平成30年度2級建築士-学科Ⅲ構造

平成30年度2級建築士
学科Ⅲ構造

〔No. 〕図のような断面における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 . 251.5 cm4
2 . 433.0 cm4
3 . 540.0 cm4
4 . 796.0 cm4 
5 . 978.0 cm4

解答 4:



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
= (4.5×123/12 – 3×103/12)×2
= (648 – 250)×2
= 796cm4

 

 

 

〔No. 〕図のような荷重を受ける単純梁に、断面90 mm×200 mmの部材を用いた場合、その部材が許容曲げモーメントに達するときの荷重P の値として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、部材の許容曲げ応力度は20 N/mm2とし、自重は無視するものとする。

1 . 2 kN
2 . 4 kN
3 . 6 kN
4 . 8 kN
5 . 12 kN  

解答 2:


最大曲げモーメントを求め、許容モーメントに達する時の荷重Pを求める。
最大曲げモーメントMmaxは、上図のQ図より、
Mmax=1.5PN×1,500mm+0.5PN+1,500mm=3,000PN•mm
許容曲げモーメントMaは、
Ma=Z×fb
=(bh2/12)×fb
=(90mm×(200mm)2/12)×20N/mm2
=600,000mm3×20N/mm2=12,000,000N•mm
Mmax=Maとなるので、
3,000PN•mm=12,000,000N•mm
P=4,000N=4kN

 

 

 

〔No. 〕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. 10 kN・m 
2. 12 kN・m 
3.14kN・m 
4. 16 kN・m 
5. 18 kN・m 

解答 1:
等分布荷重を仮定の集中荷重に置き換えると、集中荷重Wは3kN/m×4m=12kNとなる。
釣り合いとモーメント式より鉛直反力Rは上向き5.5kN、鉛直反力Rは上向き8.5kNと求められる。
A点よりも左側でモーメントの式をたてて、A点の曲げモーメントを求める。


MA=-2kN×6m+R×4m
=-12kN•m+5.5kN×4m=10kN•m

 

 

 

〔No. 〕図のような外力を受ける静定ラーメンにおける曲げモーメント図の形として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとする。

解答 4:
この問題は計算で解く問題ではない。
まずX方向の釣り合いにより、柱(左)の支点において左向きに力Pが生じている。柱(左)の最上部にかかるモーメントは、P×2l=2Plであり、柱(左)の下部支点(モーメント0)から徐々に1Plまで曲げモーメントがかかっていく。この時右側(+)にかかっているので、制定ラーメンの内側にM図が作図される。すると選択肢は3,4,5となる。
また、ピンローラー支点には水平反力は生じないので、柱(右)には曲げモーメントは生じない。つまり、選択肢は2,4になるので、
正解肢は4になる。

 

 

〔No. 〕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 2:
①まず静定トラスの問題では、ゼロメンバーを探す。この設問では、部材BとCが交わる接点が「T字」となるので、部材Cがゼロメンバーである。
②次に左下の節点の示力図を考え、
上図の示力式の割合を考えると、辺の長さは1:2:√3となる。これより、Na=12kN(引張)、Nb=-6√3kN(圧縮)となる。

 

 

〔No. 〕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、全ての柱の材質及び断面形状は同じものとする。

1.PA >PB >PC

2.PA =PC >PB 

3.PB >PA =PC 

4.PC >PA >PB 

5.PC >PA >PB 

解答 1:

 

 

〔No. 〕構造計算における荷重および外力に関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1 .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。

2 .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低減して計算する場合の「積載荷重を減らすために乗ずべき数値」は、一般に、その柱が支える床の数が多くなるほど小さくなる。

3 .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。

4 .地震力の計算に用いる地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を示す係数Aiは、一般に、上階になるほど大きくなり、かつ、建築物の設計用一次固有周期が長くなるほどその傾向が著しくなる。

5 .地震力の計算に用いる振動特性係数Rtは、同一の地盤種別の場合、一般に、建築物の設計用一次固有周期Tが長くなるほど大きくなる。 

解答 5:振動特性係数Rtは、一般に、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど小さくなる。(施行令第88条1項、昭和55年告示第1793号第二)
(関連問題:平成29年1級学科4、No.07平成27年1級学科4、No.07平成25年1級学科4、No.08平成30年2級学科4、No.07平成29年2級学科4、No.08平成27年2級学科4、No.08平成24年2級学科4、No.08平成23年1級学科4、No.08平成21年2級学科4、No.09)

