平成21年度2級建築士-学科Ⅲ構造

建築士過去問解説

平成21年度2級建築士
学科Ⅲ構造

二級建築士学科試験
2023年7月02日(日)

令和05年度試験日まであと 日!




〔H21 No.01〕図のような平行な二つの力P1、P2によるA、B、Cの各点におけるモーメントMA、MB、MCの値の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、モーメントの符号は、時計回りを正とする。

解答 3:P1とP2による各点の力のモーメントは、
MA= +3kN × 0m + 3kN × 9m = +27kN・m
MB= +3kN × 4m + 3kN × 5m = +27kN・m
MC= +3kN × 12m – 3kN × 3m = +27kN・m

〔H21 No.02〕図のような断面A及び断面Bにおいて、X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。

1.6×104 mm4
2.12×104 mm4
3.18×104 mm4
4.24×104 mm4
5.36×104 mm

解答 5:


設問のABのX軸に関する断面二次モーメントの差は、黄色で示した部分であるので、以下のように求められる。
Ix = ( bh3 / 12 ) × 2
= ( 10 × 603 / 12 ) × 2
= 36 × 104 mm4
〔H21 No.03〕図のような荷重を受ける単純梁に、断面60mm×100mmの部材を用いた場合、その部材に生じる最大曲げ応力度の大きさと最大せん断応力度の大きさとの組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、部材の自重は無視するものとする。

解答 5:最大曲げ応力度は、MMAX / Z 、
最大せん断応力度は、1.5 × QMAX / A で求められる。

曲げモーメントは中心で最大になるので、
MMAX = 6 × 2,000 = 12,000 kN・mm = 12,000,000 N・mm
Z(断面係数) = bh2 / 6 = 60 × 1002 / 6 = 100,000 mm3
よって、最大曲げ応力度は、
M / Z = 12,000,000 / 100,000 = 120 N/mm2

最大せん断力QMAX は 6,000 N、断面積Aは 6,000 mm2
よって、最大せん断応力度は、
1.5 × QMAX / A = 1.5 × 6,000 / 6,000 = 1.5 N/mm2

〔H21 No.04〕図のような荷重を受ける単純梁のA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいものは、次のうちどれか。

1.6.0 kN・m
2.7.5 kN・m
3.9.0 kN・m
4.12.0 kN・m
5.18.0 kN・m

 

 

解答 3:

〔H21 No.05〕図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの値の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。

 

 

解答 3:図のように反力を仮定する。鉛直方向、水平方向、支点Aのモーメントの釣り合い条件式を考える。
(ⅰ)ΣX = 0
HA = 3kN(右向き)
(ⅱ)ΣY = 0
RA + RB – 9kN = 0・・・①
(ⅲ)ΣMA = 0
⇔ –RB×6m + 9kN×4m – 3kN×8m = 0
⇔ RB = 2kN(「+」上向き)・・・②
式②を式①に代入すると、
RA + 2kN – 9kN = 0
RA = 7kN(「+」上向き)
(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)

 

 




 

〔H21 No.06〕図のような下向きの荷重Pを受ける静定トラスにおいて、部材A、B、Cに生じる圧縮力・引張力の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。

 

 

解答 2:

〔H21 No.07〕長柱の弾性座屈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.弾性座屈荷重は、材料のヤング係数に反比例する。
2.弾性座屈荷重は、柱の座屈長さの2乗に反比例する。
3.弾性座屈荷重は、柱の断面二次モーメントに比例する。
4.弾性座屈荷重は、柱の両端の支持条件が「水平移動自由で両端固定の場合」と「水平移動拘束で両端ピンの場合」とでは、同じとなる。
5.弾性座屈荷重は、柱の両端の支持条件がピンの場合より固定の場合のほうが大きい。

 

 

解答 1:弾性座屈荷重(Pe)は、以下の式で求められる。

 

 

Pe = π2EI / lk2
(E:ヤング係数、I:断面二次モーメント、lk:座屈長さ)

よって、弾性座屈荷重は、材料のヤング係数(E)に反比例する。

 

〔H21 No.08〕構造計算における積算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.同一の室に用いる積載荷重の大小関係は、一般に、「床の計算用」>「大梁及び柱の計算用」>「地震力の計算用」である。
2.床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「教室」より「百貨店又は店舗の売場」のほうが小さい。
3.倉庫等において、積載荷重が一様に分布している場合の応力より、そこから一部の荷重を減らして荷重が偏在している場合の応力のほうが不利になることがある。
4.事務室において、柱の垂直荷重による圧縮力を計算する場合、その柱が支える床の数に応じて積載荷重を低減することができる。
5.倉庫業を営む倉庫の床の積載荷重については、実況に応じて計算した値が3,900N/m2未満の場合であっても、3,900N/m2として計算する。

