【過去問題】令和5年 二級建築士 建築構造 全25問【解答・解説付】※完全無料

L形を、縦の長方形（幅2cm・高さ6cm）と、右の横の長方形（幅6cm・高さ2cm）に分ける。どちらも面積は12cm²。
・図心の高さ：(12×3＋12×1)/24＝2cm（X軸から）
・縦の長方形：2×6³/12＋12×(3－2)²＝36＋12＝48cm⁴
・横の長方形：6×2³/12＋12×(1－2)²＝4＋12＝16cm⁴
・合計：48＋16＝64cm⁴（平行軸の定理 I＝I₀＋Ay²）

・断面積：A＝300×500＝150,000mm²
・τ_max＝1.5Q/A≦1N/mm² より、Q≦A/1.5＝100,000N＝100kN
・中央に荷重 P を受ける単純梁のせん断力は、支点の反力の P/2。P/2≦100kN より、P≦200kN

・荷重の合力：2kN/m×12m＝24kN（右の支点から6mの位置）
・左の支点の反力：24×6/18＝8kN、右の支点の反力：24－8＝16kN
・せん断力が0になる位置：荷重の区間に入ってから 8kN÷2kN/m＝4m、つまり左の支点から10m
・そこでの曲げモーメント：8×10－(2×4)×2＝80－16＝64kN・m（最大）

・荷重：柱の水平荷重 1kN/m×6m＝6kN（高さ3m）、梁の鉛直荷重 2kN/m×6m＝12kN（中央）
・水平反力：ローラーのA点は水平反力をもたないので、B点が 6kN（左向き＝＋6kN）
・A点まわりのモーメントのつり合い：R_B×6＝12×3＋6×3 より、R_B＝9kN（上向き＝＋9kN）。R_A＝12－9＝3kN（上向き）
・E点の曲げモーメント（左半分で考える）：R_A（3kN・腕3m）、柱の水平荷重（6kN・E点より3m下）、梁の左半分の荷重（6kN・腕1.5m）より、3×3－6×3－6×1.5＝－18 → 絶対値18kN・m

・支点の反力：荷重の合計 1＋2＋2＋2＋1＝8kN、左右対称なので各4kN（上向き）。トラスの高さは 2×sin60°＝√3m
・A・B・Cを切って左側を考える（左側の荷重は 1kN〔左の支点から左へ1m〕と 2kN〔右へ1m〕）
・A：BとCが交わる下弦の節点（左の支点から2m）まわりのモーメントのつり合い。1×3＋2×1－4×2－N_A×√3＝0（N_Aは引張りを正）より N_A＝－3/√3＝－√3kN（圧縮）
・C：AとBが交わる上弦の節点（左の支点から3m）まわりのモーメントのつり合い。4×3－1×4－2×2－N_C×√3＝0 より N_C＝4/√3＝＋4√3/3kN（引張り）
・B：鉛直方向のつり合い。左側の外力は 4－1－2＝1kN（上向き）なので、斜材Bの鉛直成分 N_B×sin60°＝－1 より N_B＝－2/√3＝－2√3/3kN（圧縮）

P_k＝π²EI/l_k²。両端ピンなので座屈長さ l_k＝l。同じ材質なので I/l² を比べる（×10⁻⁵ を除く）。
・1：3/3.0²≒0.333
・2：4/3.5²≒0.327
・3：5/4.0²≒0.313
・4：7/4.5²≒0.346（最大）
・5：8/5.0²＝0.320

柱・基礎の垂直荷重による圧縮力を計算するときは、支える床の数に応じて積載荷重を減らせる（建築基準法施行令第85条第2項。劇場・集会場などの客席を除く）。

多雪区域は、垂直積雪量が1m以上の区域、又は積雪の初終間日数の平年値が30日以上の区域を基準に、特定行政庁が指定する（平成12年建設省告示第1455号）。

速度圧は q＝0.6EV₀²（同令第87条第2項）で、基準風速 V₀ の2乗に比例する。

標準せん断力係数は、許容応力度計算で0.2以上、必要保有水平耐力の計算で1.0以上（同令第88条第2項・第3項）。

建築基準法施行令第82条第二号の表で、多雪区域の短期の暴風時は「G＋P＋W」と「G＋P＋0.35S＋W」の両方で計算する。
・0.7S は長期の積雪時（G＋P＋0.7S）に使う係数
・地震力 K と風圧力 W は同時に組み合わせない
・G＋P＋S は短期の積雪時の組合せで、W は加えない

