【過去問題】令和8年 一級建築士 建築構造 全30問【解答・解説付】※完全無料

曲げモーメントMが同じで、縁の応力度σ＝M/Zが等しいので、2つの断面の断面係数Zが等しい。
・矩形断面：Z＝I÷(h/2)＝(bh³/12)÷(h/2)＝bh²/6
・円形断面（直径h）：Z＝(πh⁴/64)÷(h/2)＝πh³/32
・bh²/6＝πh³/32 より、b＝3πh/16
・断面積：A_R＝bh＝3πh²/16、A_C＝πh²/4＝4πh²/16
よって、A_R：A_C＝3：4。

単位荷重法（仮想仕事の方法）で求める。
・反力：荷重2Pが中央にあるので、A・C の反力はどちらもP。曲げモーメントは、Aから距離xで M＝Px（Cの側も同じ形）
・B に単位の荷重1を置いたときの曲げモーメントは m＝x/2
・δ＝∫Mm/(EI)dx：AB間（2EI）は (P/(4EI))×L³/3＝PL³/(12EI)（係数1/12）、BC間（EI）は (P/(2EI))×L³/3＝PL³/(6EI)（係数1/6）
・合計：1/12＋1/6＝1/4 → δ＝PL³/(4EI)

A・E はピン支点、C はヒンジ。右の部分（C〜D〜E）は、E の反力が C を通る向きでないとつり合わないので、E の反力は E→C の向き（水平・鉛直の大きさが等しい）になる。
・A まわりのモーメントのつり合い：P×2L＝V_E×2L＋H_E×L、H_E＝V_E より、V_E＝H_E＝2P/3
・水平のつり合い：H_A＝P－2P/3＝P/3
選択肢ごとに：
1. 梁BC・CDの軸力は、E の水平反力と同じ2P/3 の圧縮（正しい）
2. 梁のせん断力は、E の鉛直反力と同じ2P/3（正しい）
3. 点Bの曲げモーメント＝H_A×2L＝(P/3)×2L＝2PL/3、点D＝H_E×L＝(2P/3)×L＝2PL/3。PL/3 ではない（誤り）
4. 柱のせん断力は Q_AB＝P/3、Q_ED＝2P/3 で、比は1：2（正しい）

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（R階〜2階）：(200＋160)/4＝90kN が2本 → P₂＝180kN
・1階の柱（2階〜1階）：(240＋320)/4＝140kN が2本で280kN → P₁＝280－180＝100kN（80kN ではない）
・2階の梁：端の曲げモーメントは 160＋240＝400kN・m（両端とも）→ Q_B＝(400＋400)/8＝100kN（選択肢2は正しい）
・R階の梁：端の曲げモーメントは200kN・m → せん断力は (200＋200)/8＝50kN
・1階右側の柱の軸力：上の梁のせん断力の合計 50＋100＝150kN（選択肢3は正しい）
・柱脚の下にも梁（1階の梁）があり、支点はピン。1階の梁の端の曲げモーメントは柱脚の320kN・m なので、せん断力は (320＋320)/8＝80kN
・右側の支点の鉛直反力：150＋80＝230kN（選択肢4は正しい。全体のつり合い 180×8＋100×4＝V×8 からも V＝230kN）

・反力：左下の支点まわりのモーメントのつり合いで、水平荷重P（高さL）と鉛直荷重P（距離L）の合計2PLを、右の支点の反力×2L が打ち消す → 右の支点の反力はP（上向き）。鉛直のつり合いから、左の支点の鉛直反力は0
・斜材B：右側のパネルで切る（切断法）。切った右側の部分に働く鉛直の力は、右の支点の反力Pと斜材Bの鉛直成分だけ。斜材Bは45°なので、N_B×(1/√2)＝P → N_B＝√2P（引張）
・斜材A：左側のパネルで切る。左側の部分の鉛直の力は、左の支点の鉛直反力（0）と斜材Aの鉛直成分だけなので、N_A＝0

固有周期は T＝2π√(m/k)。水平剛性 k＝（水平力）÷（水平変位）。
・A：k＝P/δ、m＝2M → m/k＝2Mδ/P
・B：k＝2P/δ、m＝16M → m/k＝8Mδ/P
・C：k＝P/(2δ)、m＝4M → m/k＝8Mδ/P
よって T_A＜T_B＝T_C（T_B・T_CはT_Aの2倍）。

弾性座屈荷重は P_e＝π²EI/l_k²。座屈長さが1/2倍になると、P_eは(1/2)²の逆数で4倍になる。

P_eはヤング係数Eに比例するので、Eが2倍なら2倍になる。

座屈長さは、一端自由他端固定で2l、両端ピンでl。座屈長さが短い両端ピンのほうがP_eは大きい（4倍）。

地震層せん断力は、その層より上の部分の重さに層せん断力係数を掛けたもの（建築基準法施行令 第88条第1項）。上の部分の重さが最も大きい最下層の値が最も大きくなる。

