【過去問題】令和6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、幅2a（a/2＋a＋a/2）・せい4aの長方形から、ウェブの両側の欠けた部分（合わせて幅a・せい2a）を引いた形。どちらも図心がX軸上にあるので、そのまま引き算できる。
・I＝2a×(4a)³/12－a×(2a)³/12＝(128－8)a⁴/12＝10a⁴
・Z＝I÷(縁までの距離2a)＝5a³

ヒンジBで荷重Pを、片持ち梁AB（A固定）と片持ち梁CB（C固定）が分け合う。AB の負担をP_A、CB の負担をP_Cとすると、B のたわみは両方で等しい。
・AB の先端のたわみ：P_Al³/(3EI)
・CB の先端のたわみ：P_C(2l)³/(3×2EI)＝4P_Cl³/(3EI)
・等しいとおくと P_A＝4P_C。鉛直反力はそれぞれの負担と同じなので、R_A：R_C＝4：1

・片持ち部分BA：付け根Bの曲げモーメントは 6P×l＝6Pl
・この6Plを、節点Bで左の梁（長さ2l・他端固定）と柱（長さl・他端固定）が剛度の比で分け合う。剛度は 梁 EI/(2l)：柱 EI/l＝1：2 なので、梁は6Pl×1/3＝2Pl、柱は6Pl×2/3＝4Pl
・他端（固定端）には1/2が到達する：梁の左端はPl（2Plの1/2）、柱脚は2Pl（4Plの1/2）
よって、片持ち部分6Pl・梁のB端2Plと左端Pl（左端は反対側が引張り）・柱頭4Plと柱脚は2Pl（反対側が引張り）となる図の4が正しい。

・筋かいBC（水平4m・鉛直3m・長さ5m）の水平成分：100×4/5＝80kN
・2本の柱が負担する水平力：180－80＝100kN
・梁ACは剛体なので、柱頭は回転しない。柱AB（柱脚ピン）の水平剛性は 3EI/h³、柱CD（柱脚固定）は 12EI/h³ で、比は1：4
・柱ABの負担：100×1/5＝20kN。柱脚がピンなので曲げモーメントは柱頭で最大になり、M_A＝20×3＝60kN・m

荷重は左右対称なので、支点の反力はどちらも 5P/2。平行弦トラスでは、斜材の鉛直成分がそのパネルのせん断力を負担する（斜材は45°なので、軸方向力＝せん断力×√2）。
・斜材A（左から1番目のパネル）：せん断力 5P/2
・斜材B（2番目）：5P/2－P＝3P/2
・斜材C（3番目）：3P/2－P＝P/2
よって N_A：N_B：N_C＝5/2：3/2：1/2＝5：3：1。

弾性座屈荷重は P＝π²EI/l_k²。同じ材質なので、I/l_k²で比べる。
・A：両端ピン（l_k＝l）、I＝(a/2)⁴/12＝a⁴/192 → a⁴/(192l²)
・B：両端固定（l_k＝0.5l）、I＝a⁴/12 → a⁴/(3l²)
・C：一端自由他端固定（l_k＝2l）、I＝(2a)⁴/12＝16a⁴/12 → a⁴/(3l²)
よって P_A＜P_B＝P_C。

応答スペクトルでは、周期が長くなると、一般に加速度応答は小さくなり、変位応答は大きくなる。

1次の振動モードの周期が最も長く、2次・3次と高次になるほど周期は短くなる。

固有周期 T＝2π√(m/k)。質量が同じなら、水平剛性kが大きいほど短い。

多雪区域でない一般の地域では、暴風時は G＋P＋W、地震時は G＋P＋K で、積雪荷重と組み合わせなくてよい（建築基準法施行令 第82条第二号）。

E_rは、地表面が粗い（建物が密集している）ほど小さくなるので、地表面粗度区分Ⅰ（極めて平坦で障害物がない区域）より区分Ⅳ（都市化が極めて著しい区域）のほうが小さい（平成12年建設省告示第1454号）。