 

 

解答 2:積載荷重は、室の種類や構造計算の対象によって下の表にように数値が定められている。(建築基準法施行令第85条第1項表改)
したがって単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、一般に、「床の計算用」>「大梁、柱又は基礎の計算用」>「地震用の計算用」となる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.08平成27年1級学科4、No.08平成24年1級学科4、No.07、平成18年1級、平成13年1級、平成10年1級、平成28年2級学科3、No.07平成26年2級学科3、No.08)

〔H21 No.09〕構造計算における設計用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.振動特性係数Rtは、一般に、建築物の設計用一次固有周期が長いほど小さい。
2.地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を示す数値Aiは、建築物の最上階において最も大きくなる。
3.地震地域係数Zは、過去の地震記録等により得られた地震動の期待値の相対的な比を考慮して各地域ごとに定められている。
4.一次設計(許容応力度設計)用の標準せん断力係数C0の値は、一般に、0.2以上とする。
5.多雪区域内における建築物の設計用地震力の計算に用いる積載荷重の大きさは、短期の積雪荷重の0.7倍の数値とする。

 

 

解答 5:以下の表による検討が必要である。

生ずる力の状態 一般の場合 多雪区域
長期 常時 G + P G + P
積雪時 G + P + 0.7S
短期 積雪時 G + P + S G + P + S
暴風時 G + P + W G + P + W
G + P + 0.35S + W
地震時 G + P + K G + P + 0.35S + K

表より、「多雪地域」で「地震時」の応力度の計算では、短期・積雪時の0.35倍となる。

 

〔H21 No.10〕地盤及び基礎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.地下外壁に地下水が接する場合、地下水位が高いほど、地下外壁に作用する圧力は大きくなる。
2.一般に、土の単位体積重量が小さいほど、地下外壁に作用する土圧も小さくなる。
3.標準貫入試験によるN値が同じであっても、一般に、砂質土と粘性土とでは長期許容応力度が異なる。
4.地下水が豊富に存在する場合、粘土主体の地層であっても、砂質土層と同程度に液状化が生じやすい。
5.一般の地盤において、地盤の長期許容応力度の大小関係は、岩盤 > 密実な砂質地盤 > 粘土質地盤である。

 

 

解答 4:液状化は、水で飽和した砂質土質に生じやすい。同程度の水量を与えても、砂質地盤よりも粘土質の方が液状化の可能性は低い。

 

 




 

〔H21 No.11〕木造建築物の部材等の名称とその説明の組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1.地貫—————–1階の柱の最下部に渡してある貫
2.鼻—————最も軒に近い位置にある
3.面戸板—————切妻、入など屋根の妻部分に垂木を隠すように取り付ける板材
4.隅木——————-寄棟、入などの小屋組において、隅棟部分を支える斜めにのぼる部材
5.栓———————木造の継手・仕口による接合を強固にするために、2つの部材を貫通する孔に打込む堅木の部材

 

 

解答 3:面戸板は、軒桁の上部と垂木の間にできる隙間をふさぐ板材のこと。設問は「破風板(妻板)」の説明。

〔H21 No.12〕木造2階建の建築物の耐力壁に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.同じ構面内の同種の筋かいは、一般に、傾きの方向が同じ向きとなるように配置する。
2.耐力壁は、耐力壁線上に釣り合いよく配置し、かつ、隅角部を補強する。
3.地震力に対して必要な単位床面積当たりの耐力壁の有効長さは、一般に、屋根葺材の種類によって異なる。
4.2階の耐力壁の位置は、1階の耐力壁の位置の直上又は市松状になるようにする。
5.面材として構造用合板を使用した場合、軸組の構造方法により倍率が異なる。

 

 

解答 1:筋かいは、一般に圧縮力を負担する方が有利に働く。したがって傾きの方向は、反対になるように配置する。

〔H21 No.13〕補強コンクリートブロック造2階建、延べ面積200m2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.耐力壁の横筋が異形鉄筋の場合、耐力壁の端部以外の部分における横筋の末端は、かぎ状に折り曲げなくてもよい。
2.耐力壁の縦筋は、溶接接合によれば、コンクリートブロックの空洞部内で継ぐことができる。
3.耐力壁の端部に縦方向に設ける鉄筋の径は、12mm以上とする。
4.耐力壁の壁頂には、鉄筋コンクリート造のりょうを設ける。
5.耐力壁の中心線により囲まれた部分の水平投影面積は、72m2以下とする。

 

 

解答 5:補強コンクリートブロック造の耐力壁の中心線で囲まれた部分の水平投影面積は、床スラブまたは屋根スラブを設けた場合、60m2以下とする。(補強コンクリートブロック造設計規準)

