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

・弾性範囲（M≦M_y）の中立軸は、断面の図心を通る。フランジ（300×100＝30,000mm²、図心は下縁から350mm）とウェブ（100×300＝30,000mm²、図心は下縁から150mm）から、図心＝(30,000×350＋30,000×150)÷60,000＝250mm
・全塑性状態（M＝M_p）の中立軸は、圧縮側と引張側の面積が等しくなる位置（断面積を2等分する線）。全断面積60,000mm²の半分の30,000mm²はウェブ全体と同じなので、中立軸はウェブとフランジの境目で、下縁から300mm

中央たわみは Pl³/(48EI) で、断面二次モーメントIに反比例する。接触面に摩擦がないので、梁B・Cの各部材は別々に曲がり、Iは各部材の和になる。
・梁A（2a×2aの一体の断面）：I＝2a×(2a)³/12＝4a⁴/3
・梁B（幅a・せい2aを横に2本）：I＝2×a×(2a)³/12＝4a⁴/3（Aと同じ）
・梁C（幅2a・せいaを上下に2枚）：I＝2×2a×a³/12＝a⁴/3（Aの1/4）
よって δ_A：δ_B：δ_C＝1：1：4。

・片持ち部分AB：付け根Bの曲げモーメントは 10P×l＝10Pl
・これを節点Bで、右の梁（2EI、長さl、他端固定）と柱（3EI、長さl、他端固定）が剛度の比2：3で分け合う → 梁 10Pl×2/5＝4Pl、柱 10Pl×3/5＝6Pl
・固定端には1/2が到達する → 梁の右端 2Pl、柱脚 3Pl（いずれもB側とは反対側が引張り）
10Pl・4Pl・2Pl・6Pl・3Pl となる図の1が正しい。

層間変位＝層せん断力÷その層の水平剛性。
・2層の層せん断力は2P（R階の荷重）→ δ₂＝2P/K
・1層の層せん断力は 2P＋P＝3P → δ₁＝3P/(2K)
・δ₁：δ₂＝3/2：2＝3：4

部材は一辺2lの正三角形で組まれ、高さは√3l。左の支点はローラー（鉛直反力だけ）、右上の支点はピン。
・右のピン支点まわりのモーメント：左の支点の鉛直反力×7l＝P×4l（A点の荷重）＋P×2l → 左の支点の反力＝6P/7
・部材ＡＢを含むパネルを鉛直に切り、左側の部分の鉛直のつり合いを考える。左側に働く鉛直の力は、反力6P/7（上向き）、A点の荷重P（下向き）、部材ＡＢの鉛直成分。ＡＢは水平と60°をなすので、鉛直成分は軸方向力×(√3/2)
・6P/7－P＝－P/7 を部材ＡＢが支えるので、N_AB＝－(P/7)×2/√3＝－2P/(7√3)（圧縮）

判別式 m＝n（反力の数）＋s（部材の数）＋r（剛節の数）－2k（節点の数）で、m＝0なら静定。
1：反力3（ピン2・ローラー1）、部材4（柱2・梁・斜材）、剛節0、節点4 → 3＋4＋0－8＝－1（不安定）
2：反力5（ピン2・固定3）、部材4、剛節0、節点4 → 5＋4＋0－8＝1（1次不静定）
3：反力4（ピン2・ピン2）、部材4、剛節0、節点4 → 4＋4＋0－8＝0（静定）
4：反力6（固定3・固定3）、部材4（右の柱はヒンジで2本）、剛節1（右上の隅）、節点5 → 6＋4＋1－10＝1（1次不静定）

