【過去問題】令和2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、左右の幅a・せい3aの部分と、中央の幅2a・せいaの部分でできている。図－3より、左端からaが引張り、残りの3aが圧縮。
・引張側：左の部分 a×3a＝3a²
・圧縮側：中央の部分 2a×a＝2a²と右の部分3a²で、5a²
・N＝(5－3)a²×σ_y＝2a²σ_y（圧縮）
・柱脚の曲げモーメント（図心まわり）：中央の部分は図心上にあるので0。左右の部分（3a²ずつ）は図心から1.5aの位置で、M＝3a²×1.5a×2×σ_y＝9a³σ_y
・M＝Qh より、Q＝9a³σ_y/h

図の寸法から、Ａ材はスパン4l（2l＋2l）、Ｂ材はスパン2l（l＋l）の単純梁で、交点はどちらも中央。荷重PをＡ材がP_A、Ｂ材がP_B負担すると、交点のたわみは等しい。
・P_A(4l)³/(48EI)＝P_B(2l)³/(48EI) → P_BはP_Aの8倍
・支点の反力は負担荷重の1/2ずつなので、R_A：R_B＝1：8（短くて硬いＢ材が多く負担する）

梁は剛体なので柱頭は回転しない。柱1本の水平剛性は、柱脚ピンで3EI/h³、柱脚固定で12EI/h³。水平荷重は剛性の比で分かれる。
・左のラーメン：2本とも柱脚ピン → 柱AはP/2
・中央のラーメン：柱B（柱脚ピン）と右の柱（固定）の比は3：12 → 柱Bは P×3/15＝P/5
・右のラーメン：2本とも柱脚固定 → 柱CはP/2
よって Q_A＝Q_C＞Q_B。

図－2の崩壊機構では、左の柱脚（400kN・m）・左の梁端（200kN・m）・右の梁端（200kN・m）・右の柱脚（400kN・m）に塑性ヒンジができる。梁が水平にδ動くとき、左の柱（3m）の回転角はδ/3、右の柱（6m）はδ/6。
・仮想仕事の式：P_u×δ＝(400＋200)×δ/3＋(200＋400)×δ/6＝(200＋100)δ
・P_u＝300kN

支点の反力は左右とも5P/2。左の支点の節点で、鉛直のつり合いから斜材Aの鉛直成分が5P/2（圧縮）なので、N_A＝－5√2P/2。

同じパネルのせん断力は 5P/2－P－P＝P/2。斜材Cの鉛直成分がこれとつり合うので、N_C＝－√2P/2（圧縮）。

束材Dの下の節点には荷重も斜材もつながっていないので、鉛直のつり合いからN_D＝0。

どのラーメンも横に移動できるので、柱は水平移動を伴って座屈する。座屈長さが短いほど座屈荷重は大きい。
・柱頭の回転は梁の曲げ剛性で拘束される。梁が短い（剛度が大きい）ほど拘束が強く、座屈長さは短くなる。ラーメンＡ（梁の長さl）とＢ（2l）は柱脚がどちらもピンなので、梁の短いＡのほうが座屈長さが短い → P_A＞P_B
・ラーメンＣは、梁の長さがＡと同じで、柱脚が固定なので、さらに座屈長さが短い（柱脚ピンの場合は2h以上、柱脚固定ならh〜2h）→ P_C＞P_A
よって P_C＞P_A＞P_B。

