【過去問題】令和4年 一級建築士 建築構造 全30問【解答・解説付】※完全無料

図－2より、上から6aが圧縮、下の2aが引張りで、中立軸は図心（中央）より2a下にある。断面は、幅6a・厚さaのフランジと、厚さa×2のウェブ（幅2a）でできている。
・圧縮側の面積：ウェブ 2a×5a＝10a²、上のフランジ 6a²、合計16a²
・引張側の面積：下のフランジ 6a²、ウェブ 2a×a＝2a²、合計8a²
・N＝(16－8)a²×σ_y＝8a²σ_y
・M（図心まわり）：圧縮側は、ウェブ（図心から下へ2a〜上へ3a）が 2a×(9a²－4a²)/2＝5a³、上のフランジ（3a〜4a）が 6a×(16a²－9a²)/2＝21a³で、合計26a³。引張側も、下のフランジ21a³＋ウェブ5a³＝26a³ で同じ向きのモーメント。M＝(26＋26)a³×σ_y＝52a³σ_y

中央たわみは δ＝P(2l)³/(48EI) で、断面二次モーメントIに反比例する。部材の接触面に摩擦・接着がないので、重ねた梁は1本ずつが別々に曲がり、Iは各部材の和になる。
・梁A：幅2a・せいaが3枚 → I＝3×2a×a³/12＝a⁴/2
・梁B：幅3a・せいaが2枚 → I＝2×3a×a³/12＝a⁴/2
・梁C：幅(3/2)a・せい2aが横に2本 → I＝2×(3/2)a×(2a)³/12＝2a⁴
梁CのIが最も大きく、A と B は等しいので、δ_C＜δ_A＝δ_B。

片持ちの骨組なので、A点の曲げモーメントは、A点まわりの荷重のモーメントの和。
・等分布荷重：合力wlが、A点から水平にl/2の位置に下向きに働く → wl×l/2（時計回り）
・水平荷重P：A点からの高さは 3l/2－l/2＝l、向きは左 → P×l（反時計回り）
・0になる条件：wl×l/2＝P×l → wl：P＝2：1

崩壊機構では、柱が回転角θで傾き、梁の部分（B〜C〜D）は横に平行移動する。B・D のヒンジの回転角はどちらもθ。仮想仕事の式 P_u×lθ＝M_pθ×2 から、P_u＝2M_p/l。

全体のつり合い（A点まわり）：P_u×l＝V_E×2l → V_E＝M_p/l（上向き）。A点の鉛直反力は下向きにM_p/lなので、柱ABの軸力はM_p/lの引張力。

選択肢2で求めたとおり、V_E＝M_p/l（P_u/2）。

・反力：左の支点まわりのモーメントで、右の支点の反力＝P×(0＋1＋2＋3＋4)l÷2l＝5P。荷重の合計も5Pなので、左の支点の鉛直反力は0。
・斜材B：左から1番目のパネルで切る。左側の部分に働く鉛直の力は、上の節点の荷重Pだけ（反力0）なので、斜材Bの鉛直成分がPを受ける → N_B＝＋√2P（引張り）
・斜材C：2番目のパネルで切る。左側の荷重は2P → N_C＝＋2√2P（引張り）
・上弦材A（2番目のパネル）：同じ切断で、斜材Cと下弦材が交わる下の節点まわりのモーメント：P×l（左端の荷重）＝N_A×l → N_A＝＋P（引張り）
よって N_A＜N_B＜N_C。

斜材は両端ピンなので軸力だけを伝え、梁を位置2aで支える。
・梁の左端（ピン）まわりのモーメント：P×3a＝（斜材の鉛直成分）×2a → 斜材は梁を上向きに3P/2で支える
・鉛直のつり合い：梁の左端の鉛直反力は P－3P/2＝－P/2（下向きにP/2）
・せん断力：左端〜2aは、左側の力が下向きP/2 なので「－」で大きさP/2。2a〜3aは、－P/2＋3P/2＝＋P
左側が小さい「－」、右側が大きい「＋」となる図の4が正しい。

固有周期 T＝2π√(m/k)。梁は剛体で柱脚は固定なので、柱1本の水平剛性は 12EI/h³。
・A：k＝2×12EI/h³＝24EI/h³、m＝2M → m/k＝Mh³/(12EI)
・B：k＝3×12EI/h³＝36EI/h³、m＝6M → 6M/(36EI/h³)＝Mh³/(6EI)
・C：k＝2×12×2EI/(2h)³＝6EI/h³、m＝M → M/(6EI/h³)＝Mh³/(6EI)
よって T_A＜T_B＝T_C。

屋根面の積雪量が不均等となるおそれのある場合は、その影響を考えて積雪荷重を計算する（建築基準法施行令 第86条第5項）。

雪下ろしの実況に応じて垂直積雪量を1mまで減らして計算した建築物は、出入口・主要な居室などの見やすい場所に、軽減の実況などを表示する（建築基準法施行令 第86条第6項・第7項）。

