から見た金網等の見付面積とする。

解答 2:
速度圧は以下の式で求められる。


q = 0.6 × E × V02
E:屋根の高さおよび周辺の状況に応じて算出した数値
V0:その地方の台風の記録等により定められた風速

したがって、速度圧は、その地方において定められた風速V0の二乗に比例する。(施行令第87条2項)

 

 

 

[問9] 構造計算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.建築物の地上部分の地震力は、多雪区域に指定された区域外では、建築物の各部分の高さに応じて、当該高さの部分が支える固定荷重と積載荷重との和に、当該高さにおける地震層せん断力係数を乗じて計算する。

2.屋根面における積雪量が不均等となるのある場合においては、その影響を考慮して積雪荷重を計算しなければならない。

3.暴風時における建築物の転倒、柱の引抜き等を検討する場合においては、建築物の実況に応じて積載荷重を減らした数値によるものとする。

4.屋根の積雪荷重は、屋根に雪止めがある場合を除き、その勾配が60度を超える場合においては、零とすることができる。

5.同一の室における床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「床の構造計算をする場合」より「地震力を計算する場合」のほうが大きい。

解答 5:
同一の室における床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に「床の構造計算をする場合」より「地震力を計算する場合」のほうが小さい。

 

 

 

[問10] 地盤及び基礎構造に関する用語とその説明との組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1.圧密—————透水性の低い粘性土が、荷重の作用により、長い時間をかけて排水しながら体積を減少させる現象

2.負の摩擦カ——-軟弱地盤等において、周囲の地盤が沈下することにより、杭の周面に下向きに作用する摩擦力

3.ヒービング——–砂中を上向きに流れる水流圧力によって、砂粒がかきまわされ湧き上がる現象

4.地盤改良———–地盤の「強度の増大」、「沈下の抑制」、「止水」等に必要な土の性質の改善を目的として、土に、締固め、脱水、固結、置換等の処理を施すこと

5.液状化————–砂質土等において、地震動の作用により土中に発生する過剰間げき水圧が初期有効応力と等しくなることによって、せん断抵抗力が失われる現象

解答 3:
「ヒービング」とは、軟弱な粘土質地盤において、掘削場内外の地盤の重量差により、地盤に「すべり破壊」が生じ、山留め壁背面地盤が陥没、掘削底面に周囲の地盤が回り込んで盛り上がってくる現象。設問の「砂中を上向きに流れる水流圧力によって、砂粒がかきまわされ湧き上がる現象」はボイリングの説明。

 

 

[問11] 木造建築物の部材とその説明との組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1.内のり貫——–鴨居の高さ付近の位置にある貫

2.真づか———–小屋組(洋小屋)において、中央で棟木、合掌を受ける部材又はろく梁をる部材

3.ささらげた—–階段の段板を受けるため、上端を段形に切り込み、斜めに架ける部材

4.根がらみ—–床づか等のづかの下方を連結して構造的に固める部材

5.方立———–柱と横架材の交点の入隅部分において、柱と横架材を斜めに結んで隅を固める部材

解答 5:
「方立」は、開口部の位置や幅に合わせて取り付けた細長いたて材。設問の「柱と横架材を斜めに結んで隅を固める部材」は「方づえ」のこと。

 

 

[問12] 木造2階建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.地震の上下動に抵抗させるために、水平トラス及び火打材を使用した。

2.建築物の外周隅角部については、耐力壁をL字形に配置した。

3.厚さ30mmで幅90mmの木材を、引張力を負担する筋かいとして使用した。

4.胴差・床梁等の横架材相互の接合部及び柱と横架材の接合部を、羽子板ボルトで緊結した。

5.梁、けた等の横架材の材長中央部の引張側における切欠きは、応力集中による弱点となりやすいので、できるだけ避けるようにした。

解答 1:水平トラス及び火打材は水平構面の一体化を図るものであり、建築物に作用する地震力、風圧力などの「水平力」を、床面などの「水平構面」から耐力壁などの垂直構面に分配させるためのものである。

   

 

[問13] 枠組壁工法による2階建の住宅に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.耐力壁線により囲まれた部分の水平投影面積を、40m2以下になるように計画した。

2.構造計算により構造耐力上安全であることが確かめられたので、耐力壁線相互の距離が12mを超える部分を計画した。

3.耐力壁の上部における頭つなぎの継手位置を、耐力壁の上枠の継手位置と重なるようにした。

4.耐力璧の壁材としてボードを張り付けるための釘には、GNF40を使用した。

5.構造計算により構造耐力上安全であることが確かめられたので、地階の壁の地面から高さ45cm以上の部分を、一体の鉄筋コンクリート造ではなく枠組壁工法によるものとした。

解答 3:
耐力壁相互を有効に緊結するには、頭つなぎの継手位置を、耐力壁の上枠の継手位置と重ならないようにする

 

 

[問14] 補強コンクリートブロック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.布基礎又は基礎つなぎ梁のは、2階建及び3階建の場合、60cm以上、かつ、軒の高さの1/12以上とする。

