【過去問題】平成30年 一級建築士 建築構造 全30問【解答・解説付】※完全無料

断面は、外形が幅4a・せい6a、厚さaの中空の長方形。図－2より、上から5aが圧縮、下のaが引張り（中立軸は下のフランジの上面）。
・圧縮側：両側のウェブ 2a×4a＝8a²と上のフランジ4a²で、12a²
・引張側：下のフランジ 4a×a＝4a²
・N＝(12－4)a²×σ_y＝8a²σ_y
・M（図心まわり）：ウェブ（図心から下へ2a〜上へ2a）は図心について対称なので0。上のフランジ（2a〜3a）は 4a×(9a²－4a²)/2＝10a³、引張側の下のフランジも同じ向きに10a³。M＝20a³σ_y

・梁A（片持ち梁、長さl）：δ_A＝P_Al³/(3EI)
・梁B（単純梁、スパン2l、中央に荷重）：δ_B＝P_B(2l)³/(48EI)＝P_Bl³/(6EI)
・等しいとおくと P_A/3＝P_B/6 → P_A：P_B＝1：2

両方の柱脚がピン、頂部がヒンジの3ヒンジの骨組（静定）。柱の高さl、頂部は柱頭からl/2 上。
・左の柱脚まわりのモーメント：P×l＝（右の柱脚の鉛直反力）×2l → 右の鉛直反力は上向きP/2
・頂部のヒンジで右半分を切り、曲げモーメント0の条件：(P/2)×l（水平距離）＝（右の水平反力）×(l＋l/2) → 右の水平反力はP/3（左向き）
・水平のつり合いから、左の柱脚の水平反力は P－P/3＝2P/3（左向き）
・A点（左の柱頭）の曲げモーメント＝2P/3×l＝2Pl/3

柱のせん断力＝（柱頭と柱脚の曲げモーメントの和）÷階高。梁の端の曲げモーメントは、節点で柱の曲げモーメントとつり合う。
・2階の柱：(140＋100)/4＝60kN が2本 → P₂＝120kN
・1階の柱：(180＋220)/4＝100kN が2本で200kN → P₁＝200－120＝80kN（選択肢1は正しい）
・2階の梁：端の曲げモーメントは 100＋180＝280kN・m → Q_B＝(280＋280)/8＝70kN（選択肢2は正しい）
・R階の梁：(140＋140)/8＝35kN → 1階右側の柱の軸方向圧縮力 N_C＝35＋70＝105kN（選択肢3は正しい）
・柱脚の下の1階の梁（両端ピン支点）：(220＋220)/8＝55kN → 右側の支点の鉛直反力 V＝105＋55＝160kN（120kN ではない。全体のつり合い 120×8＋80×4＝V×8 からも160kN）

・部材A：上の層を水平に切り、上の部分の水平のつり合いを考える。上の荷重Pを打ち消すのは斜材Aの水平成分（斜材は45°）なので、N_A×(1/√2)＝－P → N_A＝－√2P（圧縮）
・部材B：下の層を水平に切り、上の部分について、下の層の斜材と右の柱材が交わる右側の中間の節点まわりのモーメントを考える。荷重P（高さ6m、その節点から3m上）だけがモーメントを生じるので、P×3m＝N_B×3m → N_B＝＋P（引張り）

剛体は、浮き上がるとき、水平力の向きの側の下の角を中心に回転しようとする。
・転倒させるモーメント：F×500mm（重心の高さ）
・抵抗するモーメント：W×150mm（重心から回転の中心となる角までの水平距離＝幅300mmの半分）
・浮き上がり始めるのは両者が等しいとき：F×500＝W×150 → α＝F/W＝150/500＝0.30

最下層ではA_i＝1 なので、C_i＝Z・R_t・A_i・C₀＝1.0×0.9×1×0.2＝0.18。

鉄骨造又は木造の建築物の設計用一次固有周期は、T＝0.03h（h：高さ）で算出できる。

A_iは、上の階ほど大きくなる。

多雪区域の地震時には、短期の積雪荷重を0.35倍に低減して加える（建築基準法施行令 第82条第二号）。

百貨店の屋上広場の積載荷重は、建築基準法施行令 第85条第1項の表の（八）により、（四）（百貨店又は店舗の売場）の数値による。

一般的な鉄筋コンクリートの単位体積重量は、コンクリートの単位体積重量に鉄筋の分として1kN/㎥を加えた値とできる。

標準せん断力係数は0.2以上。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建築物は0.3以上とする（建築基準法施行令 第88条第2項）。

