平成22年度2級建築士-学科Ⅲ構造

平成22年度2級建築士 学科Ⅲ 構造25問 

[問1] 図のような分布荷重の合力の作用線からA点までの距離として、正しいものは、次のうちどれか。

 

1.4.5m
2.5.0m
3.5.1m
4.5.2m
5.5.5m

解答 4:


合力を上図にまとめて示した。「バリニオンの定理」により、合力RのA点までの距離Xを以下のように求める。
合力のモーメント=分力のモーメントの合計

15kN × Xm = (3kN × 2m) + (12kN × 6m)
15kN × Xm = 78 kN・m
X = 5.2 m

 

 

 

[問2] 図のような中空断面におけるX軸に関する断面二次モーメントの値として、正しいものは、次のうちどれか。

1.23/3  l4
2.35/3  l4
3.40/3  l4
4.47/3  l4
5.119/8 l4

解答 2:

設問のようなX軸に関する断面二次モーメントIxは、上図のように求めていく。
Ix = (bh3/12) – (bh3/12) + (bh3/12)
= (3l × (4l)3/12) – (2l × (3l)3/12) + (2l × (l)3/12)
= ( 192 – 54 + 2 )l4 / 12
= 35l4 / 3

 

 

 

 

[問3] 図のような荷重を受ける、スパンの等しい単純梁A及び単純梁Bにおいて、梁に生じる最大曲げモーメントをそれぞれMA、MBとしたとき、それらの比MA:MBとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、集中荷重Pは等分布荷重Wにスパンlを乗じたものに等しく、梁の自重は無視するものとする。

解答 3:

 

 

 

[問4] 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. 2kN・m

2. 6kN・m

3. 8kN・m

4.10kN・m

5.14kN・m

解答 1:

 

 

[問5] 図のような外力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 4:

 

 

[問6] 図のような荷重を受ける静定トラスにおいて、部材A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:

 

 

[問7] 図のような長さl(m)の柱(材端条件は、両単品、水平移動拘束とする。)に圧縮力Pが作用したとき、次のlとIとの組合せのうち、弾性座屈荷重が最も大きくなるものはどれか。ただし、Iが断面二次モーメントの最小値とし、それぞれの柱は同一の材質で、断面は一様とする。

 

解答 5:

 

 

[問8] 耐震性の検討に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.許容応力度等計算において、地盤が著しく軟弱な区域として指定された区域内における木造の建築物の標準せん断力係数Coは、原則として、0.3以上とする。

2.建築物の地上部分の各階における地震層せん断力係数Ciは、一般に、上階になるほど大きくなる。

3.建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、当該部分の固定荷重と積載荷重との和に、水平震度kを乗じて計算する。

4.鉄筋コンクリートラーメン構造においては、そで壁、腰壁の影響は考慮せずに耐震性の検討を行う。

5.必要保有水平耐力を計算する場合は、標準せん断力係数Coは、1.0以上とする。

解答 4:
鉄筋コンクリートラーメン構造においては、そで壁、腰壁があると「剛性」が増して応力の負担がおおきくなる。なので設問の場合、耐震性の検討が必要である。

 

 

[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.各階が事務室である建築物において、垂直荷重による柱の圧縮力を計算する場合、積載荷重は、その柱が支える床の数に応じて低減することができる。

2.暴風時における建築物の店頭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。

3.風圧の計算に用いる風力係数は、地盤面からの高さが高い部位ほど大きい。

4.許容応力度計算において、積雪時の短期に生じる力を計算するに当たり、一般に、多雪区域に指定された区域以外においても積雪荷重によって生ずる力を加える。

5.許容応力度等計算において、多雪区域に指定された区域以外の場合、地震時の短期に生ずる力は、常時の長期に生ずる力に自信力によって生ずる力を加えたものである。

解答 3:
風力係数は、風洞試験によって定める場合のほか、建築物の断面および平面の形状に応じて大臣の定める数値による。従って、風力係数は地盤面からの部位の高低とは関連していない。(施行令第87条4項)

 

 

[問10] 基礎構造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.地盤が凍結する地域における基礎底面の位置(根入れ深さ)は、地盤の凍結する深さよりも深くする。