〔H21 No.14〕木質構造に使用される図のような接合金物(A~D)とその名称(ア~エ)との組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、図の寸法は一例である。

ア.メタルプレートコネクター
イ.ホールダウン金物
ウ.シアプレート
エ. スプリットリング

 

 

解答 2:

〔H21 No.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.端部に135°フックを有する帯筋は、柱のじんせいを増すうえで、スパイラル筋よりも効果が大きい。
2.許容応力度設計において、圧縮力の働く部分では、鉄筋に対するコンクリートのかぶり部分も圧縮力を負担するものとして設計する。
3.太くて短い柱は、地震時に、曲げ破壊より先に、せん断破壊が起こる場合がある。
4.柱においては、一般に、負担している軸方向圧縮力が大きくなると、じんせいが低下する。
5.梁の引張鉄筋比が、釣り合い鉄筋比以下の場合、梁の許容曲げモーメントは、引張鉄筋の断面積にほぼ比例する。

 

 

解答 1:スパイラル筋はフックて抑える帯筋よりも効果が高い。

 

 




 

〔H21 No.16〕鉄筋コンクリート構造における配筋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.鉄筋の継手は、原則として、部材に生じる応力の小さい箇所で、かつ、常時はコンクリートに圧縮応力が生じている部分に設ける。
2.「鉄筋の径(呼び名の数値)」の差が7mmを超える場合には、原則として、ガス圧接継手を設けてはならない。
3.D35以上の太径の異形鉄筋の継手は、原則として、重ね継手とする。
4.柱の帯筋は、せん断補強、内部のコンクリートの拘束及び主筋の座屈防止に有効である。
5.梁の圧縮鉄筋は、一般に、長期荷重によるクリープたわみの抑制及び地震時におけるじんせいの確保に有効であるので、全スパンにわたって複筋梁とする。

 

 

解答 3:鉄筋径D35以上の太径の異形鉄筋の継手は、かぶりコンクリートの割裂を伴いやすいので、原則として、重ね継手は用いない。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

〔H21 No.17〕鉄筋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.形鋼の許容応力度設計において、幅厚比が制限値を超える場合は、制限値を超える部分を無効とした断面で検討する。
2.柱の座屈長さは、材端の移動拘束が不十分な場合は、移動拘束が十分であるとして算出した値より増大させる。
3.圧縮材の支点の補剛材については、圧縮力の2%以上の集中横力が補剛骨組に加わるものとして検討する
4.梁の横座屈を防止するために、板要素の幅厚比が制限されている。
5.細長比の大きい部材ほど、座屈の影響により、許容圧縮応力度が小さくなる。

 

 

解答 4:梁の横座屈を防止するためには補剛材を必要とする。また、局部座屈を防止するために平板要素の幅厚比が制限されている。(鋼構造設計規準)

〔H21 No.18〕鉄骨構造の溶接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.溶接継目の断面に対する許容応力度は、溶接の継目の形式に応じて異なる値を用いる。
2.構造計算に用いる隅肉溶接のサイズは、一般に、薄いほうの母材の厚さを超える値とする。
3.柱梁接合部において、スカラップは、応力集中により部材の破断の原因となることもあるので、スカラップを設けない方法もある。
4.構造計算に用いる隅肉溶接の溶接部の有効面積は、(溶接の有効長さ)×(有効のど厚)により算出する。
5.部分溶込み溶接は、繰返し荷重の作用する部分に用いることはできない。

 

 

解答 2:構造計算に用いる隅肉溶接のサイズは、一般に、薄いほうの母材の厚さの以下の値とする。(鋼構造設計規準)

〔H21 No.19〕建築物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.偏心率は、建築物の各階平面内の各方向別に、重心と剛心の偏りの抵抗に対する割合として求める。
2.エキスパンションジョイントのみで接している複数の建築物については、それぞれ別の建築物として構造計算を行う。
3.鉄骨構造においては、一般に、「柱梁接合部パネルの耐力」より「梁又は柱の耐力」のほうが高くなるように設計する。
4.鉄筋コンクリート造の小梁付き床スラブにおいては、小梁の過大な及び大梁に沿った床スラブの過大なひび割れを防止するため、小梁に十分な曲げ剛性を確保する。
5.水平力に対する剛性は、一般に、同じ高さの建築物においては、鉄骨造の建築物より鉄筋コンクリート造の建築物のほうが大きい。

 

 

解答 3:鉄骨構造においては、一般に、「柱梁接合部パネル」よりも「梁」または「柱」が先に降伏するように設計する。なので、柱梁接合部のパネルの耐力の方が高くなるように設計する。(鋼構造接合部設計指針)