2.C種コンクリートブロック造の建築物の軒の高さは、11m以下とする。

3.壁量とは、一つの階のはり間及びけた行両方向の耐力壁の長さの合計をその階の壁量算定用床面積で除した値をいう。

4.耐力壁の端部及び隅角部等は、原則として、現場打ちコンクリートで壁体の縁部分を形成する構造とする。

5.壁厚150mmの耐力壁の縦筋は、壁体内で重ね継ぎしてはならない。

解答 3:
壁量は、各階の張り間方向・桁行方向の耐力壁の長さの「それぞれの合計」を、その階の壁量算定用床面積で除した値をいう。(補強コンクリートブロック造設計規準)

 

 
[問15] 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.床スラブ各方向の全幅について、コンクリート全断面積に対する鉄筋全断面積の割合を、0.2%とした。

2.柱のコンクリート全断面積に対する主筋全断面積の割合を、0.4%とした。

3.梁のあばら筋比を、0.2%とした。

4.軽量コンクリートを用いた柱の小径を、その構造耐力上主要な支点間の距離の1/10とした。

5.柱梁接合部内の帯筋比を、0.2%とした。

解答 2:
構造耐力上主要な「柱」のコンクリート全断面積に対する「主筋全断面積の割合」を、0.8%以上とする。(建築基準法施行令第77条)

 

 

[問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.水平力を負担する筋かいの軸部が降伏する場合においても、その筋かいの端部及び接合部が破断しないようにする。

2.柱の継手の接合用ボルト、高カボルト及び溶接は、原則として、継手部の存在応力を十分に伝え、かつ、部材の各応力に対する許容力の1/2を超える耐力とする。

3.柱脚部の固定度を上げるためには、一般に、露出型より埋込型のほうが有効である。

4.部材の局部座屈を避けるためには、板要素の幅厚比や円形鋼管の径厚比は大きいものとすることが望ましい。

5.冷間成形により加工された角形鋼管(厚さ6mm以上)を柱に用いる場合は、原則として、その鋼材の種別並びに柱及び梁の接合部の構造方法に応じて、応力割り増し等の措置を講ずる。

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25年1級学科3、No.16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)

 

 

[問17] 鉄筋コンクリート造の耐力壁において、D10の異形鉄筋を壁筋として用いる場合、耐力壁の断面a~eについて、その断補強筋比PSが最小規定である0.25%以上となっているものの組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、壁筋は縦横とも等間隔に配置されており、PSは下式によって与えられるものとし、D10の1本当たりの断面積を0.7cm2とする。

 

1.a、b、c
2.a、d、e
3.b、c、d
4.b、d、e
5.c、d、e

解答 2:
設問で示されている式を用いてそれぞれのせん断補強筋比を算定する。
PSa = 0.7 / (15 × 12) ×100 = 0.39(%)
PSb = 0.7 × 2 / (40 × 15) ×100 = 0.23(%)
PSc = 0.7 × 2 / (40 × 18) ×100 = 0.19(%)
PSd = 0.7 × 2 / (20 × 18) ×100 = 0.39(%)
PSe = 0.7 × 2 / (25 × 20) ×100 = 0.28(%)
よって、0.25%以上となるのは、a、d、eである。

 

 

[問18] 鉄骨構造の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.構造耐力上主要な部分である鋼材の接合をボルト接合とする場合には、ボルトが緩まないように、戻り止めの措置を講じなければならない。

2.異種の鋼材を溶接する場合における接合部の耐力は、接合される母材の許容応力度のうち小さいほうの値を用いて計算する。

3.ボルト孔中心及び高カボルト孔中心から鋼材の縁端までの最小距離は、ボルトの径と材縁の仕上げ方法等に応じて定められている。

4.高カボルト摩擦接合部の許容応力度は、締め付けられる鋼材間の摩擦力とボルトの断力との和として応力が伝達されるものとして計算する。

5.構造耐力上主要な部分の溶接は、板厚・溶接方法・溶接姿勢等に応じた適切な有資格者によって行う。

解答 4:
高力ボルト摩擦接合部の許容応力度は、締め付けられる鋼材間の摩擦力に関して計算する。高力ボルトのせん断力は無視する。(鋼構造設計規準)

 

 

[問19] 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.極めてに起こる地震に対しては、建築物が倒壊や崩壊しないことを確かめる。

2.建築物の耐震性能を高めるためには、構造物の強度を大きくする考え方と構造物の変形能力を大きくする考え方がある。

3.ピロティ階の必要保有水平耐力は、剛性率による割増係数とピロティ階の強度割増係数のうち、大きいほうの値を用いて算出する。

4.一般に、同じ地震においても、個々の建築物の固有周期の違いにより、建築物の揺れの大きさは異なる。

5.建築物の固有周期は、構造物としての剛性が大きいほど、質量が小さいほど、長くなる傾向がある。

解答 5:
建築物の固定周期Tは、次式より求める。

T = 2π √(m/k) (秒)

m:建築物の質量(kg)

k:建築物の剛性(バネ定数)