多雪区域以外で、大スパン・緩勾配屋根などの条件を満たす建築物は、屋根版の構造によっては、積雪後の降雨を考えた割増係数を積雪荷重に乗じる（平成19年国土交通省告示第594号 第2第三号。平成31年1月15日施行）。

四分割法で壁率比を0.5以上とするのは、壁の配置の偏りによるねじれの被害を防ぐため。

隅柱は通し柱とするが、1階と2階の管柱の接合部を通し柱と同等以上の耐力をもつように金物で補強すれば、通し柱としなくてよい（建築基準法施行令 第43条第5項）。

筋かいには欠込みをしてはならない（建築基準法施行令 第45条第4項）ので、交差する間柱のほうを欠き取る。

壁量充足率は、各側端部分ごとに、存在壁量÷必要壁量で求める。

地震力に対する必要壁量は、床面積に係数を乗じて求めるので、張り間方向と桁行方向で同じ値になる。

風圧力に対する必要壁量で見付面積に乗じる数値（一般の区域で50cm/㎡）は、1階・2階で同じ（建築基準法施行令 第46条第4項 表3）。

断面内に打継ぎ部を設ける基礎梁では、必要な定着長さを確保して、あばら筋を基礎梁の側面でフック付き重ね継手とすることができる。

スパンが短い大梁は、主筋の一部を対角線状に配置（X形配筋）すると、せん断破壊を防ぎ、靱性を高められる。

柱梁接合部の帯筋比は0.2％以上とするので、0.3％は適当。

梁幅を大きくすると、圧縮側のコンクリートの負担が減って中立軸が浅くなり、曲げ降伏する梁の靱性は高まる。

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

柱抜けでフィーレンディール架構ができる場合は、上下弦材となる梁に軸方向力が生じるので、剛床仮定を設けずに軸方向力を考えた断面算定を行う。

鉛直震度の割増しが必要なのは、外壁から2mを超えて突出する片持ちのバルコニーなど（平成19年国土交通省告示第594号）。2m以下なら行わなくてよい。

引張鉄筋比が釣合い鉄筋比以下なら、許容曲げモーメントは a_tf_tj で決まるので、SD345 から SD390 に変えるとf_tが大きくなり、短期許容曲げモーメントも大きくなる。

耐力壁の短期許容せん断力は、壁板の許容せん断力と側柱の許容せん断力の和とできる（日本建築学会 RC規準）。

引張側にスラブが付く大梁は、有効幅内のスラブ筋も引張鉄筋として働くので、スラブ筋が多いほど曲げ終局モーメントは大きい。

せん断スパン比が小さい（短い）大梁ほど、アーチ機構が働いてせん断終局耐力は大きい。

柱梁接合部のせん断終局耐力は、接合部の有効幅に比例するので、取り付く大梁の幅が大きいほど大きくなる。

鉄骨梁のせいがスパンの1/15以下の場合は、固定荷重と積載荷重によるたわみを有効長さで除した値が所定の数値（1/250）以下であることを確かめて、使用上の支障がないことを確認する（平成12年建設省告示第1459号）。

埋込み型柱脚は、鉄骨の曲げモーメントとせん断力を、埋め込まれた部分の上部と下部のコンクリートの支圧で基礎に伝える。

冷間成形角形鋼管柱を用いたルート1-1 では、標準せん断力係数C₀を0.3以上とし、柱の設計用応力を割り増して検討する。

限界細長比 Λ＝1500/√(F/1.5) なので、基準強度Fが大きいほど小さくなる。

座屈長さが同じなら、断面二次半径が小さいほど細長比が大きくなり、許容圧縮応力度は小さくなる。

弱軸まわりの曲げでは横座屈が起きないので、幅厚比の制限に従えば、許容曲げ応力度を許容引張応力度と同じ値にできる。

工場・体育館など軽量な建築物では、暴風時に柱脚などに引抜きが生じやすいので、積載荷重を無視した組合せでも検討する（建築基準法施行令 第82条の表の備考）。

細長比の大きな筋かいは引張側で強度により抵抗する強度抵抗型、細長比の小さな筋かいは圧縮側でも降伏してエネルギーを吸収する型で、その中間の筋かいは座屈後に耐力が大きく下がる不安定な挙動を示しやすい。