2.基礎梁の剛性を大きくすることは、不同沈下の影響を減少させるために有効である。

3.杭を複数本設置する場合、杭間隔を密にするほうが有効である。

4.地下水位が高く、かつ、暖くたい 積した砂質地盤は、一般に、地震時に液状化しやすい。

5.地盤の支持力は、一般に、基礎底面の位置(根入れ深さ)が深いほど大きくなる。

解答 3:
杭の密によって、単杭と群杭として分けられる。群杭としての設計では単杭よりも大きな沈下が生じ、引き抜き抵抗も小さくなるので、杭が密になると不利になる可能性がある。

 

 

[問11] 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.広小舞 ———-垂木の振れ止め及び軒先の瓦の納まりを目的として、垂木の先端に取り付ける幅の広い部材

2.落し掛け———-床の間の前面垂れ壁の下端に取り付ける部材

3.登りよど  ———-切妻屋根の部分びおいて、屋根の勾配に沿って軒先から棟まで傾斜している部材

4.合掌  ———-とともに垂木を受け、小屋組の頂部にけた行方向に取り付ける部材

5.鴨居  ———-和風建築の開口部の上部を構成する溝付きの水平部材

解答 4:
「合掌」は、洋小屋の上部斜材で、母屋を受ける部材。設問は「棟木」の説明。

 

 
[問12] 木造2階建の建築物の構造設計に関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.構造用合板による真壁造の面材耐力壁の倍率は、貫タイプより受材タイプのほうが小さい。

2.けた行方向に細長い建築物の場合、一般に、風圧力に対して、必要な耐力壁の有効長さは、けた行方向より梁間方向のほうが長い。

3.筋かいを入れた軸組の柱の柱頭・柱脚の仕口は、筋かいの断面寸法及び柱の配置によっては、長ほぞ差し込み栓打ちとすることができる。

4.水平力が作用した場合に生じる柱の浮き上がり軸力は、柱の位置に応じて、水平力時の柱軸力を低減補正して算定することができる。

5.風圧力に対して必要な耐力壁の有効長さを求める場合、2階建の建築物の2階部分の見付面積に乗ずる数値は、平家建の建築物の見付面積に乗ずる数値と同じである。

解答 1:
構造用合板による真壁造の面材耐力壁の倍率は、貫タイプは1.5倍、受け材タイプは2.5倍である。(昭和56年建設省告示第100号)

 

 

[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.耐力壁の壁材として、厚さ12.5mmのせっこうボードを用いた。

2.アンカーボルトは、呼び径が13mm、長さ400mmのものを用いた。

3.耐力壁線に幅1,000mmの開口部があったので、まぐさ及びまぐさ受けを用いた。

4.耐力壁線により囲まれた部分の水平投影面積が50m2となるので、床版の枠組材と床材とを緊結する部分に、構造耐力上有効な補強を計画した。

5.アンカーボルトは、隅角部付近及び土台の継手付近を避け、その間隔を2.7mとして配置した。

解答 5:
枠組壁工法においてアンカーボルトは、隅角部付近及び土台の継手付近に、その間隔を2.0m以下として配置する。ただし、在来軸組工法においては2.7m以下で設置する。

 

 

[問14] 壁式鉄筋コンクリート造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.階高が3mの平家建としたので、耐力壁の厚さを10cmとした。

2.構造耐力上主要な部分のコンクリートに、軽量コンクリート1種を使用する場合の設計基準強度を、18N/mm2とした。

3.耐力壁の実長を、45cm以上、かつ、同一の実長を有する部分の高さの30%以上とした。

4.耐力壁に設ける30cm角の小開口については、適切な補強設計を行い、かつ、隣接する開口端間の距離が40cmであったので、当該小開口を無視して壁量を算定した。

5.壁梁は、主筋にD13を用い、梁せいを45cmとした。

解答 1:
耐力壁の厚さは、以下の通りとする。(平成13年国土交通省告示第1026号)

壁の厚さ(cm)
地上階 平家 12
2階建の各階
3・4・5階建の最上階
15
その他の階 18
地下階 18

また、各階の階高は3.5m以下とする。

 

 

 

[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.柱のコンクリート全断面に対する主筋全断面積の割合を、0.8%とした。