 

 

〔No. 〕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、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 .速度圧の計算に用いる地表面粗度区分は、都市計画区域の指定の有無、海岸線からの距離、建築物の高さ等を考慮して定められている。

3 .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。

4 .ラチス構造物の風圧作用面積は、風の作用する方向から見たラチス構面の見付面積とする。

5 .風圧力が作用する場合の応力算定においては、一般に、地震力が同時に作用しないものとして計算する。

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. 〕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 .セメント系固化材を用いて地盤改良を行った場合、原則として、改良後の地盤から採取したコア供試体に対する一軸圧縮試験により、改良後の地盤の設計基準強度を確認する必要がある。

2 .地下外壁に作用する土圧を静止土圧として算定する場合の静止土圧係数は、一般に、砂質土、粘性土のいずれの場合であっても、0.5 程度である。

3 .建築基準法に基づいて地盤の許容応力度を定める方法には、「支持力係数による算定式」、「平板載荷試験による算定式」及び「スウェーデン式サウンディング試験による算定式」を用いるものがある。

4 .土の粒径の大小関係は、砂 > 粘土 > シルトである。

5 .布基礎は、地盤の長期許容応力度が70 kN/m2以上であり、かつ、不同沈下等の生ずるのない地盤にあり、基礎に損傷を生ずるのない場合にあっては、無筋コンクリート造とすることができる。

解答 4:
土の粒径の大小関係は、 砂 > シルト > 粘土 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 .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

2 .鼻————最も軒に近い位置にある

3 .方づえ————小屋組、床組における水平構面において、斜めに入れて隅角部を固める部材

4 .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

5 .雇いざね———–2枚の板をはぎ合わせるときに、相互の板材の側面の溝に、接合のために込む細長い材

解答 3:
「方づえ」は「柱と横架材の交点に斜めに入れて隅角部を固める」垂直構材。水平構面部材としては火打がある。

 

 

〔No.11〕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 .ラグスクリューを木口に打ち込んだ場合の許容せん断耐力は、側面打ちの場合の値の2/3とする。

2 .メタルプレートコネクター接合において、プレート圧入時の木材は、気乾状態である必要がある。

3 .釘接合及びボルト接合において、施工時の木材の含水率が20 %以上の場合には、接合部の許容耐力を低減する。

4 .釘を用いた木材と木材の一面せん断接合において、有効主材厚は釘径の9 倍以上とし、側材厚は釘径の6 倍以上とする。

5 .同一の接合部に力学特性の異なる接合法を併用する場合の許容耐力は、一般に、個々の接合法の許容耐力を加算して算出する。

解答 5:
同一接合部に、力学的特性の異なる接合法を併用する場合、両者の許容耐力を単純に加算することはできない。ボルトおよびドリフトピンを用いる場合、所定の加工を行った場合は、接合部全体の許容耐力はこの許容耐力を加算して求めることができる。(木質構造設計規準)

 

 

〔No.12〕木造軸組工法による平家建ての建築物(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 3:

 

 

〔No.13〕図のような平面を有する壁式鉄筋コンクリート造平家建ての建築物の構造計算において、方向の壁量の値として、最も近いものは、次のうちどれか。ただし、階高は3 m、壁厚は12 cmとする。

解答 4:
壁式鉄筋コンクリート造の耐力壁の条件は長さを45cm以上、厚さは12cm以上とすること。(施行令第78条の2)
従って、設問の45cm未満の壁は耐力壁として構造計算に加えない。
また、ある方向の壁量は、その方向の耐力壁の長さの合計を、床面積で割ったものである。

X方向の壁量 = (180cm×4 + 45cm×1) / 5m × 8m ≒ 19.1 cm/m2

 

 

 

 

〔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 .梁の圧縮鉄筋は、長期荷重によるクリープたわみの抑制や地震時におけるじんせいの確保に有効である。

