平成29年度（2017年）一級建築士「構造」過去問解説｜全30問・計算の途中式と覚えるポイント

この組合せは軸力・曲げの計算結果と一致しません。面積A＝200×300＝60000mm²。曲げ方向のせいを300mmとするとZ＝200×300²/6＝3000000mm³。軸圧縮−2N/mm²に曲げ±10N/mm²を加え、引張＋8・圧縮−12N/mm²です。

正しい組合せです。面積A＝200×300＝60000mm²。曲げ方向のせいを300mmとするとZ＝200×300²/6＝3000000mm³。軸圧縮−2N/mm²に曲げ±10N/mm²を加え、引張＋8・圧縮−12N/mm²です。

この組合せは軸力・曲げの計算結果と一致しません。面積A＝200×300＝60000mm²。曲げ方向のせいを300mmとするとZ＝200×300²/6＝3000000mm³。軸圧縮−2N/mm²に曲げ±10N/mm²を加え、引張＋8・圧縮−12N/mm²です。

この組合せは軸力・曲げの計算結果と一致しません。面積A＝200×300＝60000mm²。曲げ方向のせいを300mmとするとZ＝200×300²/6＝3000000mm³。軸圧縮−2N/mm²に曲げ±10N/mm²を加え、引張＋8・圧縮−12N/mm²です。

長さと曲げ剛性の両方を入れると、この比にはなりません。Bは摩擦のない2材の重ね梁なのでI_B＝2I_A、スパンは2倍。δ_B/δ_A＝(2l/l)³×(I_A/I_B)＝8/2＝4です。高さ2aの一体断面のIにはしません。

長さと曲げ剛性の両方を入れると、この比にはなりません。Bは摩擦のない2材の重ね梁なのでI_B＝2I_A、スパンは2倍。δ_B/δ_A＝(2l/l)³×(I_A/I_B)＝8/2＝4です。高さ2aの一体断面のIにはしません。

正しい比です。Bは摩擦のない2材の重ね梁なのでI_B＝2I_A、スパンは2倍。δ_B/δ_A＝(2l/l)³×(I_A/I_B)＝8/2＝4です。高さ2aの一体断面のIにはしません。

長さと曲げ剛性の両方を入れると、この比にはなりません。Bは摩擦のない2材の重ね梁なのでI_B＝2I_A、スパンは2倍。δ_B/δ_A＝(2l/l)³×(I_A/I_B)＝8/2＝4です。高さ2aの一体断面のIにはしません。

右柱脚はローラーで水平反力0、左柱脚が水平荷重Pに抵抗します。左柱頭の曲げの大きさは2Pl、右柱の曲げは0。鉛直反力は左P・右3Pなので、梁中央の曲げは3Pl。引張側に描いた図1が一致します。

左柱頭の曲げはP×2l＝2Plで、4Plではありません。また梁中央は3Plです。左柱頭と中央の双方の数値がつり合いに合いません。

右柱には水平反力も途中の水平荷重もなく、柱脚曲げも0なので、右柱の曲げは全長で0です。右柱にも曲げを描いている点が誤りです。

右柱に曲げを描く点が合いません。左柱頭2Pl、右柱0、梁中央3Plが正しく、中央5Plという値も誤りです。

屋根梁の両端曲げの大きさは各M_p、スパンは2l。せん断力はQ_b＝(M_p＋M_p)/(2l)＝M_p/lです。

P＝2M_p/lを用い、全体の転倒モーメントのつり合いを取ります。V×2l＋2M_p＋2M_p＝P×l＋2P×2l＝5Pl。V＝3M_p/lです。

柱の微小回転をθとすると2階変位lθ、屋根変位2lθです。外力仕事は5Plθ、塑性ヒンジの内部仕事は10M_pθ。等置してP＝2M_p/lとなります。

下層全体のせん断力はP＋2P＝3P＝6M_p/l。左右の柱の条件が同じなので、柱1本は半分の3M_p/lです。6M_p/lを右柱1本へ割り当てている点が誤りです。

つり合いから得る符号又は大きさが合いません。対称荷重から左右の反力は各2P。ABを横切って左側を取り出すと、上向き2Pと下向きPの差のPを、ABの下向き成分で打ち消します。引張を正としたN_AB/√2＝Pより、N_AB＝＋√2Pです。

つり合いから得る符号又は大きさが合いません。対称荷重から左右の反力は各2P。ABを横切って左側を取り出すと、上向き2Pと下向きPの差のPを、ABの下向き成分で打ち消します。引張を正としたN_AB/√2＝Pより、N_AB＝＋√2Pです。

つり合いから得る符号又は大きさが合いません。対称荷重から左右の反力は各2P。ABを横切って左側を取り出すと、上向き2Pと下向きPの差のPを、ABの下向き成分で打ち消します。引張を正としたN_AB/√2＝Pより、N_AB＝＋√2Pです。