軸組の両面に同じ構造用合板を張った耐力壁の倍率は、片面の倍率の2倍（両面の和）とできる。

引張力だけを負担する筋かいは、厚さ1.5cm以上・幅9cm以上の木材でよい（建築基準法施行令 第45条第1項）。

1階と2階は同じ平面なので、どの側端部分も同じ係数で必要壁量を求める。壁率比では係数が打ち消し合うので、（存在壁量）÷（側端部分の床面積）で比べればよい。存在壁量は（耐力壁の長さ）×倍率2。
・X方向（Y方向の両端から8m×1/4＝2mの部分）：上側（幅4m×2m＝8㎡）のX方向の耐力壁は上辺の1m＋1m＝2m → 4m÷8㎡＝0.5。下側（幅8m×2m＝16㎡）は下辺の1m＋1m＝2m → 4m÷16㎡＝0.25。壁率比＝0.25/0.5＝0.5
・Y方向（X方向の両端から2mの部分）：左側（2m×4m＝8㎡）のY方向の耐力壁は左辺の1m＋1m＝2m → 4m÷8㎡＝0.5。右側（2m×8m＝16㎡）は右辺の1m＋2m＋1m＝4m → 8m÷16㎡＝0.5。壁率比＝1.0

地震時に水平力を受けるラーメンの柱は、柱頭と柱脚の曲げモーメントが大きいので、曲げひび割れはそこに発生しやすい。

帯筋によるコンクリートの拘束が大きいほど、柱の圧縮耐力は大きく、最大耐力後の耐力低下も緩やかになる。

柱梁接合部のせん断耐力は、接合部の有効幅に比例するので、取り付く梁の幅を大きくすると大きくなる。

標準フックの余長は、180°で4d以上、135°で6d以上、90°で8d以上で、折曲げ角度が小さいほど長い。

横補強筋で拘束されていない部分に定着する場合は、拘束されたコア内に定着する場合より必要定着長さが長い。

柱梁接合部を通し配筋する梁主筋は、引張強度が高いほど付着の負担が大きくなるので、必要な柱せいは大きくなる。

開口のある耐力壁は、許容せん断力だけでなく、せん断剛性も開口の大きさに応じた低減率を考えて計算する。

両側スラブ付き梁の曲げ剛性は、スラブの協力幅を考えたT形断面として算定する。

梁端部の断面算定では、柱面位置の曲げモーメント（フェイスモーメント）を用いてよい。

崩壊形に達したときの梁の平均せん断応力度を小さくする（せん断に余裕をもたせる）と、塑性変形能力が確保できる。

耐力壁も、崩壊形に達したときの平均せん断応力度を小さくすると、塑性変形能力が確保できる。

耐力壁の水平耐力の比率β_uが小さいほどD_sは小さくなる（昭和55年建設省告示第1792号）。

溶接金属の性質は施工条件に左右されるので、溶接部の強度を下げないよう、パス間温度を規定値以下に管理する。

溶接継目ののど断面の長期許容せん断応力度は、完全溶込み溶接でも隅肉溶接でも同じ F/(1.5√3)（建築基準法施行令 第92条）。

ノンスカラップ工法は、スカラップ底からの破断を防ぐので、塑性変形能力の向上が期待できる。

H形鋼の柱・梁の幅厚比の上限値は、フランジよりウェブのほうが大きい。

横補剛材は、強度だけでなく、横座屈を拘束できる十分な剛性が必要。

横補剛の方法には、梁全長にわたって均等間隔に設ける方法と、主として梁端部に近い部分に設ける方法などがある。

高力ボルト摩擦接合は、部材間の摩擦力で応力を伝える機構で、ボルト軸部の支圧は期待しない。

せん断力と引張力を同時に受ける高力ボルトの許容せん断応力度は、引張応力度に応じて低減する（建築基準法施行令 第92条の2第2項）。

二面摩擦の許容せん断応力度（0.6T₀）は、一面摩擦（0.3T₀）の2倍。

ルート2 では、筋かいの水平力分担率に応じて地震時の応力を割り増して許容応力度計算を行う。

ルート3 では、筋かいの有効細長比や柱・梁の幅厚比などから部材群の種別を決め、D_sを算出する。

冷間成形角形鋼管柱に筋かいを取り付ける場合は、鋼管に局部的な変形が生じないよう補強する。

土粒子の粒径は、シルト（0.005〜0.075mm）のほうが粘土（0.005mm未満）より大きい。