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・粘性土とも0.5とする。

フーチング基礎は、フーチング（底を広げた部分）で上部構造の荷重を支える基礎で、独立基礎・複合基礎・連続基礎（布基礎）などがある。

基礎の固定荷重には、基礎各部の自重のほか、基礎スラブの上の土かぶりの重量を含める。

布基礎は、地盤の長期許容応力度が70kN/㎡以上で、著しい不同沈下などのおそれがなく、基礎に損傷を生ずるおそれのない場合は、無筋コンクリート造とすることができる（平成12年建設省告示第1347号 第1）。

破風板は、切妻屋根・入母屋屋根の妻側で、垂木の端を隠すように取り付ける板。

回り縁は、天井と壁の取合い部分に取り付ける棒状の化粧材。

雇いざねは、2枚の板の側面にそれぞれ溝を彫り、その溝にはめ込んで板をはぎ合わせる細長い材。

木ずりは、しっくいやモルタルを塗る壁の下地として、柱や間柱に打ち付ける小幅の板。

木ねじで鋼板と木材を1面せん断接合する場合、木材（主材）の有効厚さは木ねじの呼び径の6倍以上とする。

ドリフトピンの先孔は、隙間による初期のずれを防ぐため、ドリフトピンと同じ径とする。

接着接合では、木材の含水率は20％以下とし、接着する木材どうしの含水率の差は5％以内とする。

木口面（繊維の切り口）に打った釘は抜けやすく、引抜力に抵抗させることはできない。

N値法は、柱の両側の耐力壁の倍率の差、周辺部材による押さえ効果、長期軸力を考えて N値を求め、柱頭・柱脚の接合金物を選ぶ方法（平成12年建設省告示第1460号）。

四分割法の壁率比は、各方向について、両端の側端部分の壁量充足率の小さいほうを大きいほうで割った値（0.5以上が必要＝平成12年建設省告示第1352号）。

工場でたて枠と面材を接着したパネルは、実験や計算で確かめれば、面材とたて枠が一体となって働くストレスト・スキン効果を考えて鉛直荷重に抵抗させることができる。

引張力を負担する筋かいに鉄筋を使う場合は、径9mm以上とする（建築基準法施行令第45条第1項）。

耐力壁の中心線で囲まれた部分の水平投影面積は60㎡以下とする（建築基準法施行令第62条の4第1項）。60㎡は満たしている。

A種の空洞ブロックは、階数2以下・軒の高さ7.5m以下の建築物に使える。2階建て・軒高7mは範囲内。

両側に開口部のある耐力壁の長さ（実長）は、55cm以上、かつ、耐力壁の有効高さの30％以上とする（日本建築学会の規準）。75cm・30％以上は満たしている。

耐力壁の端部と隅角部には、径12mm以上の鉄筋を縦に配置する（同令第62条の4第4項）。D13 は満たしている。

柱梁接合部内の帯筋は、間隔150mm以下、帯筋比0.2％以上とする（隣接する柱の帯筋間隔の1.5倍以下）。

床スラブの各方向の全幅について、鉄筋の全断面積はコンクリートの全断面積の0.2％以上とする。

引張鉄筋比が釣合鉄筋比以下なら、引張鉄筋が先に許容応力度に達するので、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。

曲げに対する断面算定は、平面保持（断面は曲がっても平面のまま）と、コンクリートの圧縮応力度が中立軸からの距離に比例するという仮定で行う。

・大梁の上端筋：長期荷重で端部の上端が引張りになるので、継手は引張力の小さい中央部（柱面から L₀/4 より内側）＝イ
・大梁の下端筋：中央部の下端が引張りになるので、継手は端部寄り。ただし柱面から梁せい D の範囲（大きな力がかかる所）は避け、D 〜 L₀/4 の範囲＝エ（ウは D 以内、オは中央）
・柱の主筋：柱の上下の端部は曲げモーメントが大きいので避け、床（梁上端）から500mm以上、梁下から H₀/4 の範囲を外した中間部＝カ（キは床から500mm以内）