実況に応じて計算しない場合の積載荷重は、床の構造計算＞大梁・柱・基礎の構造計算＞地震力の計算 の順に大きい（建築基準法施行令 第85条第1項の表。例：事務室 2,900・1,800・800N/㎡）。

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）。

垂れ壁・腰壁などを存在壁量に算入するには、その両側が耐力壁または準耐力壁であることが条件（昭和56年建設省告示第1100号・令和7年4月施行の改正）。

筋かいの両端は、柱または横架材に金物で緊結し、いずれか一方の端部は柱と横架材との仕口の部分とする（建築基準法施行令 第45条第3項）。一方を仕口、もう一方を柱に緊結するのは適当。

地震力に対する必要壁量は、床面積に係数を掛けて求めるので、平面が長方形でも張り間方向と桁行方向で同じ値になる。

張り間方向の計算に用いる側端部分は、桁行方向の両端から、桁行方向の長さの1/4の部分。長さは、建築物の最も長い所（12.0m）の1/4＝3.0m で区切る。
・左端：0〜3.0m の帯（張り間10.0mの全体）
・右端：右端から3.0m の位置（左端から9.0m）より右の部分。上半分は9.0〜12.0m（幅3.0m）、下半分は建物が10.0mまでなので9.0〜10.0m（幅1.0m）
これを示すのは図の3。図の1は下半分の右端（10.0mの位置）から別に3.0mをとり、図の2・図の4は下半分を短いほうの長さ10.0mの1/4（2.5m）で区切っているので誤り。

両側にスラブが付く梁の副あばら筋は、スラブで拘束されるので、必要な余長をとれば上側の末端を90°フックとしてよい。

両側にスラブがある場合のスラブの上端筋は、梁端から必要な定着長さを確保すれば直線定着としてよい。

完全スリットでは、柱と壁が切り離されて壁の面外への倒れが心配になるので、防錆処理をした鉄筋（振れ止め筋）を設けて面外変形を抑える。

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なり、最大耐力の後の耐力の低下も緩やかになる。

ヤング係数比n（鉄筋とコンクリートのヤング係数の比）は、コンクリートの設計基準強度が高いほど（コンクリートのヤング係数が大きいほど）小さい値になる。

壁式構造の耐力壁は、両端に柱（側柱）がないので、側柱のあるラーメン構造の耐力壁に比べて靱性が低い。

鉛直震度の割増し（1.0）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以下なら割増しをしなくてよい。

許容応力度計算で、引張側のスラブ筋の耐力を算入しないのは、梁の耐力を小さめに見積もることになり、安全側の扱い。

柱梁接合部の許容せん断力は、コンクリートの許容せん断応力度（設計基準強度に応じて大きくなる）に比例するので、設計基準強度を高くすれば大きくなる。

柱のせん断終局耐力は、平均軸応力度が設計基準強度の0.4倍程度までは、軸方向圧縮力が大きいほど大きくなる。

メカニズム時のせん断力に対して、せん断終局耐力に十分な余裕（技術基準解説書の値）がない柱は、せん断破壊のおそれがあるので部材種別を FD とする。1.1倍では余裕が足りない。

大梁のせん断終局耐力は、有効せいに対するせん断スパンの比が小さい（短い梁）ほど大きくなる（アーチ機構が働くため）。

許容疲労強さは、継手などの形式と総繰返し数で決まり、鋼材の強度（SN400B・SN490B）には左右されない。

細長比が限界細長比より大きい柱は弾性座屈で決まり、許容圧縮応力度はヤング係数と細長比だけで決まる（鋼材の強度に関係しない）。SN490B の限界細長比は SN400B より小さいので、SN400B の限界細長比より大きければ、どちらも弾性座屈の範囲。

たわみは、ヤング係数と断面二次モーメントで決まる。SN400B と SN490B のヤング係数は同じなので、同じ断面ならたわみは変わらない。

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

高力ボルト摩擦接合の許容せん断耐力は、摩擦面の数×ボルトの本数に比例する。2面摩擦2本（2×2＝4）と1面摩擦4本（1×4＝4）は同じ。

すべり耐力以下の繰返し応力では、ボルト張力の低下や摩擦面の変化は小さいので考えなくてよい。

ルート1-2 は、地階を除く階数2以下・高さ13m以下・軒高9m以下・スパン12m以下・延べ面積500㎡以内（平家建ては3,000㎡以内）などの鉄骨造に使える（平成19年国土交通省告示第593号）。最大スパン9m・高さ9m・延べ面積450㎡の2階建ては適用できる。

ルート1-2 は、標準せん断力係数を0.3以上として許容応力度計算を行うルートで、層間変形角・剛性率の確認（ルート2 以上で求められるもの）は要らない（偏心率などの確認は必要）。