地震地域係数Zは、地方ごとに1.0〜0.7の範囲で定められている（昭和55年建設省告示第1793号）。

心持ち材の柱は乾燥で表面に割れが出やすいので、背割り（あらかじめ見え隠れ側に入れる切れ目）を入れることがある。

梁の横座屈は、弱軸まわりの曲げ剛性やねじれ剛性が小さいと起きやすいので、梁幅を大きくするほうが効果的。

梁の中央部付近の上端（圧縮側）の切欠きは、切欠きを除いた正味断面を有効な断面として計算できる（下端〔引張側〕の切欠きは避ける）。

1階と2階の平面は同じなので、どの側端部分も「2階建ての1階」の同じ係数（重い屋根で33cm/㎡）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10m×2m＝20㎡）のX方向の耐力壁は上辺の2m＋1m＝3m → 6m÷20㎡＝0.3。下側（幅5m×2m＝10㎡）は下辺の1m＋1m＝2m → 4m÷10㎡＝0.4。壁率比＝0.3/0.4＝0.75
・Y方向（X方向の両端から10m×1/4＝2.5mの部分）：左側（2.5m×8m＝20㎡）のY方向の耐力壁は左辺の1m＋1m＝2m → 4m÷20㎡＝0.2。右側（2.5m×4m＝10㎡）は右辺の1m＋1m＝2m → 4m÷10㎡＝0.4。壁率比＝0.2/0.4＝0.50

