平成26年度2級建築士-学科Ⅲ構造

平成26年度2級建築士 
学科Ⅲ 構造25問

〔No.1〕 図のようなL形断面において、図心の座標(X0,Y0)の値として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、x0=Sy/A、y0=Sx/Aであり、Sx、SyはそれぞれX軸、Y軸まわりの断面一次モーメント、Aは全断面積を示すものとする。

 

解答 2:

 


設問のように図心の位置がわからない場合、分割して断面一次モーメントを求めていく。
X軸周りの断面一次モーメントは、
SX = A1 × y1 + A2 × y2
= 800 × 40 + 800 × 10
= 32,000 + 8,000
= 40,000mm3

Y軸周りの断面一次モーメントは、
SY = A1 × x1 + A2 × x2
= 800 × 10 + 800 × 20
= 8,000 + 16,000
= 24,000mm3

以上の断面一次モーメント(SX, SY)から、全体の図心(xo, yo)を求めていく。
全断面積Aは、16,000mm3となるので、

xo = SY/A = 24,000/1,600 = 15mm
yo = SX/A = 40,000/1,600 = 25mm

 

 

 
〔No.2〕 図のような等分布荷重を受ける単純梁に断面75mm×200mmの部材を用いた場合、A点の最大曲げ応力度が1N/mm2となるときの梁の長さの値として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、部材の断面は一様とし、自重は無視するものとする。

 

1. 1,000mm

2. 1,200mm

3. 1,500mm

4. 1,800mm

5. 2,000mm

 
 

解答 1:

 

〔No.3〕 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. 8kNm

2. 10kNm

3. 12kNm

4. 14kNm

5. 18kNm

 

解答 2:

 

〔No.4〕 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点RA、RBに生じる鉛直反力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 1:

 
 
〔No.5〕 図のような外力を受ける静定トラスにおいて、部材Aに生じる軸方向力の値 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。

 

1.+22kN

2. +2kN

3. 0 kN

4. -2kN

5.-22kN

解答 5:

 

 

〔No.6〕 図のような断面を有する長柱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、全 ての柱の材質は同じで、座屈長さは等しいものとする。

 

1. PA < PB < PC 

2. PB < PA < PC

3. PB < PC < PA 

4. PC < PA < PB 

5. PC < PB < PA 

 

解答 3:

 

 

〔No.7〕 構造計算における建築物の地上部分の地震力と最も関係の少ないものは、次のうちどれか。

1.建築物の高さ
2.建設地の地盤の種別
3.建築物の重量
4.建設地の地表面粗度区分
5.建設地の多雪区域の指定の有無

解答 4:
建設地の地表面粗度区分は、建築物の風圧力を求める場合に必要となるもの。なので地震力とは関係が少ない。

 

 

〔No.8〕 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.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。

2.風圧力を計算する場合の速度圧は、その地方において定められた風速の2乗に比例する。

3.建築物の屋根版に作用する風圧力と、屋根葺き材に作用する風圧力とは、それぞれ 個別に計算する。

4.同一の室に用いる積載荷重の大小関係は、一般に、「地震力の計算用」> 「床の計算用」> 「大梁及び柱の計算用」である。

5.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。

解答 4: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21年2級学科3、No.08)

 

〔No.9〕 木造建築物の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.基礎は、建築物が水平力を受けた場合に横移動・浮上がりをしない根入れ深さを確 保する。

2.直接基礎の底盤の位置は、原則として、支持地盤以下とし、かつ、表土層以下で土の含水変化・凍結のの少ない深さとする。

3.独立基礎は、布基礎や基礎に比べて、不同沈下の抑制に有利である。

4.鉄筋コンクリート造の基礎に換気孔・点検口・人通口などによる断面欠損がある場合、欠損の度合いに応じて鉄筋による補強等を行う。

5.基礎は、土台又は柱脚と構造耐力上有効に配置されたアンカーボルトなどによって緊結する。

解答 3:
独立基礎は、布基礎やべた基礎に比べて不同沈下の抑制に不利である。

 

 

〔No.10〕 木造建築物の部材の名称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.ぞうきんずり——-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

2.ささら桁  ——-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

3.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

4.隅木    ——-寄棟、入母屋などの小屋組において、隅棟部分を支える 斜めに登る部材

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。

 

 

〔No.11〕 木造軸組工法による平家建の建築物(屋根は日本瓦葺きとする。)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、全ての耐力壁の倍率は1とする。

 

 

 

 

解答 2:

 

〔No.12〕 図に示す木造建築物に用いる接合金物とその用途との組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。ただし、図の寸法は一例である。