C_i＝Z・R_t・A_i・C₀で、A_iは最下層で1、上の層ほど大きいので、C_iは最下層が最も小さい。

必要保有水平耐力を計算する場合は、標準せん断力係数C₀を1.0以上とする（建築基準法施行令 第88条第3項）。

A_iの算出に用いるTは、R_tの算出に用いるTと同じ値とする（昭和55年建設省告示第1793号）。

屋根葺き材の風圧に対する構造計算の基準（建築基準法施行令 第82条の4・平成12年建設省告示第1458号）は、建築物の高さにかかわらず適用される。

屋根葺き材の平均速度圧 q̄＝0.6E_r²V₀² では、ガスト影響係数G_fは考慮しない（風の乱れはピーク風力係数で考える）。

ピーク風力係数Ĉ_fは局部的な大きな風圧を考えた値なので、一般に、構造骨組用の風力係数C_fより大きい。

各階の張り間方向・桁行方向の偏心率が0.3以下であることを構造計算で確かめた場合は、四分割法によらなくてよい（平成12年建設省告示第1352号 ただし書）。

側端部分は、建築物の両側の最外縁から、それぞれの方向の長さの1/4の部分とする（図－1の網掛けの部分）。

1階の側端部分のうち、上に2階がないＡの部分は、平家建てとして必要壁量を算定する（側端部分ごとの階数による）。

無筋コンクリートの布基礎に、あと施工アンカーで差し筋をして鉄筋コンクリートの基礎を増し打ちすると、基礎が一体になり、耐力壁の力を地盤に伝えられるようになる。

1階と2階の耐力壁の位置がずれている場合、2階の床組に構造用合板を直張りして水平剛性を高めると、2階の耐力壁の力を1階の耐力壁へ伝えやすくなる。

日本瓦から化粧スレートに葺き替えて屋根を軽くすると、建築物に作用する地震力そのものが小さくなる。

鉄筋の継手は、継手位置の存在応力にかかわらず、母材の強度を伝えられるものとする。

強度の高い鉄筋（SD390）は大きな引張力を伝えるので、SD295A より必要な定着長さが長くなる。

独立柱の帯筋の端部は、135°フックを設けて内部のコンクリートに定着させる。

下端筋に沿って付着割裂すると、図のように下端筋に沿ったひび割れが生じる。

柱梁接合部に定着した梁上端筋が引っ張られると、折り曲げ部のまわりのコンクリートが押されて、図のように接合部から柱にかけてひび割れが生じる。

矢印の向きの荷重では、左の梁は上端、右の梁は下端の主筋が引張りになり、接合部は上側で左向き、下側で右向きのせん断力を受ける。接合部は左上から右下の対角線の方向に引っ張られるので、ひび割れは図のように左下から右上に向かう向き（／）に生じる。

柱の長期許容せん断力は、せん断ひび割れを生じさせないことを目的とするので、帯筋の効果を考慮しない。

梁の短期許容せん断力では、せん断スパン比（M/(Qd)）に応じた割増しを考慮できる。

太径の異形鉄筋は付着割裂が起きやすいので、かぶり厚さと鉄筋径の比に応じて許容付着応力度を低減する。

軸方向圧縮力が大きい柱ほど、圧縮側のコンクリートが早く圧壊し、塑性変形性能が低下する。

梁に貫通孔を設けると断面が欠けるので、せん断耐力は小さくなる（孔の周りを補強する）。

耐力壁の周辺に側柱を設けると、壁板が拘束されて、塑性変形性能が向上する。

横移動が拘束されていないラーメンでは、梁の剛性を高めても、柱の座屈長さは節点間距離より小さくならない。

細長比が限界細長比以上（弾性座屈の範囲）なら、許容圧縮応力度はヤング係数と細長比だけで決まり、SN400B と SN490B で変わらない。

降伏比が小さい鋼材ほど、梁の塑性変形性能は向上する。

山形鋼を一列のボルトで片側だけ接合する筋かいは、突出脚の一部が有効に働かない。ボルトの本数が多いほど無効部分が小さくなり、有効断面積は大きくなる。

すべり耐力以下の繰返し応力なら、ボルト張力の低下や摩擦面の状態の変化は考えなくてよい。

摩擦接合は摩擦力で力を伝えるので、すべりが生じるまでは高力ボルトにせん断力は生じない。

筋かいの保有耐力接合では、端部と接合部の破断耐力を、軸部の降伏耐力より大きくする。

H形鋼など開断面の梁が曲げを受けて、ねじれを伴いながら圧縮側のフランジが面外にはらみ出して座屈する現象を横座屈という。

幅厚比を小さくすると、板要素が局部座屈しにくくなる。

ルート1-1 で計算する場合でも、特定天井がある場合は、特定天井の技術基準に適合することを確かめる。

ルート2 では、地上部分の塔状比が4を超えないことを確かめる。

ルート3 で BCP の柱が局部崩壊メカニズムと判定された場合は、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。