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

左上から右向き、右下から左向きの水平力を受ける耐力壁は、左上から右下に向かう圧縮の帯ができ、それに沿った斜めのせん断ひび割れが開口の隅を通って生じる。

柱の圧縮力と2本の杭の反力を受ける基礎スラブは、柱から杭へ斜めに圧縮力が流れ、下側が引っ張られるので、下面から斜め上に向かうひび割れが生じる。

柱梁接合部を通し配筋する梁主筋は、引張強度を高くすると付着の負担が増えるので、柱せいを大きくして定着の性能を確保する。

コンクリートの単位体積重量は設計基準強度が高いほど大きくなるので、階ごとに強度を変える場合は、それに応じた値を用いる。

梁の許容曲げモーメントの算出では、圧縮力をコンクリートと圧縮側の主筋（複筋梁）が負担するものとする。

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（日本建築学会 RC規準）。

梁の短期許容せん断力は、コンクリートとあばら筋で負担させ、主筋のせん断力の負担（ダウエル効果）は考慮しない。

開口補強筋の量は、開口の周りの縦筋・横筋の負担分を考えて、設計用せん断力に対して必要な量を算定する。

コンクリートの設計基準強度が大きいほど、圧縮側のコンクリートが壊れにくく、曲げ降伏する梁の靱性は高い。

内法高さが小さい（せん断スパン比が小さい）柱ほど、せん断耐力は大きい（アーチ機構が働く）。

耐力壁のせん断耐力は、引張側の柱の主筋量（主筋比）が多いほど大きくなる。

H形鋼梁に横座屈の変形が起きると、圧縮側のフランジがねじれて、その部分で局部座屈が起きやすくなる。

ウェブの幅厚比の上限は、柱は軸力も受けるので梁より小さい（部材種別 FA で、柱 43√(235/F)・梁 60√(235/F)）。

根巻き形式柱脚は、根巻き鉄筋コンクリートの主筋の降伏が、ほかの破壊（せん断破壊など）より先に起きるように設計する。

通しダイアフラムと梁フランジの突合せ溶接で、許容値を超える食い違いや仕口のずれがある場合は、適切な補強が必要。

摩擦接合は、ボルトの締付けで生じる摩擦力で力を伝えるので、すべりが生じるまではボルトにせん断力は生じない。

最小縁端距離は、縁の仕上がりが粗い「せん断縁・手動ガス切断縁」のほうが、「圧延縁・自動ガス切断縁」などより大きい。

ルート1-1 は、スパン6m以下などの条件の建築物に使える。

ルート2 では、地上部分の塔状比（高さ÷幅）を4以下とする。

ルート3 で、筋かい付き骨組の保有水平耐力は、各階の柱と筋かいの水平せん断耐力の和とする。

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十分に大きくして、軸部が先に降伏するようにする。

保有耐力横補剛には、梁の全長にわたって均等間隔に設ける方法と、主として梁の端部に近い部分に設ける方法などがある。

繰返し応力を受けない部材や接合部は、一般に疲労の検討は要らない。

鉛直ドレーンで排水の距離を短くし、盛土荷重（プレロード）を組み合わせると、圧密を早く終わらせることができる。

液状化対策には、地盤を固める方法（深層混合処理工法など）や、過剰間隙水圧を早く消す方法（グラベルドレーン工法など）がある。

斜面の一部を切土して建てる場合、取り除いた土より建築物が重いと、斜面に加わる力が増えて安定性は低下する。

スクリューウエイト貫入試験は、スクリューポイントを付けたロッドにおもりを載せ、回転させて貫入させ、地盤の硬軟や締まり具合を調べる。

平板載荷試験で支持力の特性が分かるのは、載荷板の幅の1.5〜2.0倍程度の深さまで。

PS検層は、ボーリング孔を使って弾性波を起こし・受けて、P波とS波の速度の分布を求める。

地盤条件や杭径に応じて施工が確実に行える範囲の杭長なら、長さ径比による杭体の許容圧縮力の低減はしなくてよい。

液状化のおそれのない地盤では、杭の極限鉛直支持力は、極限先端支持力と極限周面抵抗力の和として求められる。

パイルド・ラフト基礎は、直接基礎と杭が一緒に上部構造を支えるので、直接基礎だけの場合より平均沈下量と不同沈下量を減らせる。

壁式ラーメン鉄筋コンクリート造は、壁式鉄筋コンクリート造より高い建築物（階数・軒の高さ）に適用できる。

壁式鉄筋コンクリート造の必要壁量は、地震地域係数Zに応じて低減できる（平成13年国土交通省告示第1026号）。

壁梁の幅は、壁梁に接する耐力壁の厚さ以上とする。

CFT 柱では、鋼管がコンクリートを拘束する効果（コンファインド効果）で、一定の要件を満たせば充塡コンクリートの圧縮強度を高く評価できる。

SRC 柱の曲げ終局耐力は、鉄筋コンクリート部分と鉄骨部分の耐力を足し合わせて求めることができる（累加強度）。

頭付きスタッドでスラブと緊結した合成梁の曲げ剛性の算定に用いるスラブの有効幅は、鉄筋コンクリート梁の場合と同じにできる。

鋼材ダンパーの効果を確保するため、ダンパーが十分に塑性化してエネルギーを吸収するまで、接合部が弾性範囲にあることを確かめる。

免震構造では、上部構造の水平剛性が大きいほど上部構造が一体で動き、床応答加速度は小さくなる。

オイルダンパーや粘性ダンパーは、速度に応じた減衰力を出し、床応答加速度を抑える効果がある。

耐力壁は、壁自体が壊れる前に基礎が浮き上がって耐力が決まることがある（浮上りの検討が必要）。

剛性率が小さい階（ほかの階より柔らかい階）は、地震時に変形が集中して層崩壊しやすい。

限界耐力計算の安全限界固有周期は、安全限界時（保有水平耐力に相当する時）の各階の水平方向の変形から計算する。

剛心Sは重心Gより左にあるので、ねじれを小さくするには、右側の耐力壁の剛性を大きくして剛心を右（重心）へ近づける。右端の耐力壁Ａを厚くするのは適当。

重心より右に耐力壁Ｂを追加すると、剛心が右へ移って重心に近づくので適当。

地震力と直交する方向（X方向）の耐力壁Ｄを外周に追加すると、ねじり剛性（弾力半径）が大きくなり、偏心率が小さくなってねじれを抑えられる。

垂木・根太などの並列材に構造用合板を張って荷重を支える場合は、並列材の曲げの基準強度を割増しの係数を乗じた値にできる（平成12年建設省告示第1452号）。

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。

収縮率は、繊維方向＜半径方向＜年輪の接線方向の順に大きい（およそ1：10：20）。

水中養生したコンクリートは、水分が十分に供給されて水和が進むので、気中養生より圧縮強度の増進が大きい。

AE剤で入れた微細な空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。

コンクリートの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％）。

SUS304A の基準強度は235N/mm²で、板厚40mm以下の SN400B と同じ。

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。

BCP325 は、引張強さの下限値が490N/mm²で、降伏点（耐力）の上限値と下限値が定められている。

基礎の構造方法及び形式等の表示事項は、直接基礎では基礎の構造方法及び形式。

耐積雪等級は、多雪区域にある住宅に適用される。

耐風等級は、暴風に対する構造躯体の倒壊・崩壊等のしにくさと、損傷の生じにくさを表示する。