2.梁とスラブを一体に打設するので、梁の鋼性については、スラブの有効幅を考慮したT形梁として計算した。

3.耐震壁の壁板のせん断補強筋比を、縦筋と横筋のそれぞれについて0.2%とした。

4.耐震壁の壁筋がD10及びD13であったので、この耐震壁にある開口周囲の補強筋をD13とした。

5.部材の曲げモーメントに対する断面算定においては、コンクリートの引張応力を無視した。

解答 3:
耐震壁の壁板のせん断補強筋比を、直行する縦筋と横筋のそれぞれ0.25%以上とする。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

 

 

[問16] 図のように配筋された柱のせん断強筋比(帯筋比)Pwに最も近い数値は、次のうちどれか。ただしD10及びD19の1本当たりの断面積は、それぞれ0.71cm2及び2.87 cm2とし、Pwは図に示す地震力の方向に対するものとして計算するものとする。

1.0.14%
2.0.28%
3.0.43%
4.1.15%
5.1.72%

解答 4:
柱のせん断補強筋比(帯筋比)Pwは、次式より求められる。

Pw = aw / b・x ×100(%)

aw : せん断補強筋1組の断面積
b : 地震力方向とは直角方向の柱の幅
x : せん断補強筋の間隔

設問ではせん断補強筋D10の1本あたりの面積が 0.71 cm2 と指定されているので、aw = 0.71 × 2本 = 1.42 cm2。地震力方向の直角方向の柱の幅はb = 50 cm、せん断補強筋の間隔 x = 10 cm なので、
Pw = 1.42 / 50・10 ×100(%) = 0.284%

 

 

 

[問17] 鉄骨構造に関する次の記述のうち、最も不適当のものはどれか。

1.引張材の接合部において、せん断を受ける高力ボルトが応力方向に3本以上並ばない場合は、高力ボルト孔中心から応力方向の接合部材端までの距離は、高力ボルトの公称軸径の2.5倍以上とする。

2.根巻形式に柱脚においては、一般に、柱下部の根巻き鉄筋コンクリートの高さは、柱せいの1.5倍以上とする。

3.鉄骨部材は、平板要素の幅厚比や鋼管の径厚比が大きいものほど、局部座屈を起こしやすい

4.SN490Bは、建築構造用圧延鋼材の一種である。

5.荷重面内に対象軸を有し、かつ、弱軸まわりに曲げモーメントを受ける溝形鋼については、横座屈を考慮する必要はない。

解答 2:
鉄骨柱の根巻形式の脚注において、根巻き部分の高さは、柱せいの2.5倍以上とする。(平成12年国土交通省告示第1456号)

 

 

[問18] 鉄筋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.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。

2.高力ボルト摩擦接合は、圧縮応力の作用する継手に使用することができる。

3.一つの継手に「完全溶込み溶接」と「隅肉溶接」を併用するときは、各溶接継目の許容耐力に応じて、それぞれの応力の分担を決定することができる。

4.柱の継手の接合用ボルト、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。

5.重ね継手の隅肉溶接において、溶接する鋼板の部には、溶接を行ってはならない。

解答 5:
重ね継手の隅肉溶接において、溶接する鋼板のかど部には、連続してそのかどをまわして、まわし溶接を行う必要がある。(鋼構造設計規準)

 

 

[問19] 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.建築物の耐震性能を高める構造計画には、強度を高める考え方とねばり強さに期待する考え方があり、部材が塑性化した後の変形能力を大きくすることは、ねばり強さに期待する考え方である。

2.エキスパンションジョイントのみで接する複数の建築物については、一体の建築物として構造計算を行う。

3.鉄筋コンクリート構造においては、一般に、「梁又は柱の耐力」より「柱梁接合部の耐力」の方が高くなるように計算する。

4.鉄骨構造の梁端接合部の早期破壊を防ぐために、梁端のフランジ幅を広げ、作用する応力を減らす設計をした場合であっても、保有耐力接合の検討を行う。

5.鉄筋コンクリート構造においては、偏心率を小さくするために、剛性の高い耐震壁を建築物外周にバランスよく配置する。

解答 2:
エキスパンションジョイントは、複数の建築物を、相互に応力を伝えずに接する構造方法である。なのでこの構造方法のみで接する複数の建築物については、別々の建築物として構造計算を行う。(建築基準法施行令第81条4項)

 

 

[問20] 建築材料として使用される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.中質繊維板(MDF)は、乾燥繊維に接着剤を添加し、加熱圧縮形成したものであり、材質が均質で表面が平滑である。