砂のせん断抵抗力（内部摩擦角）は、N値と相関がある。

粘土の変形特性は、含まれる水分量（含水比）と関係がある。

地盤の極限鉛直支持力は、土のせん断破壊によって決まる。

地層の構成が推定できない場合は、予備調査を行ってから本調査のボーリングの位置と数量を決める。

液状化のおそれがある埋立て土層では、地下水位の調査と粒度試験を行う。

高層建築物の耐震設計に必要な地盤の特性（せん断波速度など）を調べるには、PS検層を行う。

支持力はあるが沈下が過大になるおそれがある地盤では、パイルド・ラフト基礎で平均沈下量と不同沈下量を減らせる。

液状化のおそれのある地盤では、杭の水平抵抗の検討で水平地盤反力係数を低減する。

杭の表面に潤滑材（瀝青材など）を塗ると、負の摩擦力を減らす効果がある。

壁式鉄筋コンクリート造の壁梁の幅は、壁梁に接する耐力壁の厚さ以上とするので、同じにすることができる。

直交壁が取り付く耐力壁の曲げ剛性の評価では、直交壁の効果を考えることができる。

壁式ラーメン鉄筋コンクリート造では、張り間方向の外壁となる構面に、最下階から最上階まで連続する連層耐力壁を設ける。

プレキャストプレストレストコンクリートの床版は、周囲の梁との接合部で、長期・短期の応力を相互に伝えられるように設計する。

SRC 造の架構の応力計算では、鋼材の影響が小さい場合、全断面でコンクリートのヤング係数を用いて部材剛性を評価してよい。

CFT 柱で梁からのせん断力の一部を充填コンクリートに負担させる場合は、鋼管とコンクリートの間で応力を伝えられるように設計する。

設計用一次固有周期を固有値解析などで求める場合は、ひび割れのない初期剛性を用い、基礎や杭の変形はないものと仮定する。

剛性率が0.6を下回る階や、偏心率が0.15を上回る階は、形状係数F_esで必要保有水平耐力を割り増す。

限界耐力計算では、塑性化の程度が大きいほど、安全限界時の減衰を表す係数を大きくできる。

免震構造の上部構造は一体に近い動きをするので、層せん断力係数の分布はA_i分布と異なり、高さ方向にほぼ一様になる。

オイルダンパーを免震層の外周部に設けると、ねじれ変形を抑える効果が大きい。

すべり支承は、摩擦による減衰機能はあるが、元の位置に戻す復元機能はない（積層ゴムなどと組み合わせる）。

クリープなどによるプレストレスの減少率は、一般に、プレテンション方式よりポストテンション方式のほうが小さい。

露出柱脚の最大せん断耐力は、「摩擦によるせん断耐力」と「アンカーボルトのせん断耐力」の大きいほうとする。

柱への炭素繊維巻き付け補強は、せん断耐力と靱性を高める方法で、曲げ耐力を大きくする効果は期待できない。

木材のクリープによる変形は、気乾状態より湿潤状態のほうが大きい。

腐朽しやすい土台などには、ひば・ひのきなど耐朽性のある樹種を使うことが望ましい。

含水率は、水分を含まない木材（全乾状態）の質量に対する、含まれる水の質量の百分率。

水中養生したコンクリートは水和が十分に進むので、同じ温度の大気中で養生したものより圧縮強度が大きい。

圧縮強度時のひずみは、圧縮強度が大きいほど大きい（おおむね0.2〜0.3％）。

ヤング係数は、気乾単位体積重量が大きいほど大きい（RC規準のヤング係数の式に単位体積重量が入っている）。

シャルピー吸収エネルギーの大きい鋼材は靱性が高く、溶接部の脆性破壊を防ぐのに有利。

SN490B の引張強さの下限値は490N/mm²。

ステンレス鋼は、炭素鋼より耐食性・耐火性（高温での強度の低下が小さい）に優れている。

天井脱落対策の技術基準では、中地震時に天井が損傷しないことを検証する。

既存建築物では、ネットやワイヤーで天井の落下を防ぐ措置（落下防止措置）も認められる。

免震建築物でも、特定天井には天井脱落対策の技術基準が適用される。