Words:かね折り金物羽子板ボルト短ざく金物あおり止め金物メタルプレートコネクター

解答 3:
短冊金物は、1・2階管柱の連結、胴差相互の連結等に用いる。設問の「筋かいと柱の接合」は筋かいプレートを用いて接合する。

 

〔No.13〕 壁式鉄筋コンクリート造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。ただし、壁式プレキャスト鉄筋コンクリート造ではないものとする。

1.構造計算によって構造耐力上安全であることを確認したので、1階部分の耐力壁の 縦筋及び横筋の鉄筋比を 0.15%とした。

2.各階の階高を 3.2mとしたので、耐力壁の厚さを 15cmとした。

3.壁梁は、主筋にD13を用い、梁せいを 45cmとした。

4.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。

5.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種を使用するので、 設計基準強度を 15N/mm2とした。

解答 5:
構造耐力上主要な部分に使用するコンクリート及びモルタルの設計基準強度は、18 N/mm2以上とする。(平成13年国土交通省告示第1026号)

 

 

〔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.耐力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 0.25%とした。

2.柱梁接合部において、その接合部に隣接する柱の帯筋間隔が 10cmであったので、接合部内の帯筋の間隔を 15cm、帯筋比を 0.2%とした。

3.柱のじんせいを増すために、端部に 135°フックを有する帯筋よりも効果が大きいスパ イラル筋を用いた。
4.有効長さの短い大梁において、せん断破壊よりも曲げ降伏のほうが先行するように、梁せいを大きくした。
5.普通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 1/15とした。

解答 4:
せん断破壊は曲げ破壊に先行してはならない。梁せい(断面)が大きく、有効長さの短い大梁はせん断力が集中しやすく、せん断破壊の先行の危険性が高い。なので、梁せいを大きくすることは、さらにせん断破壊の危険性を高めてしまう。

 

 

〔No.15〕 図のような鉄筋コンクリート構造の大梁主筋の定着長さとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

解答 1:
梁主筋を、柱・梁接合部にフック定着する場合、原則として柱せいの2/3倍以上飲み込ませて定着長さを確保する。ただし、最上階、L字型接合部において、上端筋を柱内に定着する場合は、余長部で必要定着長さを確保する。(JASS 5)

〔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.軽量鉄骨構造に用いる軽量形鋼は、幅厚比が大きいので、局部座屈を起こしやすい。

2.山形鋼を用いた引張筋かいを、ガセットプレートの片側だけに接合する場合は、山形鋼の有効断面から、突出脚の 1/2の断面を減じた断面によって引張応力度を算出してもよい。

3.圧縮材の中間支点の補剛材においては、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.冷間成形角形鋼管(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、応力割増し等の措置を講ずる。

5.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 1.5倍以上とする。

解答 5:
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)

 

 

〔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.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.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があるので、ノンスカラップ工法が推奨されている。

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

4.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。

5.柱の継手の接合用ボルト、高力ボルト及び溶接は、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。

解答 3:
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)

 

 

〔No.18〕 建築物の耐震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.建築物の偏心率は、計算しようとする方向について、各階の偏心距離を当該階の弾力半径で除した値である。

2.建築物の剛性率は、計算しようとする方向について、各階の層間変形角を建築物全体の層間変形角の平均値で除した値である。

3.建築物の外壁から突出する部分の長さが2mを超える片持ちのバルコニーを設ける場合、当該部分の鉛直震度に基づき計算した地震力に対して安全であることを確かめる必要がある。

4.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。

5.建築物の耐震性は、一般に、強度とじんせいによって評価されるが、じんせいが乏しい場合 には、強度を十分に高くする必要がある。

解答 2:
建築物の地上部分について、「剛性率」は「各階の層間変形角の逆数」を「建築物全体の層間変形角の逆数の平均値」で除した値である。

 

 

〔No.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.建築物は、一般に、床や屋根の面内剛性を高くし、地震力や風圧力などの水平力に対して建築物の各部が一体となって抵抗できるように計画する。

2.ピロティ階を有する建築物においては、一般に、ピロティ階で層崩壊しないような架構形式を採用する。

3.鋼材のヤング係数は、一般に、引張強さに影響されないことから、引張強さの小さい鋼材から大きい鋼材に変更しても、梁のは小さくならない。

4.同じ高さ・形状の建築物の場合、一般に、鉄筋コンクリート構造より鋼構造のほうが、建築物の固有周期が短い。

5.免震構造は、一般に、積層ゴム支承やダンパー等により、地震時の入力エネルギーを低減し、振動エネルギーを吸収する構造である。

解答 4:地震力を算定する場合に用いる建築物の設計用一次固有周期Tは、
RC・SRCの場合は、T=0.02h
S造・木造の場合は、T=0.03h
となる。これにより、設計用一次固有周期は、鉄骨造や木造の方が、鉄筋コンクリート等よりも長くなる。
(関連問題:平成30年1級学科4、No.07平成27年1級学科4、No.24平成24年1級学科4、No.08平成21年1級学科4、No.08平成20年1級学科3、No.09、平成11年1級、平成28年2級学科3、No.08)

