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

断面を、縦の長方形①（20×60＝1,200mm²・図心 x＝10、y＝30）と、右上の正方形②（20×20＝400mm²・図心 x＝30、y＝50）に分ける。全断面積 A＝1,600mm²
・S_y＝1,200×10＋400×30＝24,000mm³ → x₀＝24,000/1,600＝15mm
・S_x＝1,200×30＋400×50＝56,000mm³ → y₀＝56,000/1,600＝35mm

・支点の反力：左 15×2/6＝5kN、右 15×4/6＝10kN
・最大曲げモーメント（荷重点）：M＝5kN×4m＝20kN・m＝20×10⁶N・mm
・断面係数：Z＝bh²/6＝100×200²/6≒666,667mm³
・最大曲げ応力度：σ＝M/Z＝20×10⁶/666,667＝30N/mm²

・左の支点の反力：R_A＝(P×6＋2P×3)/9＝4P/3、右の支点の反力：R_B＝(P×3＋2P×6)/9＝5P/3
・P の位置の曲げモーメント：4P/3×3m＝4P＝8kN・m より、P＝2kN
・確かめ：2P の位置は 5P/3×3m＝5P＝10kN・m で、図－2と一致する

・A点まわりのつり合い：R_B×8m＝60kN×6m より、R_B＝＋45kN（上向き）
・鉛直方向のつり合い：R_A＋R_B＝0 より、R_A＝－45kN（下向き）
・C点のせん断力：梁には鉛直荷重がないので、C点で切って右側を見ると、鉛直方向の力は R_B だけ。Q_C の絶対値＝45kN

・トラスA：左下の節点は2本（左の縦材・下弦材）だけで荷重がないので、2本とも0。上弦の中央の節点は、上弦材2本が一直線なので、中央の縦材が0。合計3本
・トラスB：左上の節点は荷重 P（鉛直）と、上弦材（水平）・左の縦材（鉛直）だけ。水平方向の力は上弦材しかないので、左の上弦材が0。ほかの部材には力が流れる。合計1本
・トラスC：左下の節点は2本（左の縦材・下弦材）だけで荷重がないので、2本とも0。合計2本

・A（両端ピン）：l_A＝1.0×1.5l＝1.5l
・B（一端ピン他端固定）：l_B＝0.7×2l＝1.4l
・C（両端ピン・中央で横移動を拘束）：支点の間の長さ l ごとに座屈するので、l_C＝l
したがって、l_A（1.5l）＞ l_B（1.4l）＞ l_C（l）

設計用一次固有周期 T＝h(0.02＋0.01α) は建築物の高さ h で決まり、R_t と A_i に影響するので、地震力に関係する。

地震力は、その階より上の部分の重量（固定荷重と積載荷重の和）に地震層せん断力係数を乗じて求めるので、積載荷重は地震力に関係する（建築基準法施行令第88条第1項）。

