【過去問題】令和2年 二級建築士 建築構造 全25問【解答・解説付】※完全無料

・断面A：縦の板（幅2・高さ10）2枚と、中央のウェブ（長さ6・高さ2）。どれも図心が X軸上にあるので、2×(2×10³/12)＋6×2³/12＝333.3＋4.0≒337cm⁴
・断面B：外形（幅10・高さ10）から、ウェブの両側の空き（幅4×2＝8・高さ6）を引く。(10×10³－8×6³)/12＝(10,000－1,728)/12≒689cm⁴
断面積は同じでも、X軸から遠い所に材料が多いBのほうが大きい。

・最大曲げモーメント（固定端）：M＝wl²/2
・断面係数：Z＝bh²/6
・最大曲げ応力度：σ＝M/Z＝(wl²/2)×(6/bh²)＝3wl²/(bh²)

荷重の合計はどちらも12kNで左右対称なので、支点の反力はどちらも6kNで変わらない。

最大曲げモーメントは、図－1が PL/4＝12×6/4＝18kN・m、図－2が wL²/8＝2×6²/8＝9kN・mで小さくなる。

C点のたわみは、図－1が PL³/48EI＝54/EI、図－2が 5wL⁴/384EI＝33.75/EIで小さくなる。

水平方向の荷重がないので、軸方向力はどちらも0で変わらない。

・右の柱：F点から下（F〜D）の曲げモーメントが0なので、D点はローラーで鉛直反力だけ、水平荷重はF点に作用している。C点の 2P＝水平荷重×2m（C〜F）より、水平荷重＝P
・左の柱：A点の水平反力 P（水平荷重とつり合う）×4m＝4P で、B点の値と一致する
・梁：E点の曲げモーメント（右側で考える）＝V_D×2m－P×2m＝2P より、D点の鉛直反力 V_D＝2P
・A点まわりのつり合い：鉛直荷重×2m＝V_D×4m＋P×2m＝8P＋2P より、鉛直荷重＝5P

・左の支点の反力：3kNの荷重は左から3m・右から6mの位置なので、3×6/9＝2kN（上向き）
・中央のパネルを縦に切り、左側を考える。鉛直方向の力をもつ切った部材は斜材Aだけ
・鉛直方向のつり合い：2－3－N/√2＝0 より、N＝－√2kN（圧縮）

P_k＝π²EI/l_k²（一端自由・他端固定は l_k＝2l）。材質と材端条件が同じなので I/l² を比べる（×10⁻⁵ を除く）。
・1：2/2.0²＝0.50（最大）
・2：3/2.5²＝0.48
・3：4/3.0²≒0.44
・4：5/3.5²≒0.41
・5：6/4.0²≒0.38

地盤が著しく軟弱な区域として指定された区域内の木造の建築物の標準せん断力係数 C_o は、0.3以上（建築基準法施行令第88条第2項）。

岩盤・硬質砂れき層などで構成される地盤は、第一種地盤（硬い地盤）とする（昭和55年建設省告示第1793号）。

地下部分の水平震度 k≧0.1(1－H/40)Z は、深さ20mまで、深くなるほど小さくなる（同令第88条第4項）。

地震地域係数 Z は、過去の震害の程度や地震活動の状況などに応じて、1.0〜0.7の範囲で地域ごとに定められている（昭和55年建設省告示第1793号 第1）。

風圧力＝速度圧×風力係数、風力係数＝外圧係数－内圧係数。
・A点は風上の壁：外圧係数0.8、内圧係数－0.2
・風力係数：0.8－(－0.2)＝1.0
・風圧力：1,000N/㎡×1.0＝1,000N/㎡（壁を内側へ押す向き）