〔H21 No.20〕木材の一般的な腐朽・蟻害に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.ACQ(銅・アルキルアンモニウム化合物)は、木材の防腐処理のほか、防蟻処理にも有効な薬剤である。
2.耐腐朽性の高い木材には、くり、ひば等がある。
3.木材は、紫外線を吸収すると、木材成分の分解を引き起こし劣化する。
4.水中に没している木材は、腐朽しやすい。
5.耐蟻性の低い木材には、あかまつ、べいつが等がある。

 

 

解答 4:木材の腐朽は、主に菌類の繁殖による。繁殖条件は、温度・湿度・空気・養分。水中に没している木材には空気は供給されないので繁殖が抑えられる。

 

 




 

〔H21 No.21〕コンクリート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.コンクリートのヤング係数は、圧縮強度が大きいものほど小さい。
2.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。
3.コンクリートの水和による発熱量は、単位セメント量が多いものほど大きい。
4.コンクリートのスランプは、単位水量が多いものほど大きい。
5.コンクリートの乾燥収縮は、単位骨材量が多いものほど小さい。

 

 

解答 1:コンクリートは、強度が大きくなると「ひずみ度」は小さくなるため、ヤング係数は大きくなる。

〔H21 No.22〕A~Cのセメントを用いた一般的なコンクリートの初期強度(材齢7日程度までの硬化初期の過程における強度)の大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、呼び強度等の条件は同一とする。

A: 普通ポルトランドセメント
B: 早強ポルトランドセメント
C: 高炉セメントB種

1.A > B > C
2.B > A > C
3.B > C > A
4.C   > A > B
5.C > B > A

 

 

解答 2:一般的なコンクリートの初期強度の大小関係は、以下の通り。(大きいものより並べる)
①アルミナセメント
②早強ポルトランドセメント
③普通ポルトランドセメント
④高炉・シリカ・フライアッシュ
⑤中庸熱セメント

〔H21 No.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.鋼を熱間圧延して製造するときに生じる黒いさび黒皮)は、鋼の表面に被膜を形成するので防食効果がある。
2.JISにおいて、「建築構造用圧延鋼材SN400」と「一般構造用圧延鋼材SS400」のそれぞれの引張強さの範囲は、同じである。
3.JISにおいて、異形棒鋼SD345の降伏点の下限値は、345N/mm2である。
4.鋼材の硬さは、引張強さと相関があり、ビッカース硬さ等を測定することにより、その鋼材の引張強さを換算することができる。
5.鋼材の線膨張係数は、常温において、普通コンクリートの線膨張係数の約10倍である。

 

 

解答 5:鋼材の線膨張係数は、常温において 1 × 10-5である。これは普通コンクリートの線膨張係数とほぼ等しい。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

〔H21 No.24〕建築材料の一般的な性質とその用途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、断熱性・吸音性に優れているので、床の下地材に用いた。
2.アルミニウムペイントは、熱線を反射し、素地材料の温度上昇を防ぐので、鉄板屋根の塗装に用いた。
3.大理石は、磨くと光沢が得られ、耐酸性にも優れているので、外壁の仕上げに用いた。
4.砂岩は、堆積した岩石や鉱物の破片や粒子等が圧力により固化した岩石で、耐火性に優れているので、内壁の仕上げに用いた。
5.せっこうボードは、防火性に優れているので、天井の下地材に用いた。

 

 

解答 3:大理石は、変成岩の一種。 磨くと光沢が得られ、装飾に用いられる。ただし酸に弱く、耐候性・耐火性が小さいので外装材には用いず、内装材仕上げ材に用いられる。

〔H21 No.25〕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、表面の平滑度が高い透明な板ガラスで、一般の建築物に幅広く使用されている。
2.倍強度ガラスは、フロート板ガラスの1倍以上の耐風圧強度を有する加工ガラスで、加工後の切断はできない。
3.熱線吸収板ガラスは、鉄やコバルトなどを微量添加して着色したガラスで、日射エネルギーを20~60%程度吸収して、冷房効果を高めることができる。
4.合わせガラスは、通常、2枚の板ガラスを専用のスペーサーを用いて一定の間隔に保ち、その内部の空気を乾燥状態に保ったガラスで、フロート板ガラスに比べて、断熱効果が高い。
5.網入り板ガラスは、フロート板ガラスの中に金属網を封入したガラスで、ガラスが割れても破片が落ちにくいので、防火用のガラスとして使用されている。

 

 

解答 4:設問の「2枚の板ガラスを専用のスペーサーを用いて一定の間隔に保ち、その内部の空気を乾燥状態に保ったガラス」は複層ガラスの説明。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。破損しても破片の飛散を防ぐことができる安全性の高いガラス。

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投稿日:2018年12月18日 更新日:

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