構造種別（木造・鉄骨造の部分の高さの比 α）は固有周期 T の式に入り、地震力に関係する。

地盤周期（地盤の種別から決まる T_c）は、振動特性係数 R_t と A_i の算出に使うので、地震力に関係する。

倉庫業を営む倉庫の床の積載荷重は、実況に応じて計算した値が3,900N/㎡未満でも、3,900N/㎡とする（建築基準法施行令第85条第3項）。

屋根面の積雪量が不均等となるおそれのある場合は、その影響を考慮して積雪荷重を計算する（同令第86条第5項）。

屋根版（構造骨組）に作用する風圧力と、屋根葺き材に作用する風圧力（ピーク風力係数を用いる）とは、それぞれ個別に計算する（同令第87条・第82条の4）。

開放型の建築物で風上側が開放されている場合は、風が建物の中に吹き込み内部の圧力が高まるので、正の内圧係数を用いる（平成12年建設省告示第1454号 第3）。

負の摩擦力（ネガティブフリクション）は、周囲の地盤が杭より大きく沈下するとき、杭の周面に下向きに作用する摩擦力。

圧密は、透水性の低い粘性土が荷重を受け、間隙水を少しずつ排出しながら、長い時間をかけて体積が減少する現象。

液状化は、水で飽和したゆるい砂質土が、振動で間隙水圧が上昇し、せん断抵抗を失う現象。

直接基礎は、基礎スラブからの荷重を、杭を介さずに直接地盤に伝える形式の基礎。

破風板は、切妻屋根や入母屋屋根の妻側に、山形に取り付ける板材。

無目は、鴨居や敷居と同じ位置に設ける、建具用の溝のない部材。

振れ隅木は、平面上、隅木が桁に対して45度にならない（屋根勾配が違う）場合の隅木。

上がり框は、玄関などの上がり口の床の縁に取り付ける化粧材。

ボルト接合は、接合部が降伏する（ボルトが曲がり木材がめり込む）前に、木材の割裂・せん断・引張りなどの脆性的な破壊が生じないように設計する。

釘を打ち込み過ぎて釘頭が合板に深くめり込むと、合板が薄くなって釘が抜けやすくなり、終局耐力や靱性が低下する。

ドリフトピンは座金とナットがないので、ボルト接合のように降伏後に締め付けの効果で耐力が上昇することは期待できず、終局せん断耐力は降伏耐力とほぼ同じになる。

木ねじ接合部は、ねじ部分が木材にかみ合って抜けにくい一方、粘りは小さく、釘接合部に比べて変形性能が小さい。

曲げ材の端部の支持点付近の引張側に設ける切欠きの深さは、材せいの1/3以下とする。

トラス梁は、継手・仕口の変形や弦材の二次曲げ応力などを考慮して、各部材の応力度が許容応力度を超えないように設計する。

胴差の継手は、部材の弱点になるので、できるだけ応力の小さい位置に設ける。

床や屋根などの水平構面の剛性を高くすると、水平力を耐力壁や軸組に確実に伝えられる。

構造耐力上主要な部分のコンクリートの設計基準強度は、18N/mm²以上とする（平成13年国土交通省告示第1026号 第二第一号）。

地階を除く階数が2の建築物の地上階の耐力壁の厚さは、15cm以上とする（同告示 第六第五号イの表一）。階高も3.5m以下（第一第二号）で満たしている。

基礎ばりは一体の鉄筋コンクリート造とする。二以上の部材を組み合わせて部材相互を緊結したもの（プレキャスト部材の一体化）も含まれる（同告示 第四）。

壁ばりの丈（せい）は45cm以上とするが、構造計算で安全を確かめた場合は、この限りでない（同告示 第七第一号ただし書）。主筋は径12mm以上（第七第三号）なので、D13 は満たしている。

柱は、負担する軸方向圧縮力が大きくなるほど、変形能力が下がり、靱性が小さくなる。

梁とスラブを一体に打ち込む場合、梁の剛性は、スラブの有効幅を考慮したT形梁として計算する。

鉄筋コンクリート造の梁は、せいが有効長さの1/10を超える場合を除き、変形・振動による使用上の支障が起こらないことを計算で確かめる（平成12年建設省告示第1459号 第1の表）。

曲げモーメントに対する断面算定では、一般に、コンクリートの引張応力度を無視する（引張りは鉄筋が負担する）。

スラブは短辺方向に多くの荷重を伝える（短い方向のほうが曲がりにくい）ので、短辺方向の鉄筋量が多くなる。

D35以上の太い異形鉄筋は、付着によるコンクリートの割裂が起こりやすいので、原則として重ね継手を用いない（ガス圧接・機械式継手などにする）。

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

鉄筋の径（呼び名の数値）の差が7mmを超える場合は、原則としてガス圧接継手を設けない（日本建築学会 JASS 5）。

根巻き形式の柱脚の根巻き部分（鉄筋コンクリート）の高さは、柱幅の2.5倍以上とする（平成12年建設省告示第1456号 第二号）。

充腹形の梁の断面係数は、引張側のボルト孔を控除した断面で算出する。

圧縮材の有効細長比は、柱で200以下（柱以外は250以下）とする（建築基準法施行令第65条）。

集中荷重の作用点に設けるスチフナは、スチフナとその近くのウェブの有効幅の部分を圧縮材とみなして設計する。

高力ボルト摩擦接合の梁継手は、継手部の曲げモーメントが小さくても、設計用曲げモーメントを梁の降伏曲げモーメントの1/2以上とする。

高力ボルト摩擦接合を溶接より先に施工する場合は、両方の耐力を加算できる（溶接を先にすると、溶接のひずみで摩擦面が密着しないおそれがあるので加算しない）。

かど部で終わる隅肉溶接は、かどを連続してまわして溶接し、まわし溶接の長さは隅肉サイズの2倍を原則とする。

浮き錆を取り除いた赤錆面は、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 平成31年版 7.4.2(1)）。