直接基礎の鉛直支持力は、原地盤の地盤定数による支持力式か、平板載荷試験の結果によって算定する。

直接基礎と杭基礎の混用は、沈下の性状が違い不同沈下の原因になるので、原則として避ける。

基礎の固定荷重には、基礎各部の自重のほか、基礎スラブ上部の土被りの重量を考慮する。

直接基礎の底盤は、支持地盤以下とし、表土層より下で、土の含水変化や凍結のおそれの少ない深さとする。

真束は、洋小屋（トラス）の中央に立てて、棟木や合掌を受ける部材。

長押は、鴨居の上に水平に取り付ける和室の化粧の造作材。

面戸板は、垂木と垂木の間で、野地板と軒桁の間にできる隙間をふさぐ板。

転び止めは、合掌の上に母屋を取り付けるとき、母屋が移動・回転しないように留める部材。

地震力に対する必要壁量（床面積に乗ずる数値）は、屋根や壁の重さ（重い屋根・軽い屋根）によって異なる（建築基準法施行令第46条第4項の表2）。

風圧力に対する見付面積に乗ずる数値は、一般の区域で50cm/㎡で、平家建てと2階建ての2階部分で同じ（同項の表3）。

枠組壁工法の耐力壁線で囲まれた部分の水平投影面積は40㎡以下。床版の枠組材と床材を緊結する部分を有効に補強すれば60㎡以下とできる（平成13年国土交通省告示第1541号 第一第六号）。