正しい符号と大きさです。対称荷重から左右の反力は各2P。ABを横切って左側を取り出すと、上向き2Pと下向きPの差のPを、ABの下向き成分で打ち消します。引張を正としたN_AB/√2＝Pより、N_AB＝＋√2Pです。

実長だけでなく端部・横移動の条件を入れると、この順序にはなりません。有効座屈長さはAが2×2h＝4h、Bが5h、Cが0.5×6h＝3h。E・Iは同じでP_e＝π²EI/L_k²なので、最短のCが最大、最長のBが最小となりP_C＞P_A＞P_Bです。

実長だけでなく端部・横移動の条件を入れると、この順序にはなりません。有効座屈長さはAが2×2h＝4h、Bが5h、Cが0.5×6h＝3h。E・Iは同じでP_e＝π²EI/L_k²なので、最短のCが最大、最長のBが最小となりP_C＞P_A＞P_Bです。

正しい順序です。有効座屈長さはAが2×2h＝4h、Bが5h、Cが0.5×6h＝3h。E・Iは同じでP_e＝π²EI/L_k²なので、最短のCが最大、最長のBが最小となりP_C＞P_A＞P_Bです。

実長だけでなく端部・横移動の条件を入れると、この順序にはなりません。有効座屈長さはAが2×2h＝4h、Bが5h、Cが0.5×6h＝3h。E・Iは同じでP_e＝π²EI/L_k²なので、最短のCが最大、最長のBが最小となりP_C＞P_A＞P_Bです。

T≦T_cの短周期範囲ではR_t＝1で、その後は周期が長くなるほど低下します。T_cは第1種0.4秒、第2種0.6秒、第3種0.8秒。低下が始まった後の同じ周期では、一般に第3種の値が大きく、図1が一致します。

一定区間の後の地盤別の上下関係が逆です。第1種地盤が最も上ではなく、同じ周期では第3種が第1種以上になります。短周期で各曲線が1に重なる範囲もあります。

地盤別の大小の方向は合っていますが、ごく短い周期から低下させる描き方が誤りです。規定ではT≦T_cにR_t＝1の一定区間があります。

短周期での一定区間が適切でなく、地盤種別による曲線の上下関係も逆です。第1種ほど短い周期から低下し、第3種ほど長い周期まで1を保ちます。

学校の屋上広場を実況によらず計算する場合、施行令第85条第1項の表では百貨店・店舗の売場の数値を用います。床用は売場2900N/m²、教室2300N/m²で異なるため、教室の値をそのまま採用できません。

雪下ろしを行う慣習がある地方では、その実況に応じて垂直積雪量を1mまで減らす扱いがあります。低減して設計した建物では、雪下ろしの条件を出入口等の見やすい場所へ表示する扱いも合わせて確認します。

都市部では地表の障害物により平均風速が低下し、同じ高さのErは平坦地より小さい。

下層は上の各階の慣性力を累積して受け、最下層の層せん断力が最大となる。

風圧は見付面積が方向ごとに異なるため、それぞれの方向の必要壁量を満たす。

圧縮を負担する木製筋かいは厚さ3cm以上・幅9cm以上を確保する。

出題時の9cm角筋かいは片筋かいの倍率3ですが、たすき掛けで単純に3＋3＝6とはできません。倍率の上限は5なので、6倍として必要壁量を満たしたと判断するのは不適切です。

耐力要素の筋かいを欠き取らず、交差する間柱側を欠き取る。

北側側端の面積は10×2＝20m²。必要壁量20×0.15＝3mとなる。

北側のX方向壁の長さ合計は5m、倍率1なので存在壁量5m。

壁量充足率は5/3＝約1.67で、1を超える。

北側の壁量充足率5/3に対し、南側は2/3です。小さい方÷大きい方＝(2/3)/(5/3)＝0.4で、0.5を超えていません。北側だけが1を超えていても、両側とも1を超える場合の例外には当たりません。

図のように最上階のL形柱梁接合部を開く向きの曲げが作用すると、主筋の定着力等により接合部の外側へ割裂状のひび割れが生じることがあります。図の位置・向きは原因と対応しています。

柱から外へ張り出すフーチングを片持ち部分として見ると、地盤からの上向き反力に対して下面が引張になります。図2は上面からのひび割れを描いており、この荷重による曲げの引張側と一致しません。下向き荷重を受ける通常の片持梁の上端引張と混同しないことがポイントです。

周辺を梁で固定されたスラブに鉛直下向き荷重が作用すると、周辺部は負曲げとなり上面が引張になります。梁の近くのスラブ上面に描かれたひび割れは、この曲げと対応します。

