平成24年度2級建築士-学科Ⅲ構造

平成24年度2級建築士 学科Ⅲ 構造25問 

 

[No.1] 図のようなH型断面における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. 448 cm4
2. 476 cm4
3. 896 cm4
4. 952 cm4
5. 1,024 cm4

解答 3:


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 – (b’h’3/12) ×2
= 8×123/12 – (3×83/12) ×2
= 1,152 – 128×2
= 896 cm4

 

 

[No.2] 図のような荷重を受ける単純梁に断面100mm×200mmの部材を用いた場合、その部材に生じる最大曲げ応力度として、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。

1. 12 N/mm2
2. 18 N/mm2
3. 24 N/mm2
4. 30 N/mm2
5. 36 N/mm2

解答 2:
最大曲げ応力度は、M / Z で求められる。

曲げモーメントはC点で最大になる。A点における鉛直反力をRAとすると、
M(曲げモーメント) = RA × 2,000 = 6 × 2,000 = 12,000 kN・mm = 12,000,000 N・mm
Z(断面係数) = bh2 / 6 = 100 × 2002 / 6 = 4,000,000 / 6 mm3

よって、最大曲げ応力度は、
M / Z = 12,000,000 × 6 / 4,000,000 = 18 N/mm2

 

 

[No.3] 図のような荷重を受ける単純梁において、A点、B点における曲げモーメントMA、MBの大きさの組合わせとして、正しいものは、次のうちどれか。

解答 3:

 

 

[No.4] 図のような長さl(m)の柱(材端条件は、一端自由、他端固定とする。)に圧縮力Pが作用したとき、次のlとI との組合わせのうち、弾性座屈荷重が最も大きくなるものはどれか。ただし、Iは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 2:

 

 

[No.5] 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の値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値との組み合わせとして、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 5:

 

 

[No.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。なお、節点間距離はすべて1mとする。

1. +3√3 kN
2. +2√3 kN
3. – √3 kN
4. -2√3 kN
5. -3√3 kN

解答 4:

 

 

[No.7] 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. 風圧力の計算に用いる速度圧は、その地方において定められた風速の平方根に比例する。

2. 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。

3. 床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「百貨店又は店舗の売場」より「教室」の方が小さい。

4. 許容応力度等計算において、多雪区域に指定された区域外の場合、地震時の短期に生ずる力は、常時の長期に生ずる力を加えたものである。

5. 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、その影響力を考慮して積雪荷重を計算しなければならない。

解答 1:
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)

 

 

[No.8] 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. 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は、原則として、0.2以上とする。

2. 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においては、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Ciを乗じて計算する。

3. 振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期及び地盤の種別に応じて算出し、一般に、固有周期が長くなるほど小さくなる。

4. 地震地域係数Zは、過去の震害の程度及び地震活動の状況に応じて、各地域ごとに1.0から0.7までの範囲内において定められている。

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

解答 1:
標準せん断力係数Coは、原則として、0.2以上とするが、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場合は、0.3以上とする。なお、必要保有水平耐力を計算する場合は、1.0以上とする。

 

 

[No.9] 地盤及び基礎構造に関する用語とその説明との組み合わせとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1. 液状化  ———水で飽和した砂質土が、振動・衝撃等による間隙水圧の上昇によってせん断抵抗を失う現象

2. 地下外壁 ———片面が直接地盤に接し、その地盤からの土圧、水圧が面外方向に作用する壁体

3. 圧密   ———砂質土が、荷重の作用によって、長い時間をかけて排水しながら体積を減少させる現象

4. ボイリング———砂中を上向きに流れる水流圧力によって、札部がかきまわされ湧き上がる現象

5. 直接基礎 ———基礎スラブからの荷重を直接地盤に伝える形式の基礎

解答 3:
「圧密」とは、土粒子間に含まれる間隙水が、長時間圧力を受けて徐々に排出され、少しずつ体積が減少する現象のこと。この「圧密」現象は、粘土質地盤に起こりやすい。砂質土地盤は透水性が高いので「即時沈下」を起こす。

 

 