2.木材は、含水率が繊維飽和点以上の場合、強度はほぼ一定である。

3.パーティクルボードは、木材の小片と接着剤とを混合して加熱圧縮成形したものである。

4.木材の乾燥収縮率の大小関係は、繊維方向>年輪の半径方向>年輪の接線(円周)方向である。

5.単板積層材(LVL)は、厚さが3mm程度の単板を繊維方向がほぼ平行となるようにして積層接着したものでる。

解答 4:
収縮率の大きさは、年輪の接線方向 >年輪の半径方向 >繊維方向 である。

 

 

[問21] コンクリートの一般的な性質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.コンクリートの短縮許容圧縮応力度は、設計基準強度に2/3を乗じた値である。

2. コンクリートの品質基準強度は、設計基準強度や耐久設計基準強度に比べて大きい。

3.コンクリートの強度の大小関係は、圧縮強度>曲げ強度>引張強度である。

4.中性化速度は、コンクリートの圧縮強度が高いものほど小さくなる。

5.コンクリートの水和発熱に伴い発生するひび割れは、単位セメント量が少ないものほど発生しやすい。

解答 5:
コンクリートの「水和発熱」は水とセメントの化学反応で発熱されるものである。なのでセメント量が大きくなると発熱も大きくなる。この発熱が大きすぎるとひび割れが発生してしまう。

 

 

[問22] 断面積が7,850mm2のコンクリートの円柱供試体(圧縮強度試験用供試体)に荷重を加えて圧縮強度試験を行ったところ、314.0kNで最大荷重に達し、以降、荷重は減少し、282.6kNで急激に耐力が低下した。このコンクリートの圧縮強度として、正しいものは、次のうちどれか。

1.42N/mm2
2.40N/mm2
3.38N/mm2
4.36N/mm2
5.34N/mm2

解答 2:
コンクリートの圧縮強度は、次式から求められる。(JASS A 1108)

圧縮強度 = 最大荷重 / 断面積

圧縮強度 = 314.0kN / 7,850mm2 = 0.04 kN/mm2

よって、0.04kN/mm2 = 40N/mm2

 

 

 

[問23] 鋼材の引張試験を行ったところ、図のような引張応力度−ひずみ度曲線が得られた。この鋼材の上降伏点として、正しいものは、次のうちどれか。

 

1.A
2.B
3.C
4.D
5.E

解答 3:
設問の表に対応するのは、以下の通り。
A : 比例限度
B : 上降伏点
C : 下降伏点
D : 最大強さ(引張り強さ)
E : 破断点

 

 

[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.SSG(ストラクチュラル・シーラント・グレイジング)構法は、構造シーラントを用いて、板ガラスを支持部材に接着固定する構法である。

2.線入り板ガラスは、フロート板ガラスの中に金属線を封入したガラスで、ガラスが割れても破片の飛散を防ぐことができる。

3.型板ガラスは、ガラスの片側表面に型模様を付けたガラスで、光を柔らかく拡散し、建築物の間仕切りや家具などの装飾用などとして使用される。

4.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(金属酸化膜)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。

5.強化ガラスは、2枚のフロート板ガラスを透明で強靭な中間膜で貼り合わせたもので、耐貫通性に優れている。

解答 5:
強化ガラスはフロート板ガラスを加熱し、常温の空気を均一に吹き付けて急冷処理を行ってできる。No.5は合わせガラスの説明文。

 

 

[問25] 建築材料の一般的な性質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.ALCは、高温・高圧のもとで養生して製造された軽量気泡コンクリートであり、防水性・防湿性に優れる。

2.しっくいは、消石灰にすさ・のり・砂などを混ぜて水で練ったもので、空気に接して固まる気硬性の材料である。

3.テラコッタは、装飾用の外装材として用いられる大型のタイルの一種である。

4.グラスウールは、ガラス繊維を綿状に加工したものであり、断熱材や吸音材として用いられる。

5.シージングせっこうボードは、両面のボード用原紙とせっこうに防水処理を施したもので、せっこうボードに比べて、給水時の強度低下及び変形が少ない。

解答 1:
ALCパネルは、軽量気泡コンクリートのことで、断熱性・耐火性に優れ、壁や屋根、床材などに使用される。しかし吸水性が大きいので、屋根や外壁に用いる場合は防水処理が必要になる。

 

 

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投稿日:2018年12月13日 更新日:

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