横座屈補剛材は、梁に元たわみ（初期の曲がり）があっても補剛の効果が保てるように、十分な耐力と剛性をもたせる。

長期荷重による梁のたわみは、通常スパンの1/300以下、片持ち梁は1/250以下とする（日本建築学会 鋼構造設計規準）。

露出柱脚のせん断力は、ベースプレート下面とモルタル・コンクリートの摩擦力か、アンカーボルトの抵抗力で伝わるものとして算定する。

角形鋼管柱に筋かいを取り付けると、鋼管の板が面外に変形しやすいので、ダイアフラムなどで内部・外部を十分に補強する。

片面溶接の部分溶込み溶接は、ルート部に引張応力がかかると割れやすいので、偏心による付加曲げでルート部が引張りになる箇所には使わない。

母材の間の角度が60度未満、又は120度を超える隅肉溶接は、のど厚が確保しにくいので、応力を負担させない。

浮き錆を取り除いた赤錆面（自然発錆）は、すべり係数0.45以上を確保できる表面処理（公共建築工事標準仕様書 令和4年版 7.4.2）。

両面を摩擦面として処理したフィラープレートは、母材の鋼種にかかわらず、400N/mm²級の鋼材でよい。

極めてまれな地震に対しては、柱より梁に先に塑性ヒンジができ、全体の階が一様に塑性化する（全体崩壊形）ように計画するのが望ましい。

免震構造は、建築物の固有周期を長くして、地震動の周期との共振を避け、揺れを小さくする。

制振構造は、大地震には制振装置（ダンパーなど）を各層に分散して配置し、暴風時の居住性には頂部に集中配置する（TMD など）ことが多い。

固有周期の短い（剛な）建築物は、地面とほぼ一体に揺れ、最大応答加速度は地面の最大加速度より大きくなる。

RC造の第2次診断法は、梁の変形能力などは考えず、柱と壁の強さと変形能力（靱性）から耐震性能を判定する方法。

耐震スリットは、設計で考えていなかった腰壁・垂れ壁などが柱を短柱にして悪影響を与えるのを防ぐため、壁と柱の間などに設ける構造目地。

耐震壁の開口部をふさぐ・壁を厚くするといった補強は、保有水平耐力を増して、強度で地震力に抵抗させる補強に向く。

木造住宅の一般診断法は、壁や柱の耐力に、耐力要素の配置などによる低減係数と劣化度による低減係数を掛けて、保有する耐力を算定する。

木材をつくる細胞壁そのものの比重（真比重）は、樹種によらずほぼ一定（約1.5）。樹種で比重が違うのは、空隙の割合が違うため。

スギ・ヒノキなどの針葉樹は軟木と呼ばれ、加工しやすく、まっすぐで長い材がとれるので構造材に適している。

木杭は、腐朽を防ぐため常水面下に設ける（建築基準法施行令第38条第6項。平家建ての木造建築物に使う場合を除く）。

構造用集成材は、繊維方向・積層方向などによって強度性能が異なる（異方性がある）。

調合強度は、調合管理強度に、強度のばらつきを考えた割増しを加えた値なので、調合管理強度より大きい。

コンクリートの圧縮強度は、曲げ強度（圧縮強度の1/5〜1/8程度）よりずっと大きい。

乾燥収縮は、主に水が蒸発して起こるので、単位水量が少ないほど小さい。

ヤング係数は、気乾単位容積質量（重さ）が大きいほど、また強度が大きいほど大きい。

ポルトランドセメントには、急に固まらないよう凝結時間を調整するため、せっこうが加えられている。

膨張材を使うと、硬化するときにわずかに膨張し、乾燥収縮によるひび割れを減らせる。

高炉スラグ微粉末を使うと、組織が緻密になり、水密性や化学抵抗性が向上する。

流動化剤は、硬化後の強度や耐久性に影響を与えずに、打込み時の流動性を高める。

鋼材のヤング係数は、種類や強度にかかわらず約2.05×10⁵N/mm²で、SN400とSS400で同じ。

鋼材の比重は約7.85、アルミニウムは約2.7なので、約3倍。

建築構造用耐火鋼（FR鋼）は、高温での強度を高め、600℃での降伏点が常温の規格値の2/3以上あることを保証した鋼材。

鋼材はふつう伸びや絞りを伴って破断する（延性破壊）が、低温や切欠きがある所に衝撃がかかると、脆性破壊しやすい。

セラミックタイルは吸水率で区分され、Ⅰ類（3％以下）がⅡ類（10％以下）・Ⅲ類（50％以下）より吸水率が低い。

合成樹脂調合ペイントはアルカリに弱いので、コンクリート面やモルタル面には向かない（木部・鉄部に使う）。

大谷石は凝灰岩の一種で、軟らかく加工しやすく、耐火性に優れる。

複層ガラスは、板ガラスの間の中空層に乾燥空気を封入したもので、断熱性が高く結露防止に有効。

木毛セメント板は、ひも状の木片（木毛）とセメントを加圧成形した板で、保温性・耐火性・吸音性があり、壁や天井の下地に使われる。

チタンは、耐食性や意匠性に優れ、屋根や内外壁に使われる。

ガルバリウム鋼板（アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板）は耐食性に優れ、断熱材などを裏打ちしたものが屋根や外壁に使われる。

スレート波板は、セメント・補強繊維・混和材に水を混ぜて波形に成形したもので、屋根や外壁に使われる。