 

〔No.20〕 建築材料として使用される木材及び木質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.「すぎ」や「ひのき」などの針葉樹はやわと言われ、一般に、加工がしやすく構造材に適している。

2.木材を大気中で十分に乾燥させ、木材中の結合水と大気中の湿度が平衡状態に達し た時点を、繊維飽和点という。

3.日本工業規格(JIS)において、繊維板は、密度と製法によってインシュレーションボード、MDF、ハードボードに分類される。

4.木材の乾燥収縮率は、年輪の接線方向より繊維方向のほうが小さい。

5.木杭は、通常の場合、腐朽を避けるため常水面下に設置する。

解答 2:
気乾状態(含水率約15%):木材中の「結合水」と大気中の「湿度」が平衡に達した状態
繊維飽和状態(約30%):木材中の「自由水」が失われ、「結合水」が細胞内で飽和状態にある状態

 

 

〔No.21〕 セメントとそれを使用するコンクリートとの組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。

1.早強ポルトランドセメント ——-マスコンクリート

2.低熱ポルトランドセメント ——-高強度コンクリート

3.中庸熱ポルトランドセメント——-高強度コンクリート

4.フライアッシュセメントB種 ——-マスコンクリート

5.高炉セメントB種———————-海水の作用を受けるコンクリート

解答 1:
水和による発熱が大きくなるとひび割れの主要因によって不利になる。早強ポルトランドセメントは、水和熱や発熱速度が著しく大きいので、前記の通りになるのでマスコンクリートには不向き。

 

 

〔No.22〕 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.コンクリートの圧縮強度は、水セメント比が大きいものほど低い。

2.コンクリートのヤング係数は、圧縮強度が高いものほど大きい。

3.コンクリートの中性化速度は、圧縮強度が低いものほど大きい。

4.コンクリートの調合管理強度は、設計基準強度よりも小さい。

5.コンクリートの短期許容圧縮応力度は、設計基準強度に 2/3を乗じた値である。

解答 4:
調合管理強度は、調合を定めるための強度である。構造体コンクリートの強度が品質基準強度を満足するように、それよりも割り増しした強度。なので調合管理基準強度 > 品質基準強度 となる。(JASS 5)

 

 

〔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、瞬間的に大きな負荷がかかったり、低温状態で負荷がかかったりすると、ぜい性破壊しやすくなる。

2.鋼材の比重は、アルミニウム材の比重の約3倍である。

3.長さ 10mの棒材は、常温においては、鋼材の温度が 10°C上がると長さが約1mm伸びる。

4.一般の鋼材の引張強さは、温度が 200~300°C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。

5.鋼材を焼入れすると、硬さ・耐摩耗性が減少するが、粘り強くなる。

解答 5:
鋼材を焼入れすると、強さ・硬さ・耐摩耗性が増加するが、もろくなって脆弱的な破壊性状を示すようになる。

 

 

〔No.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.倍強度ガラスは、フロート板ガラスの2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。

2.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。

3.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。

4.熱線吸収板ガラスは、鉄、ニッケル、コバルトなどを加えたガラスで、太陽光線中の熱線を吸収するため、室内の温度上昇を抑える効果がある。

5.強化ガラスは、ガラスを 650~700°Cに加熱して均等に急冷したもので、フロート板ガラスの約3~5倍の強度を持ち、割れても破片は鋭角状にならない。

解答 3:
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。

 

 

〔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.ロックウールは、吸水しても断熱性能が低下しないので、湿度の高い場所においても断熱材として用いられる。

2.花こう岩は、耐久性に優れているので、外装材として用いられる。

3.ステンレスシートは、屋根やひさしの防水層に用いられる。

4.テラコッタは、大型のタイルの一種であり、装飾用の外装材として用いられる。

5.テラゾブロックは、壁や床などの内装材として用いられる。

解答 1:
ロックウールは、撥水性があるので一定量の水には吸水せずに断熱効果を持つ。しかし、水が多量であったり、長時間の水の存在に対しては吸水して断熱性能も低下する。(JASS 24)

 

 

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投稿日:2018年12月13日 更新日:

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