速度圧は q＝0.6EV₀² で、基準風速の2乗に比例する（建築基準法施行令 第87条第2項）。

基準風速は、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分間平均風速に相当する値。

ガスト影響係数は、地表面が粗い（都市化が著しい）ほど風の乱れが大きいので大きくなる（平成12年建設省告示第1454号）。

多雪区域以外の積雪の単位荷重は、積雪量1cmごとに1㎡につき20N以上（建築基準法施行令 第86条第2項）。

地下部分の地震力は、その部分の固定荷重と積載荷重の和に水平震度を乗じて計算する（建築基準法施行令 第88条第4項）。

C_i＝Z・R_t・A_i・C₀なので、固有周期が長くR_tが小さい場合やZが小さい場合は、C_iがC₀より小さくなることがある。

風圧力に対する2階の必要壁量は、2階の床面から高さ1.35mを超える部分の見付面積に所定の数値を乗じて求める（建築基準法施行令 第46条第4項）。

存在壁量は（壁倍率）×（耐力壁の長さ）なので、2×9m＝18m、3×6m＝18m で同じ。

筋かいと構造用合板を併用した軸組の倍率は、それぞれの倍率の和（5を超えない範囲）で、1.5＋2.5＝4。

柱の所要断面積の1/3以上を欠き取る場合は、その部分を補強する（建築基準法施行令 第43条第4項）。金物で補強するのは適当。

小屋組の振れ止めは、国土交通大臣が定める基準に従った構造計算で安全を確かめた場合は、設けなくてよい（建築基準法施行令 第46条第3項ただし書）。

柱の小径は、国土交通大臣が定める基準に従った構造計算で安全を確かめた場合は、横架材の相互間の垂直距離に対する割合によらなくてよい（建築基準法施行令 第43条第1項ただし書）。

耐力壁は壁筋が細く、付着割裂破壊が起きにくいので、その検討は一般に省略できる。

コンクリートの強度を高めて軸方向応力度の比（軸力比）を小さくすると、柱のせん断圧縮破壊を防ぎやすい。

柱梁接合部の帯筋比は0.2％以上とするので、0.3％以上は適当。

せん断補強に用いる鉄筋の長期許容引張応力度は、F/1.5 で195N/mm²が上限なので、SD295A から SD345 に変えても大きくならない（建築基準法施行令 第90条）。