冷間成形角形鋼管柱に筋かいを取り付けると、鋼管の板が局部的に変形しやすいので、ダイアフラムなどで補強する。

入熱量やパス間温度が大きすぎると溶接部の強度・靱性が下がるので、規定値以下になるように管理する。

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。

引張力とせん断力を同時に受ける高力ボルト摩擦接合部は、引張応力度に応じて許容せん断耐力を低減する（建築基準法施行令 第92条の2第2項）。

基礎スラブの自重は、それによる接地圧と打ち消し合って基礎スラブに曲げを生じないので、部材応力の算定用の接地圧では考えなくてよい。

受働土圧は、壁が地盤を押す向きに動いたとき、最終的に一定値に落ち着いた状態の土圧（主働土圧・静止土圧より大きい）。

同じ荷重度なら、基礎底面の幅が大きいほど地中の深い所まで応力が及ぶので、即時沈下量は大きくなる。

杭の支持力を検討するには、杭先端から下方の必要な深さまでボーリング調査を行い、支持層の厚さや性状を確かめる。

杭の水平抵抗の検討に用いる地盤の変形係数は、孔内水平載荷試験で推定できる。

液状化判定のための粒度試験には、標準貫入試験のサンプラーで採取した乱した試料を用いてよい。

砂質地盤の極限周面摩擦力度は、杭周固定液を使った埋込み杭より場所打ちコンクリート杭のほうが大きい。

杭の引抜き方向の許容支持力では、長期・短期とも、杭の有効自重（自重から浮力を引いた値）を考えてよい。

杭頭の固定度が高いほど、杭頭に大きな曲げモーメントが生じる（固定度が低いと杭頭の曲げは小さく、地中部の曲げが大きくなる）。

プレストレストコンクリートは、長スパンに適し、ひび割れが生じにくいので、鋼材の防食性が高い。

プレストレストコンクリートの部材は、ひび割れが閉じて元に戻りやすくエネルギー吸収が少ないので、減衰特性を表す数値は鉄筋コンクリート造より小さい。

PC鋼材の緊張で梁を柱に圧着接合する場合、圧着部のせん断耐力は、有効プレストレス力に摩擦係数を乗じて求める。

SRC造の柱梁接合部では、梁の鉄骨ウェブに孔をあけて帯筋を貫通させて配筋してよい。

壁式鉄筋コンクリート構造は、壁が多いので耐震強度は大きいが、ラーメン構造のような優れた靱性は期待できない（強度で抵抗する構造）。

壁式鉄筋コンクリート造で階高が規定値（3.5m）を超える場合は、層間変形角が制限値以下であることと、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（平成13年国土交通省告示第1026号）。

一次形状係数S₁が大きいほど、ゴム1層が薄く鉛直剛性が高くなり、積層ゴムの座屈応力度は大きくなる。

制振ダンパーを使う建築物のモデル化では、ダンパーの取付け部周辺の変形でダンパーの効果が下がるので、その変形を適切に評価する。

耐震改修には、強度補強・靱性補強・損傷集中の回避のほか、減築などで地震力そのものを小さくする方法もある。

A_iは、上の階ほど、また設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる（昭和55年建設省告示第1793号）。

張り間方向を純ラーメン、桁行方向をブレース構造とするなど、方向別に異なる耐震計算ルートを適用してよい。

限界耐力計算を行う場合は、耐久性等関係規定以外の構造強度に関する仕様規定は適用しなくてよい（建築基準法施行令 第36条第2項第二号）。

鉄骨造で床を鉄筋コンクリートスラブとした場合、各骨組に水平力を伝えるため、スラブと鉄骨梁をシアコネクター（頭付きスタッドなど）で緊結する。

連層耐力壁に取り付く境界梁は、耐力壁の回転を拘束するので、基礎の浮き上がりを抑える効果がある。

平面的に構造種別が異なる建築物は、エキスパンションジョイントで分けて設計するのが原則だが、力の伝達などを十分に考えれば一体として設計することもできる。

積雪時の構造計算では、木材の繊維方向の短期許容応力度は、通常の値に0.8を乗じた数値とする（建築基準法施行令 第89条第1項）。

木材の熱伝導率は、普通コンクリートに比べて小さい（断熱性が高い）。

木材腐朽菌は、酸素・温度・水分・栄養源がそろうと繁殖するので、いずれか一つを欠けば腐朽を防げる。

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。

圧縮強度が大きい（緻密な）コンクリートほど、二酸化炭素が入りにくく、中性化速度は遅い。

単位水量が大きいほど、乾燥収縮が大きくなり、ひび割れが発生しやすい。

硫黄（S）の含有量が少ないほど、シャルピー吸収エネルギーと板厚方向の絞り値は大きくなる。

板厚に対して極端に小さな曲げ半径で冷間曲げ加工をすると、加工硬化で強度は上がるが、変形性能は下がる。

SN400A は降伏点の下限だけが規定され、降伏後の十分な変形性能は保証されていないので、弾性範囲で使う部位に用いる。

木質構造の採用や、ハーフPC床版で型枠用合板の使用量を減らすなど、地球環境との共生に寄与する設計が求められている。

高さ1.2mを超える補強コンクリートブロック造の塀は、3.4m以下ごとに控壁を設け、基礎の丈35cm以上・根入れの深さ30cm以上とする（建築基準法施行令 第62条の8）。

特定天井の構造方法には、壁などと天井面との間に隙間を設ける方法と、隙間を設けない方法がある。