小梁の剛性が不足すると、小梁のたわみが大きくなり、大梁に沿った床スラブにひび割れが生じやすい。小梁に十分な曲げ剛性を確保する。

ピロティ階の単独柱は、せん断破壊させずに上下端で曲げ降伏するように設計し、直上・直下の床スラブには、水平力を伝えるための十分な剛性と強度を確保する。

木造の柱頭・柱脚の接合部は、耐力壁が終局状態で破壊するまで、先に破壊しないことを確かめる。

鉄骨造の筋かいは、軸部の全断面が降伏するまで、接合部が破断しないようにする（保有耐力接合）。

耐震性能を高める考え方には、強度を高める（強度型）と、ねばり強さ（靱性）を高める（靱性型）がある。

極めて稀に発生する地震動（大地震）に対して、倒壊・崩壊しないようにすることは、耐震設計の目標の一つ。

固有周期 T＝2π√(m/k)。剛性が同じなら、質量が大きいほど長くなる。

偏心率は、偏心距離を弾力半径で割った値で、大きいほどねじれが生じやすく、その階に損傷が集中する危険性が高い（建築基準法施行令第82条の6第二号ロで15/100以下）。

目切れは、製材品の繊維方向が長さ方向に平行でなく、木目が途中で切れていること。強度が低下する。

丸身は、製材品の縁（角）に、樹皮の部分や丸い外周が残っているもの。

死節は、枯れた枝が樹幹に包み込まれてできた節で、まわりの組織と連続していないので抜けやすく、大きな欠点になる。

辺材は、樹幹の外側の、特別な着色のない部分で、立木の状態では含水率が高い。

調合強度は、調合管理強度に、強度のばらつきを見込んだ割増しを加えて決めるので、調合管理強度よりも大きい。

耐久設計基準強度は、計画供用期間の級が「標準」で24N/mm²、「長期」で30N/mm²と、長期のほうが大きい。

コンクリートのヤング係数は、圧縮強度が高いほど（単位容積質量が大きいほど）大きい。

コンクリートの強度は、圧縮強度＞曲げ強度＞引張強度の順で、圧縮強度は曲げ強度よりも大きい。

表乾密度＝表乾状態の質量÷絶対容積＝740kg/m³÷290l/m³≒2.55g/cm³（kg/l は g/cm³ と同じ）。

水セメント比＝単位水量÷単位セメント量×100＝180/300×100＝60.0％。

空気量＝（1m³＝1,000l から、水・セメント・細骨材・粗骨材の絶対容積を引いた残り）÷1,000×100。水の絶対容積は180l（密度1.0）なので、{1,000－(180＋95＋290＋390)}/1,000×100＝4.5％。

練上がりコンクリートの単位容積質量＝水＋セメント＋細骨材＋粗骨材の質量＝180＋300＋740＋1,060＝2,280kg/m³。

伸び＝応力度÷ヤング係数×長さ＝100÷(2.05×10⁵)×10,000mm≒4.9mm で、約5mm 伸びる。

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。

SD345 の「345」は降伏点の下限値（345N/mm²）を表す（JIS G 3112）。

鋼材のヤング係数は、強さや種類（SN材・SS材）によらず、常温でほぼ2.05×10⁵N/mm²で同じ。

積層ゴムは、薄いゴムシートと鋼板を交互に積層接着したもので、免震支承に用いられる。

硬質塩化ビニル樹脂は、耐久性・耐食性に優れ、雨樋や配管材に用いられる。

エポキシ樹脂は、接着性が高く硬化収縮が小さいので、コンクリートのひび割れ補修（注入）に用いられる。

シアノアクリレート系接着剤（瞬間接着剤）は、被着体の表面の微量の水分で瞬間的に硬化するので、迅速な作業が求められる場合に用いられる。

イオン化傾向の異なる金属が接すると、イオン化傾向の大きいほう（鋼材）が腐食しやすい。銅に接する鋼材は腐食しやすい。

ALCパネルは、原料を発泡させて高温高圧蒸気養生（オートクレーブ養生）したもので、1mm程度の独立気泡を多く含み、耐火性・断熱性に優れる。

せっこうボードは、耐火性に優れるが、水に弱く、衝撃にも弱い。

しっくいは、消石灰にすさ・のり・砂などを混ぜて水で練ったもので、空気中の二酸化炭素と反応して固まる気硬性の材料。