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す。

角形鋼管は閉断面で横座屈を生じにくいので、材長にかかわらず、許容曲げ応力度を許容引張応力度と同じ値にできる。

幅厚比の規定は局部座屈を防ぐためのもので、上限値は降伏点（F値）が高いほど小さくなる（√(235/F) に比例）。

柱梁接合部パネルは、梁や柱より先に降伏しても、ひずみ硬化などで耐力を保つので、骨組の剛性は直ちには低下しない。

飽和度は、間隙の体積に対する水の体積の割合。

有効応力は、全応力から間隙水圧を引いたもの。

地盤のせん断ひずみが大きくなるほど、剛性は下がり、減衰定数は大きくなる（非線形性）。

地下水位より深い部分の地下外壁には、静止土圧と水圧を考える。

地表面に一様な荷重がある場合の土圧は、荷重がない場合の土圧に、地表面の荷重度×静止土圧係数を加える。

正規圧密粘土は、過去に受けた以上の荷重がかかるので、過圧密粘土より大きな圧密沈下が起きやすい。

水平地盤反力係数は杭径のおよそ−3/4乗に比例するので、杭径が小さいほど大きくなる。

直接基礎の極限鉛直支持力は、底面積だけでなく、形状係数を通して底面の形状（正方形・長方形・円形など）にも左右される。

1スパンで塔状比の大きい建築物は、転倒モーメントで圧縮側の杭に力が集中するので、圧縮側の杭の破壊が杭基礎全体の極限状態につながりやすい。

非埋込み形式の柱脚が曲げ降伏する場合は、その柱を鉄筋コンクリート造とみなして構造特性係数D_sを算定する。

耐力壁の縦横筋を周囲の柱・梁に定着できない場合は、その縦横筋の耐力を無視する。

想定される破壊モードがせん断破壊の耐力壁は、D_sの算定で種別 WC とする。

壁式鉄筋コンクリート造では、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（平成13年国土交通省告示第1026号）。

直交壁が取り付く耐力壁は、直交壁がフランジのように働くので、曲げ剛性の評価に直交壁の効果を考える。

ポストテンション方式は、コンクリートが硬化した後に、シース内の PC鋼材を緊張して引張力を導入する方式。

1次形状係数S₁（ゴム1層の受圧面積÷側面積）が大きいほど、積層ゴムの鉛直剛性と曲げ剛性は大きくなる。

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。

天然ゴム系積層ゴムは、復元力はあるが減衰はほとんどないので、ダンパーと組み合わせて使う。

せん断終局耐力を計算するときのせん断補強筋の材料強度は、せん断破壊への余裕を確保するため、JIS規格品でも基準強度の割増し（1.1倍）をしない。

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

耐震改修には、強度の補強・靱性の改善・損傷集中の回避のほか、減築などで建築物に作用する地震力そのものを小さくする方法もある。

水平変形が大きくなると、鉛直荷重が偏心して付加的な応力と変形（P−Δ効果）が生じ、無視できなくなる。

X形筋かいの耐力は、引張側の筋かいの耐力に、変形の適合を考えた圧縮側の筋かいの座屈後の安定耐力を加えたものにできる。

CFT の柱は、充塡したコンクリートが鋼管の局部座屈を抑えるので塑性変形能力が高く、鋼管の幅厚比の制限を緩和できる。

CLT の圧縮・引張・面外曲げ・面内曲げの基準強度は、構成するラミナ（挽板）の強度を使った算定式で与えられている（国土交通省告示）。

構造用集成材の強度は、繊維方向と積層方向で異なる。

木材を大気中で十分に乾かし、木材中の水分が大気の湿度とつり合った状態を気乾状態という（含水率15％前後）。

せん断弾性係数は G＝E/{2(1＋ν)}。ポアソン比ν≒0.2 なので、G≒E/2.4≒0.4E。

コンクリートの引張強度は、圧縮強度が大きいほど大きくなる（圧縮強度のおよそ1/10〜1/13）。

軽量コンクリートは骨材のヤング係数が小さいので、同じ設計基準強度の普通コンクリートよりヤング係数が小さい。

BCR295 の降伏点（耐力）の下限値は295N/mm²（日本鉄鋼連盟の製品規定）。

SN400A は、炭素量の上限と降伏点の下限が規定されているが、降伏比などの規定がなく、塑性変形能力（十分な変形性能）は保証されていない（弾性範囲で使う部材向け）。

鋼材の引張強さは、300℃前後で常温より大きくなり、400℃程度までは基準強度（F値）より大きい。

荷重や外力は性質が多様で扱いが難しいので、法規や規準では設計に使いやすいよう便宜的な数値として示している。

鋼材スクラップから再生した電炉材を適切に使うことは、資材製造段階の二酸化炭素の排出量を減らす方法の一つ。

積載荷重や断面に適度な余裕をもたせると、初期費用は増えるが、用途の変更などに対応しやすく建築物の寿命が延び、ライフサイクルコストの節減につながる。