上下階の耐力壁線が一致しない場合は、上階の壁からの鉛直力などが床版を通して下階に伝わるように設計する。

土台の継手の付近では、継手の上木（上側の材）を押さえるように、上木側の端部近くにアンカーボルトを設ける。

柱の上下端と横架材の接合部は、ほぞ差しなどで、せん断力を伝えられる仕口とする。

鋼製の接合金物は、火災で加熱されると急に耐力が下がるので、大規模木造では木材の内部に埋め込んで、木材で覆って守る。

燃えしろ設計は、燃えしろを除いた有効断面で許容応力度等計算を行う。

縦筋はコンクリートブロックの空胴部内で継いではならないが、溶接接合などの場合は継いでよい（同令第62条の6第2項ただし書）。

耐力壁の端部や隅角部を、場所打ちコンクリートで形成する構造とするのは適当。

各階の壁頂に鉄筋コンクリート造の臥梁を設け、耐力壁を一体にして地震力などに抵抗させる（同令第62条の5）。

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）。

柱の主筋の断面積の和は、コンクリートの断面積の0.8％以上とする（建築基準法施行令第77条第六号）。

スパイラル筋は、コンクリートを連続して拘束するので、柱の靱性の確保に有効。

あばら筋は、梁のひび割れの伸展を防ぎ、せん断終局強度と靱性を確保するのに有効。

壁板の厚さが200mm以上の壁は、壁筋を複配筋（ダブル配筋）とする。

重ね継手は、部材の応力や鉄筋の応力度の小さい所に設ける。

柱の帯筋比（せん断補強筋比）は0.2％以上とする（建築基準法施行令第77条第四号）。0.2％は満たしている。

梁の圧縮鉄筋は、クリープたわみの抑制と靱性の確保に有効なので、全スパンを複筋梁とする。

内柱の柱梁接合部を通し配筋とする場合は、地震時に大梁主筋の付着応力が大きくなるので、付着応力度の検討を行う。

埋込み形式の柱脚の埋込み深さは、柱幅（見付け幅の大きいほう）の2倍以上とする（平成12年建設省告示第1456号 第三号）。

引張材の有効断面積は、ボルト孔などの断面欠損を差し引いて算出する。

トラスの弦材の構面内の座屈長さは、節点間距離とすることができる。

H形鋼が弱軸まわりに曲げを受ける場合は、横座屈は生じないので考慮しなくてよい。

片面溶接の部分溶込み溶接は、付加曲げでルート部に引張応力がかかる所には使わない。

突合せ溶接と隅肉溶接を併用する場合は、各溶接継目の許容耐力に応じて応力を分担させることができる。

応力を伝える重ね継手の溶接は、原則として2列以上の隅肉溶接とする。

山形鋼や溝形鋼をガセットプレートの片側だけに接合すると、力の作用線がずれるので、偏心の影響を考えて設計する。

同じ形・高さなら、鉄骨造はRC造より剛性が低い（柔らかい）ので、固有周期が長い。

RC造は、ひび割れが生じると剛性が下がるので、固有周期が長くなる。

柱と腰壁の間に耐震スリットを設けると、柱が短柱にならず剛性が下がるので、固有周期は長くなる。

免震構造は、免震装置で建物の固有周期を長くして、地震動との共振を避ける。

耐震性は強度と靱性で評価され、靱性が乏しい場合は強度を十分に高くする。

エキスパンションジョイントなど、相互に応力を伝えない構造方法だけで接している部分は、それぞれ別の建築物として構造計算を行う（建築基準法施行令第36条の4）。

層間変形角は、一次設計用の地震力に対して、原則1/200以内とする（同令第82条の2）。

鉄骨造の大梁は、材端部が十分に塑性化するまで、継手で破断しないようにする（保有耐力接合）。

CLT（直交集成板）は、ひき板を幅方向に並べたものを、繊維方向が直交するように積層接着したもの。

スギ・ヒノキなどの針葉樹は軟木と呼ばれ、加工しやすく構造材にも向く。

加圧式防腐処理木材は、薬剤が表面近くにしか浸透していないことが多いので、現場で切断・加工した面は再処理する。

木材の真比重（細胞壁そのものの比重）は樹種によらずほぼ一定（約1.5）で、比重の違いは空隙率の違いによる。

単位水量が少ないほど、乾燥による水の蒸発が少なく、乾燥収縮は小さい。

水セメント比が小さいほどコンクリートは密実で、中性化は遅い。

気乾単位容積質量が大きいほど、ヤング係数は大きい。

コールドジョイント（打ち重ねた部分が一体にならない継目）を防ぐには、先に打ち込んだコンクリートが凝結し始める前に、次のコンクリートを打ち重ねる。

フライアッシュ（球形の微粒子）を使うと、流動性がよくなり、ワーカビリティーが改善される。

高炉スラグ微粉末を使うと、組織が緻密になり、水密性・化学抵抗性が向上する。

膨張材を使うと、乾燥収縮によるひび割れを減らせる。

AE剤の微細な気泡は、凍結融解作用に対する抵抗性を大きくする。

熱間圧延のときに生じる黒皮（ミルスケール）は、鋼の表面の被膜となり、一定の防食効果がある。

鋼材は、炭素量が多くなると硬くなり、引張強さが大きくなる（伸びは小さくなる）。

鋼材の引張強さは、200〜300℃程度で最大になり、それ以上では急に下がる。

建築構造用圧延鋼材（SN材）は、溶接性・塑性変形能力など、建築物に固有の要求性能を考えて規格化された鋼材。

網入り板ガラスは金網を封入した防火用のガラスで、同じ厚さのフロート板ガラスより強度は低い。

型板ガラスは、片面に型模様を付けたガラスで、装飾や透視を避けるために使う。

倍強度ガラスは、熱処理でフロート板ガラスの約2倍の強度にしたもので、割れると大きな破片になり、枠から脱落しにくい。

ガラスブロックは、内部の空気が低圧になっているので、フロート板ガラスより断熱性・遮音性に優れる。

けい酸カルシウム板は、断熱性が高い不燃材料で、防火構造・耐火構造の天井や壁に使われる。

せっこうボードは、火災時にせっこうの結晶水が分解・蒸発する間、温度上昇を抑えるので耐火性に優れる。

ロックウール化粧吸音板は、ロックウールを主原料とした板で、吸音性に加え防火性・断熱性もあり、天井仕上げに使われる。

ALCパネルは軽量で耐火性・断熱性に優れ、外壁や屋根に使われる（吸水しやすいので防水性の仕上げは必要）。