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 .普通コンクリートを用いた柱の小径は、一般に、その構造耐力上主要な支点間の距離の1/15以上とする。

4 .袖壁付きの柱のせん断補強筋比は、原則として、0.3 %以上とする。

5 .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ことを主な目的として設ける。

解答 5:
帯筋・あばら筋は、一般に、せん断ひび割れの伸展を防止し、部材のせん断耐力・じん性を確保する。なので発生を抑制するものではない。(鉄筋コンクリート構造計算規準)

 

 

〔No.15〕図のように配筋された柱のせん断補強筋比pwを求める式として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、地震力は、図に示す方向とする。

解答 3:
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1本あたりの面積が aW と指定されているので、1組のせん断補強の断面積は3aW。また、地震力方向の直角方向の柱の幅はDx、間隔がsなので、
PW = 3aW / Dxs

 

 

〔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 .長期に作用する荷重に対する梁材のは、通常の場合ではスパンの1/200以下とし、片持ち梁の場合ではスパンの1/150以下とする。

2 .構造用鋼材の短期許容応力度は、圧縮、引張り、曲げ、せん断にかかわらず、それぞれの長期許容応力度の1.5 倍とする。

3 .露出形式の柱脚においては、一般に、アンカーボルトの基礎に対する定着長さをアンカーボルトの径の20倍以上とする。

4 .鋳鉄は、原則として、引張応力が生ずる構造耐力上主要な部分には、使用してはならない。

5 .鋼材に多数回の繰返し荷重が作用する場合、応力の大きさが降伏点以下の範囲であっても破断することがある。

解答 1:
長期に作用する荷重に対する梁材のたわみは、通常の場合にスパンの1/300以下、片持ち梁ではスパンの1/250以下とする。(鋼構造設計規準)

 

 

〔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 .軒の高さが9 mを超える、又は張り間が13 mを超える建築物の構造耐力上主要な部分には、原則として、普通ボルトを使用してはならない。

2 .一つの継手に高力ボルトと普通ボルトを併用する場合には、一般に、全応力を高力ボルトが負担するものとして設計する。

3 .トラス部材の接合部は存在応力を十分に伝えるものとし、その耐力は部材の許容応力の1/2以下であってはならない。

4 .隅肉溶接においては、一般に、接合しようとする母材間の角度が60 度以下、又は120 度以上である場合、溶接部に応力を負担させてはならない。

5 .溶接接合において、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。

解答 5:
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)

 

 

〔No.18〕建築物の耐震設計、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 .耐震設計の一次設計では、まれに発生する地震(中程度の地震)に対して建築物の損傷による性能の低下を生じないことを確かめる。

2 .鉄筋コンクリート造の建築物は、一般に、鉄骨造や木造の建築物より単位床面積当たりの重量が大きいので、構造設計においては地震力よりも風圧力に対する検討が重要となる。

3 .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。

4 .建築物は、一般に、屋根や床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。

5 .地震時に建築物のが生じないようにするため、建築物の重心と剛心との距離ができるだけ小さくなるように計画する。

解答 2:
水平に作用するものは、地震力と風圧力がある。地震力は重量が大きい建築物にほど不利に働き、逆に風圧力に対しては重量が大きい建築物にほど有利に働く。よって鉄筋コンクリートなどの重量が大きい建築物には「風圧力」よりも「地震力」に対する検討が重要になる。

 

 

〔No.19〕鉄筋コンクリート構造の既存建築物の耐震診断、耐震改修に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1 .耐震診断基準における第2 次診断法においては、建築物の形状の複雑さや剛性のアンバランスな分布などが耐震性能に及ぼす影響を評価するための形状指標を算出する。

2 .あと施工アンカーを用いた補強壁の増設工事を行う場合、新設するコンクリートの割裂を防止するために、アンカー筋の周辺にスパイラル筋などを設けることが有効である。

3 .既存の耐震壁の開口部をふさいだり壁厚を増したりすることは、建築物の保有水平耐力を増加させる強度抵抗型の補強に適している。

4 .耐震スリットを設ける目的の一つは、せん断破壊型の柱を曲げ破壊型に改善することである。

5 .柱における鋼板巻き立て補強や炭素繊維巻き付け補強は、柱の曲げ耐力を高めることを目的としている。

解答 5:
「炭素繊維巻き付け補強」は、鉄筋コンクリー造の耐震改修工事において行う、柱のせん断耐力を向上・変形能力を高める補強方法。

 