N値が同じ（10程度）なら、許容応力度は一般に粘性土地盤のほうが砂質土地盤より大きい。

支持力係数は、内部摩擦角が大きいほど大きくなる。

細砂層を支持地盤とする直接基礎では、その下の厚い粘性土層にも応力が及ぶので、粘性土層の許容応力度と圧密沈下量も検討する。

砂礫層を支持層とする杭基礎では、粘性土層の圧密沈下による負の摩擦力を検討する。

細砂層が液状化するおそれがある場合は、液状化層の水平地盤反力係数を低減して杭を設計する。

擁壁底版の直上の土の重量は、擁壁と一体になって働くので、転倒に対する抵抗要素として考慮する。

底版と地盤の間の滑動抵抗力を、土圧などの水平成分の1.5倍以上とするように設計すれば、使用限界状態での変形などの検討は省略できる。

底版の底面に突起を設けると、滑動抵抗を大きくできる。

耐力壁の面外座屈を防ぐため、鉛直支点間距離に対する耐力壁の厚さの比の最小値が規定されている。

コンクリートの設計基準強度を高くすると、必要壁量を小さくできる。

階高が3.5mを超える場合は、保有水平耐力計算で安全性を確かめる（平成13年国土交通省告示第1026号）。

鋼材ダンパーは、金属の塑性変形能力を利用してエネルギーを吸収する。

免震建築物の性能はアイソレータとダンパーの組合せで決まり、ダンパーのエネルギー吸収量が少ないと免震層の応答変位が過大になることがある。

機械式継手は継手部の外径が鉄筋径より大きいので、継手部に配置するせん断補強筋の外面から必要なかぶり厚さを確保する。

腰壁と柱の間に完全スリットを設けると、柱は腰壁に拘束されないので、柱の剛性評価では腰壁の影響を無視できる。

高強度コンクリートや高強度鉄筋の実用化などで、高さ100mを超える鉄筋コンクリート造の建築物が建設されている。

屋根の縁の部分は、風の剥離で局部的に大きな負圧が生じるので、吹上げ力は中央より縁のほうを大きくする。

鉄骨造で張り間方向を純ラーメン、桁行方向をブレース架構とする場合、方向別に異なる耐震計算ルートを採用してよい。

せん断耐力を計算する場合のせん断補強筋の材料強度は、JIS規格品でも基準強度の割増しをしない（せん断破壊に余裕をもたせる）。

保有水平耐力は、崩壊形を形成するときの各階の柱・耐力壁・筋かいが負担する水平せん断力の和としてよい。

ダンパーのエネルギー吸収効率は、一般に、間柱型よりブレース型のほうがよい（間柱型は梁などの変形でダンパーの変形が小さくなりやすい）。

二次形状係数S₂（ゴム直径÷全ゴム層厚）は、主に座屈荷重や水平剛性に関係する。

CFT 柱は塑性変形能力が優れているので、軸力比の制限や鋼管の幅厚比の制限を緩和できる。

木材腐朽菌の繁殖条件（酸素・温度・水分・栄養源）のいずれか一つを欠けば、腐朽を防げる。

木材は含水率25〜35％を境に腐朽しやすくなるので、構造用製材（未仕上げ材）の含水率は25％以下とされている。

心材は辺材より耐腐朽性に優れているので、腐朽しやすい箇所には心材の多い木材を使う。

AE剤で連行された独立した無数の気泡が凍結時の膨張圧を和らげるので、凍結融解作用に対する抵抗性が増す。

形状が相似なら、供試体の寸法が小さいほど圧縮強度は大きく出る（寸法効果）。

コンクリートの引張強度は、圧縮強度が大きいほど大きい。

炭素量が多くなるほど、鋼材は硬くなり、破断までの伸びは小さくなる。

低降伏点鋼 LY225 は、SS400 より降伏点が低く延性が高いので、履歴型の制振ダンパーに使われる。

SN490B（板厚12mm以上）は、降伏点（耐力）の上限値と下限値が規定されている。

耐震性を高める方法には、強度を大きくする、塑性変形能力を高める、上部構造を軽くするなどがある。

銑鉄の製造時に出る高炉スラグを使った高炉セメントは、環境に配慮した材料。

鉄筋コンクリート造の耐久性を高めるには、設計基準強度を高くする、かぶり厚さを大きくするなどの方法がある。