これより剛性が大きいほど、また質量が小さいほど、短くなる

 

 

 

[問20] 建築材料として使用される木材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.木材の繊維方向の許容応力度は、引張りより断のほうが大きい。

2.木材の乾操収縮率は、年輪の接線方向より繊維方向のほうが小さい。

3.板目材は、乾燥すると、木表側に凹に変形する。

4.木材を通常の大気中に放置して、乾燥した状態のときの含水率を、気乾含水率という。

5.木材に荷重が継続して作用すると、時間の経過に伴って変形が増大するクリープ現象が生じる。

解答 1:
木材の繊維方向の基準強度の大小関係は、一般に、曲げ> 圧縮> 引張り> せん断 となる。(平成12年建設省告示第1452号)

 

 

[問21] 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。

1.一般に、コンクリートの圧縮強度が大きいほど、中性化速度は小さくなる。

2.コンクリートの強度発現に支障が生じないよう、原則として、コンクリートの打込み中及び打込み後5日間は、コンクリートの温度が2℃を下回らないようにする。

3.スランプとは、スランプコーンを静かに鉛直に引き上げた後の平板上からコンクリート中央部までの高さをいう。

4.骨材の粒径は、均一であるよりも、小さな粒径から大きな粒径までが混ざり合っているほうが望ましい。

5.打込み後のコンクリートの沈みによって生じる割れを防止するためには、コンクリートの硬化前にタンピング等の処置を行う。

解答 3:
スランプとは、スランプコーンを静かに鉛直に引き上げた後のコンクリート頂部中央の下がった寸法をいう。

 

 

[問22] コンクリート等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.鉄筋に対するコンクリートの厚さは、部材の耐久性に影響するが、部材の強度には影響しない。

2.構造体コンクリートの圧縮強度を、現場水中養生した供試体で管理する場合は、その強度管理材齢を28日とする。

3.コンクリートの圧縮強度は、水セメント比が大きいものほど小さい。

4.コンクリートの調合設計における強度の大小関係は、調合強度>品質基準強度>設計基準強度となる。

5.コンクリートの許容付着応力度は、コンクリートの設計基準強度のほか、鉄筋の使用位置等によっても異なる。

解答 1:
「かぶり厚さ」は、付着力、耐火性、耐久性を確保する。そのため、部材の強度に影響する。

 

 

[問23]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.長さ10mの棒材は、常温においては、鋼材の温度が10℃上がると長さが約1mm伸びる。

2.長さ10mの棒材は、常温においては、全長にわたって20N/mm2の引張応力度を生じる場合、長さが約1mm伸びる。

3.常温における鋼材のヤング係数は、SN400材よりSN490材のほうが大きい。

4.常温において、建築構造用耐火鋼(FR鋼)のヤング係数、降伏点、引張強さ等は、同一種類の一般の鋼材とほぼ同等である。

5.一般の鋼材の引張強さは、温度が200~300℃程度で最大となり、それ以上の温度になると急激に低下する。

解答 3:
常温における鋼材のヤング係数は、材質に関係無く、全ての鋼種において等しく、約 205 × 103 N/mm2である。

 

 

[問24] ガラスに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.フロート板ガラスは、表面の平滑度が高く、採光性、透明性に優れている。

2.熱線反射ガラスは、フロート板ガラスの表面に反射率の高い薄膜をコーティングしたものであり、冷房負荷の軽減に有効である。

3.合わせガラスは、2枚の板ガラスを透明で強靭な中間膜で貼り合わせたもので、破損しても破片の飛散を防ぐことができる。

4.複層ガラスは、複数枚の板ガラスを専用スペーサーを用いて一定間隔に保ち、中空部に乾操空気を封入したもので、断熱性が高く、ガラス表面の結露防止に有効である。

5.強化ガラスは、フロート板ガラスの約3~5倍の強度を有し、加工後の切断により複雑な形状の開口部に適用することができる。

解答 5:
「強化ガラス」は傷で強度が変化するので、加工後の切断はできない。

 

 

[問25] 建築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.パーティクルボードは、木材の小片(削片)を接着剤により成形熱圧した板材であり、床下地などに用いられる。

2.エポキシ樹脂塗り床材の主剤に対する硬化剤の混合割合は、通常、冬期においては規定量より多くする。

3.しっくい中のには、しっくいの乾燥収縮による割れを防止する効果がある。

4.磁器質タイルは、吸水率が小さいので、外装材としても用いられる。

5.大理石は、耐酸性・耐火性に乏しいので、一般に、室内の装飾用に適している。

解答 2:
2液型の塗料の混合割合は、所定の割合を正確に守り、また硬化剤は触媒ではないので冬季だからといって乾燥を早めるために多めに混合すると効果不良を起こしてしまう。

 

 

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投稿日:2018年12月18日 更新日:

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