 

〔No.20〕建築材料として使用される木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 .含水率が繊維飽和点以下の木材において、膨張・収縮は、ほぼ含水率に比例する。

2 .木材(心持ち材)の収縮率が接線方向と半径方向とで大きく異なることは、乾燥割れの原因の一つである。

3 .木材の繊維方向の基準強度の大小関係は、一般に、圧縮>引張り>曲げである。

4 .木材の腐朽菌は、酸素、温度、水分及び栄養素の全ての条件が満たされた環境下でなければ繁殖しない。

5 .木材の熱伝導率は、一般に、鋼材の熱伝導率に比べて小さい。

解答 3:
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)

 

 

〔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 .プラスティック収縮ひび割れは、コンクリートが固まる前に、コンクリートの表面が急激に乾燥することによって生じる割れである。

2 .コンクリートの乾燥収縮は、単位水量が小さくなるほど大きくなる。

3 .コンクリートの中性化速度は、圧縮強度が低くなるほど大きくなる。

4 .コンクリートのヤング係数は、単位容積質量が大きくなるほど大きくなる。

5 .コンクリートは、養生温度が低くなるほど、材齢初期の強度発現が遅くなる。

解答 2:
コンクリートは、乾燥に伴い、セメントペースト内部の自由水(セメントと化学反応しないで残った水)の一部が蒸発して収縮する。なので単位水量が大きいほど、乾燥収縮は大きくなる。

 

 

〔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 .高炉セメントB種は、普通ポルトランドセメントに比べて、アルカリシリカ反応に対する抵抗性に優れている。

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 .セメントは、水和反応後、時間が経過して乾燥するにしたがって強度が増大する気硬性材料である。

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 .AE剤は、コンクリートの凍結融解作用に対する抵抗性を増大させ、耐久性も向上させる。

解答 3:
セメントは水と化学反応を起こして固まる水硬性の材料である。

 

 

〔No.23〕建築物の構造材として用いられる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 .日本工業規格(JIS)において、「建築構造用圧延鋼材SN490」と「溶接構造用圧延鋼材SM490」のそれぞれの降伏点の下限値から上限値までの範囲は、同じである。

2 .鋼材の許容疲労強さは、鋼材の強度によらず、継手等の形式に応じた基準疲労強さを用いて算定する。

3 .ステンレス鋼(SUS304A材等)は、一般構造用圧延鋼材(SS400 材等)の炭素鋼に比べて、耐食性、耐火性に優れている。

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 .鋼材は、炭素含有量が多くなると、一般に、溶接性が低下する。

解答 1:
「建築構造用圧延鋼材SN490」は下限値325N/mm2から上限値445N/mm2までを定めており、「溶接構造用圧延鋼材SM490」は下限値325N/mm2のみを定めている。(JIS G 3106、JIS G 3136、鉄骨工事技術指針)

 

 

〔No.24〕建築材料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。

1 .チタン         ————屋根材

2 .花こう岩        ————耐火被覆材

3 .グラスウール      ————断熱材

4 .インシュレーションボード————吸音材

5 .シージングせっこうボード————湿気の多い場所の壁下地材

解答 2:
花こう岩は「御影石」とも呼ばれ、地下深部でマグマが冷えて固まったもの。耐火性が低いので、耐火被膜材としての使用はできない。

 

 

〔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 .酢酸ビニル樹脂系接着剤は、固化後になどにより加工ができるので、屋内の木工事に用いられる。

2 .せっこうラスボードは、左官材の付着をよくするために、表面に多数のを付けたせっこうボードである。

3 .けい酸カルシウム板は、断熱性・耐火性に優れているので、耐火構造の天井や壁に用いられる。

4 .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。

5 .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あり、耐火性に優れているので、内壁の仕上げに用いられる。

解答 4:
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。万一破損した場合でも、破片は細粒状になるため、破片による大きな傷害事故の減少が期待できる。No.2の説明は合わせガラスのもの。

 

 

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投稿日:2018年12月13日 更新日:

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