[No.10] 木造建築物の部材の名称とその説明との組み合わせとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1. 方づえ   ———柱と横架材の交差する入隅部分において、柱と横架材とを斜めに接合して隅を固める部材

2. 鼻隠    ———軒先において、垂木の端部などを隠すために取り付ける横板

3. ぞうきんづり———床の間の地板と三方の壁とが接する部分に用いる細い部材

4. 地貫    ———1階の柱の最下部に通す貫

5. 根がらみ  ———柱や間柱の横に取り付けて、根太の端部を受ける横材

解答 5:
「根がらみ」は、床束等の束の下方を連結して構造的に固める部材のこと。設問の「根太の端部を受ける横材」は根太掛けの説明。

 

 

[No.11] 木造軸組工法による平家建の建築物(屋根は日本瓦葺とする。)において、図に示す平面の耐力壁(図中の太線)の配置計画として、最も不適当なものは、次のうちどれか。ただし、すべての耐力壁の倍率は1とする。

解答 1:

 

 

[No.12] 木質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. ドリフトピン接合において、施工時の木材の含水率が20%以上であったので、接合部の許容せん断力を低減した。

2. メタルプレートコネクター接合において、木材同士の突付け部分を密着させた。

3. ラグスクリュー接合において、ラグスクリューの先孔への込みが困難であったので、スクリュー部に潤滑剤を用いた。

4. 構造耐力上主要な部分において、木口面に込まれた木ねじを、引抜方向に抵抗させた。

5.引張材の端部接合部において、加力方向に釘を一列に10本以上並べて打ち付けたので、釘接合部の許容せん断耐力を低減した。

解答 4:
構造耐力上主要な部分において、木ねじを引抜方向に抵抗させることは、釘と同様、原則として避けなければならない(木質構造設計規準)。

 

 

[No.13] 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.耐力壁の端部および隅角部は、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。

2. 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。

3. 上階の耐力壁は、原則として、下階の耐力壁の直上に配置する。

4. 日本工業規格(JIS)において、空洞ブロックの圧縮強さによって区分されるA種、B種、C種のうち、最も圧縮強さが大きいものは、C種である。

5. 壁量は、一つの階の張り間方向及び桁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。

解答 5:
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)

 

 

[No.14] 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. 許容応力度計算において、圧縮力の働く部分では、鉄筋に対するコンクリートの部分も圧縮力を負担するものとして設計する。

2. 四周を梁で支持されている床スラブの厚さが、短辺方向における有効張り間長さの1/30以下の場合、建築物の使用上の支障が起こらないことについて確かめる必要がある。

3. 帯筋・あばら筋は、一般に、せん断ひび割れの発生を抑制するものではないが、ひび割れの伸展を防止し、部材のせん断終局強度を増大させる効果がある。

4. 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。

5. 梁においては、クリープによって、コンクリートの圧縮縁応力は増加し、圧縮鉄筋の応力は減少する。

解答 5:
梁にクリープ現象が起こると、断面部材の応力は以下のように変化する。(鉄筋コンクリート構造計算規準)
・コンクリートの圧縮縁応力:大幅に減少
・圧縮鉄筋の応力     :大幅に増加
・引張鉄筋の応力     :わずかに増加

 

 

[No.15] 図のように配筋された柱の全主筋比Pg及びせん断補強筋比Pwに最も近い数値の組み合わせは、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2.87cm2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。

解答 2:
(1)柱の全主筋比(コンクリート全断面積に対する主筋全断面積の割合)Pgは、次式より求められる。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

Pg = ag / b・D ×100(%)

ag : 主筋全断面積
b : 柱の幅
D : 柱せい

設問では主筋D19の1本あたりの面積が 2.87 cm2 と指定されているので、ag = 2.87 × 8本 = 22.96 cm2。柱の幅はb = 50 cm、柱せい D = 50 cm なので、
Pw = 22.96 / 50・50 ×100(%) ≒ 0.92%


(2)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 × 3本 = 2.13 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 = 2.13 / 50・10 ×100(%) ≒ 0.43%

 

 

[No.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.「建築構造用圧延鋼材SN400」は、溶接接合を用いる建築物の場合、一般に、B種やC種を用いる。