上端筋はブリーディングの影響で付着が弱くなるので、許容付着応力度は下端筋より小さい。

圧縮側の主筋は、長期荷重によるクリープたわみを抑える効果がある。

断面内に打継ぎ部がある基礎梁では、必要な定着長さを確保して、あばら筋を基礎梁の側面で重ね継手とすることができる。

片側に床スラブが付く梁では、図－2のようにスラブ側の末端（スラブのコンクリートで拘束される側）なら、必要な余長を確保して90°フックとできる。

長方形孔を設ける梁では、孔の周りにあばら筋（補強筋）を設け、孔の上下に軸方向補強筋を配筋する。

外柱の柱梁接合部では、梁の下端筋は上向きに折り曲げて定着させる。

梁が曲げ降伏する場合、柱梁接合部の設計用せん断力は梁の主筋の降伏による力で決まるので、引張鉄筋量を増やすと大きくなる。

柱梁接合部の許容せん断力は、コンクリートの設計基準強度を高くすると大きくなる。

小梁と水平ブレースでトラスを組み床面の水平せん断力を伝える場合、小梁は軸方向力も受ける部材として検討する。

角形鋼管の柱は横座屈を生じないので、許容曲げ応力度を許容引張応力度と同じ値にできる。

圧縮材の中間支点の横補剛材は、許容応力度設計では、圧縮力の2％以上の集中力が加わるものとして設計する。

幅厚比の上限値は√(235/F) に比例するので、F値が大きいほど小さくなる。

H形鋼の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。

筋かい（炭素鋼）の保有耐力接合では、端部と接合部の破断耐力を、軸部の降伏耐力の1.2倍以上とする。

梁フランジを通しダイアフラムに突合せ溶接する場合は、梁フランジがダイアフラムの板厚の内側に納まるように溶接する（食い違いを生じさせない）。

肌すきが1mm以内なら、フィラープレートを入れずにそのまま締め付けてよい。

最小縁端距離は、手動ガス切断縁のほうが自動ガス切断縁より大きい（自動ガス切断縁のほうが小さい）。

ルート1-2 でC₀を0.3として、柱の応力を割り増して検討した場合は、層間変形角・剛性率の確認は要らない（偏心率などは確認する）。

ルート2 では、最上階の柱頭と1階の柱脚を除く接合部で、柱の曲げ耐力の和を梁の曲げ耐力の和の1.5倍以上とする。

ルート3 で局部崩壊メカニズムとなった場合は、柱の耐力を低減して算定した保有水平耐力が必要保有水平耐力以上であることを確かめる。

液状化の判定が必要な土層は、一般に、地表面から20m程度以浅の沖積層の飽和砂質土層。

根切り底の盤ぶくれは、不透水層の下にある被圧水の水圧で底面が押し上げられて起きる。

一軸圧縮試験は、粘性土の強度や変形係数を調べる簡便な方法で、実用性が高い。

上部地盤が液状化するおそれがある場合は、杭の水平抵抗が下がらないよう、地盤改良などの対策を行う。

上部地盤が沈下するおそれがある場合は、杭が地盤から突き出る影響を考えて、水平抵抗を検討する。

杭の長さが違うと杭頭の水平剛性が違うので、地震時に各杭が負担する水平力は杭長に応じて異なるものとして設計する（短い杭ほど剛性が高く、負担が大きい）。

直接基礎の即時沈下は、粘性土・砂質土とも、ヤング率とポアソン比を適切に設定した弾性体と仮定して計算してよい。

杭の引抜き抵抗力の計算では、長期・短期とも、杭の有効自重（自重から浮力を引いた値）を考慮できる。

杭に作用する水平力は、地上部分の高さと基礎スラブの根入れ深さに応じて、一定の範囲で低減できる。

プレキャスト部材を圧着接合する場合、継目に生じるせん断力は、プレストレスによる摩擦抵抗で伝えるように設計する。

ポストテンションの定着部では、支圧破壊を避けるため、耐圧板とコンクリートの接触面積を広くする。

防錆材で被覆したアンボンドの緊張材を使う場合は、シース内にグラウトを注入しなくてよい。

頭付きスタッドの設計用の水平せん断力は、曲げ終局時に合成梁の各断面に働く圧縮力と引張力の関係から計算できる。

地震時に引張力が生じる SRC 造の最下階の鉄骨柱脚は、原則として埋込み形式とする。

SRC 柱のせん断終局耐力は、鉄骨部分と鉄筋コンクリート部分それぞれの「曲げで決まる耐力」と「せん断で決まる耐力」の小さいほうを求め、その和とできる。

免震構造では、免震層の剛心を上部構造の重心に合わせやすいので、質量や剛性の偏りによるねじれ変形が抑えられる。

粘性ダンパーは速度に応じた減衰力を発揮し、免震層の過大な変形を抑える。

積層ゴムの水平剛性は、面圧（支持軸力÷水平断面積）の大きさによって変化する（面圧が大きいと水平剛性は下がる）。

ダンパーは、建築物全体の耐力分布や振動性状を踏まえて、適切に配置する。

オイルダンパーは速度に比例した抵抗力を出すので、揺れが小さい段階から制振効果を発揮する。

鋼材や鉛などの金属製の履歴型ダンパーは、塑性化によるエネルギー吸収を利用するので、安定した復元力特性と十分な疲労強度が必要。

純ラーメンでは、地震時の柱の軸方向力の変動（転倒モーメントによる）は、中柱より外柱のほうが大きい。

腰壁と柱の間に完全スリットを設けても、腰壁付き梁の剛性には腰壁の影響を考える。

構造特性係数D_sは、架構が靱性に富むほど小さくできる。

木表は木裏より乾燥収縮率が大きいので、木表側に凹に反る。

同じ乾燥状態なら、密度が大きいものほど強度が高い。

気乾状態から繊維飽和点までは、含水率が大きくなるほど弾性係数は小さくなる。

水セメント比が小さいほど圧縮強度は高い。

圧縮強度が高いほどヤング係数は大きい。

単位セメント量が少ないほど水和熱が小さく、温度ひび割れは発生しにくい。

SN材 C種は、B種の規定に加えて板厚方向の絞り値の下限が定められ、通しダイアフラムなど板厚方向に大きな引張力を受ける部材に使われる。

一定以上の板厚の BCR295 には、降伏比の上限値が定められている。

SUS304A は明確な降伏点がないので、0.1％オフセット耐力をもとに基準強度が定められている。

設計グレードを高く設定して高品質を求めることが、必ずしもよい設計とはいえない（目的やコストとの釣合いが大切）。

荷重や外力は性質が多様で扱いが難しいので、法規や規準は扱いやすいように便宜的な数値で示している。

高さ方向の剛性や耐力の分布が不連続な場合は、剛性率に基づいて安易に保有水平耐力を割り増すのではなく、振動性状や崩壊過程を十分に考えて計画する。