2.鉄骨部分は、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。

3.  根巻形式の柱脚においては、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2.5倍以上とする。

4.  H形鋼を梁に用いる場合、一般に、曲げモーメントをウェブで、せん断力をフランジで負担させるものとする。

5.  圧縮材においては、細長比が大きい部材ほど、座屈の許容応力度は小さい。

解答 4:
H形鋼を梁に用いる場合、主としてせん断力をウェブで、曲げモーメントをフランジで抵抗する。

 

 

[No.17] 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.ボルト接合を行う場合、「二重ナットの使用」や「コンクリートへの埋込み」などの戻り止めの処置を講じる。

2. 溶接接合を行う場合、スカラップは、溶接線の交差を避けるために設ける。

3. 完全溶込み溶接を鋼材の両面から行う場合において、先に溶接した面の裏側から溶接部分の第1層を削り落とすことを、裏という。

4. 構造計算において、接合している部材が十分に性化するまで接合部で破断が生じないように設計する接合を、保有耐力接合という。

5. 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)×(薄いほうの母材の厚さ)により算出する。

解答 5:
隅肉溶接の有効面積は、以下で求められる。(鋼構造設計規準)

溶接の有効長さ × 有効のど厚

 

 

 

 [No.18]建築物の構造計画等に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.3階建の建築物において、1階に十分な量の耐力壁を配置したので、2階及び3階においても、1階と同程度の層間変形角となるように耐力壁を配置した。

2. 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した。

3. 耐力壁の配置が各階で異なっているため、床や屋根の面内剛性を高くし、地震力などの水平力に対して建築物が一体となって抵抗できるように計画した。

4. 鉄筋コンクリート構造において、袖壁、腰壁については非耐力壁として考え、偏心率の算定に当たり、影響はないものとした。

5. エキスパンションジョイントのみによって接している複数の建築物は、それぞれ別の建築物として構造計算を行なった。

解答 4:
偏心率を計算するにあたり、袖壁・腰壁は耐力壁として考え、影響を考慮する。(建築物の構造関係技術基準・解説書)

 

 

 [No.19]既存建築物の耐震診断、耐震補強等に関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 鉄筋コンクリート造の柱のじんせいを高める耐震補強として、柱の周りに鋼板や炭素繊維シートなどを巻く工法を採用した。

2. 耐震診断において、柱及び壁の耐力に加え、梁の耐力と変形性能についても考慮する必要があったので、それらを評価できる第1次診断法を採用した。

3. 鉄筋コンクリート造の短柱のぜい弱破壊を防ぐため、短柱に接続する腰壁との間に耐震スリットを設けた。

4. 耐力を増加させる必要があったので、増打ち壁や鉄骨ブレースを用いて補強を行なった。

5. 歴史的な建築物の耐震改修に当たっては、柱や壁などに手を加えず、建築物の外観を維持するため、免震構造を採用した。

解答 2:
耐震診断の基準には、3段階の診断精度がある。
・第1次診断法:「壁量の多い建築物」に適する診断
・第2次診断法:「柱」「壁」の強さと変形能力などをもとに計算するやや詳細な診断
・第3次診断法:「柱」「壁」「梁」の強さと変形能力なども考慮する詳細な診断

 

 

 [No.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. 耐蟻性の高い心材をもつ木材には、あかまつ、べいつが等がある。

2. 木材の強度は、一般に、含水率の増加に伴い低下するが、繊維飽和点以上では、ほぼ一定である。

3. 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をなるようにして積層接着したものである。

4. インシュレーションボードはMDF及びハードボードは、繊維板(ファイバーボード)の一種である。

5. 背割りは、心持ち材の乾燥に伴って生じる割れの防止に有効である。

解答 1:
あかまつ、べいつが等は耐腐朽性・耐蟻性が低いので腐朽や蟻害などの対策が必要である。耐蟻牲が高いのは「ひば」「べいひば」などである。

 

 

 [No.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. 引張強度は、一般に、圧縮強度の1/10程度である。

2. 一般に、スランプを大きくしていくと、コンクリートの材料分離が生じやすくなる。

3. AE剤によりコンクリート中に連行された微小な独立した空気泡は、耐凍害性を低下させる。

4. コールドジョイントを防止するためには、先に打ち込まれたコンクリートの凝結が始まる前に、コンクリートを打ち重ねる必要がある。

5. 中性化速度は、一般に、コンクリートの圧縮強度が高いものほど小さくなる。

解答 3:
AE剤によりコンクリート中に連行された微小な独立した空気泡は、凍結融解に対する抵抗性を改善するため、耐凍害性を増大させる。(JASS 5)

 

 

 [No.22]セメント、骨材等のコンクリートの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. 計画供用期間の級が「長期」の場合、回収水は、コンクリートの練混ぜ水に用いてはならない。

2. ポルトランドセメントには、凝結時間を調整するためにが混合されている。

3. 膨張剤は、コンクリートに膨張性を与えるものであり、収縮による割れの発生を低減することができる。

4. 骨材に含まれる粘土塊や塩化物などは、コンクリートの耐久性を向上させる効果がある。

5. 高炉スラグ粗骨材は、溶鉱炉でせん鉄と同時に生成される溶融スラグを徐冷し、粒度を調整して製造されるものであり、普通骨材に含まれる。

解答 4:
コンクリートの骨材に含まれる粘土塊や塩化物、有機不純物などは、コンクリートの耐久性を向低下させてしまう。

 

 

[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. 鋼材は、炭素含有量が多くなると、一般に、溶接性が向上する。

2. 鋼材は、瞬間的に大きな負担がかかったり、低温状態で負荷がかかったりすると、ぜい弱破壊しやすくなる。

3. 長さ10mの棒材は、常温においては、全長にわたって断面に一様に20N/mm2の引張応力度を生じる場合、長さが約1mm伸びる。

4. 異形棒鋼SD345の降伏点の下限値は、345N/mm2である。

5. 日本工業規格(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下限値から上限値までの範囲は、同じである。

解答 1:
鋼材中に含まれる炭素は、降伏点・引張り強さ・硬さなどを上昇させるなどの有効的な効果をもつ。しかし炭素含有量が増加すると、伸び・絞り・衝撃特性が低下し、さらに溶接性も低下する。(鉄骨工事技術指針・工場製作編)

 

 

[No.24] 屋根葺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. アスファルトシングルは、無機質繊維不織布にアスファルトを含浸、塗布し、表面に着色した砂粒を圧着したもので、一般に、不燃材料ではない。

2. 住宅屋根用化粧スレートは、「セメント」、「けい酸質原料」、「石綿以外の繊維質原料」などを主原料として加圧成形したものである。

3. いぶし瓦(黒瓦)は、粘土を成形し、乾燥させた後に表面にゆうやくを施して焼成した瓦である。

4. 「溶融亜鉛−5%アルミニウム合金めっき鋼板」は、「溶融亜鉛めっき鋼板」に比べて、耐久性に優れている。

5. チタン板は、一般に、耐久性・耐食性に優れ、銅板に比べて軽量である。

解答 3:
いぶし瓦は、焼き上がりの直前に松葉をいぶし、その炭素を表面に定着させる。設問の「粘土を成形し、乾燥させた後に表面に釉薬を施して焼成した瓦」は釉薬瓦の説明。

 

 

[No.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. 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、鉄板屋根や設備配管などの塗装に用いられる。

2. 発泡プラスチック系断熱材は、樹脂の中に微細な独立空気砲を閉じ込めることによって断熱効果を発揮するものであり、一般に、繊維系断熱材に比べて断熱性に劣る。

3. しっくいは、消石灰に・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。

4. 合わせガラスは、破損による飛散を防ぐことができる。

5. Low-Eガラスは、ガラスの表面に特殊な金属膜をコーティングした低放射率ガラスのことである。

解答 2:
断熱材は、①発泡プラスチック系断熱材と②繊維系断熱材がある。このうち発泡プラスチック系断熱材の方が熱伝導率が小さく、断熱性に優れている。

 

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投稿日:2018年12月13日 更新日:

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