耐力壁が乾燥収縮しようとしても、周辺の柱・梁等が自由な収縮を拘束すると壁に引張応力が生じます。図の縦方向のひび割れは、この拘束された乾燥収縮と対応します。

あばら筋量を増すとひび割れ後のせん断抵抗が増し、梁のせん断強度を高められる。

Fcに対するせん断応力度比を大きくすると脆いせん断破壊に近づき、靱性を低下させる。靱性確保には比を抑える。

Fcを高めるとコンクリートのせん断抵抗が増し、一般に柱のせん断強度が高くなる。

側柱の帯筋は壁端の圧縮を拘束し、曲げ降伏する壁の圧壊を遅らせて靱性を改善する。

主筋間のあきが大きいと、それぞれの鉄筋を取り囲むコンクリートの余裕が増し、一般に付着割裂強度は大きくなる側です。小さくなるという大小関係が逆です。鉄筋径やかぶり・横補強等も関係します。

太径筋はかぶり/径が小さくなり、隅角部の付着割裂を起こしやすい。

帯筋・あばら筋・中子筋は割裂を拘束するため、その効果を付着割裂強度へ考慮できる。

端部のせん断ひび割れにより主筋応力が一定となる範囲では付着の伝達が効きにくく、残りの長さで必要付着を評価する。

許容曲げはコンクリートの引張を無視し、圧縮コンクリートと鉄筋の抵抗を考慮する。

同じ径のSD345・SD390は、長期許容引張応力度の上限が同じです。例えばD25以下ではいずれも215N/mm²、D29以上では195N/mm²。同じ断面積の鉄筋をSD390へ替えるだけでは、長期の許容曲げモーメントは大きくなりません。短期の許容値の違いとは分けます。

短期許容せん断はコンクリートとせん断補強筋の抵抗で計算し、主筋のせん断分担は通常無視する。

開口補強には既存の縦・横筋の寄与を適切に評価し、不足分を補強筋で確保できる。

保有耐力接合では接合部の破断耐力を軸部の降伏耐力より大きくする。設問の大小は逆で、先行破断を招く。

溝形鋼等の偏心接合では全断面に応力が均一に伝わらず、突出脚の無効部分を低減する。

横移動を拘束された両端ピン柱は、有効座屈長さを節点間距離とする。

均等補剛が難しい場合、塑性化する梁端を重点的に横補剛する方法がある。

伸び能力のあるアンカーボルトは、ねじ部が先に破断せず軸部の十分な塑性変形を許す。

根巻内で鉄骨の曲げを急にRCへ渡すため、上部鉄骨のせん断より根巻部のせん断が大きくなる。

根巻高さは柱せいの2.5倍以上等を確保し、必要な剛性・力の伝達能力を得る。

埋込み柱脚では基礎コンクリート上端より下の埋込み部分にも変形が生じます。そのため、上端を完全固定点として鉄骨柱の剛性を算定すると拘束を過大に評価します。一般的な剛性モデルでは、基礎上端より下がった位置を固定点とするなど、埋込み部の変形を反映させます。

主架構の高強度化で弾性範囲を広げ、ダンパーを先に塑性化させる設計は無損傷化に有効。

LY225は低降伏点と高い伸び能力を持ち、繰返し塑性化によるエネルギー吸収に適する。

取付部が柔らかいとそこに変形が逃げ、ダンパー変形が減る。制振効果を高めるには取付部剛性を確保する。

履歴ダンパーは繰返し塑性変形を受けるため、累積損傷度による疲労確認が必要。

冷間プレス成形した角部は加工硬化によって強度が上がる一方、伸び・変形性能は低下する傾向があります。「強度及び変形性能がともに高くなる」の後半が誤りです。強度が高いことと靱性が高いことは同じではありません。

柱梁接合のダイアフラムには通し・内・外の各形式があり、梁フランジ力を伝える。

柱継手は一般に現場溶接となり、曲げ応力が小さく施工しやすい位置に配置する。

冷間成形角形鋼管柱のルート1-1はC0≧0.3と柱応力の割増しによる確認が必要。

杭の水平抵抗は杭頭付近の地盤が支配するため、約5m又は杭径の約5倍等の必要な範囲で水平載荷試験を行う。

平板載荷試験が直接把握するのは浅い範囲で、概ね板幅の1.5〜2倍深さまで。下部軟弱層は別調査が必要。

常時微動から卓越周期を推定でき、地盤種別・振動特性の評価に利用する。

一軸圧縮試験は側方から拘束圧を加えずに圧縮し、一軸圧縮強さq_uや変形特性等を調べます。この試験だけで内部摩擦角φを独立に決めることはできません。φと粘着力cの評価には、異なる拘束圧の三軸試験等を用います。

周面摩擦抵抗は比較的小さい沈下で発揮され、先端抵抗が十分に発揮されるには、より大きな沈下が必要です。本肢はその順番を逆にしています。どちらか一方しか作用しないという意味ではなく、十分に発揮される沈下量の違いです。

液状化は杭周地盤の横抵抗を低下させるため、水平地盤反力係数を低減する。

地下室の浮力が建物重量を上回る場合に備え、杭の引抜き抵抗と接合部を確認する。

出題時の所定の杭先端支持力の計算では、先端付近の平均N値を用い、60を超える場合は60とする扱いです。N値60超をそのまま比例的に耐力へ加算することはしません。工法・適用式の条件も必要です。

隣接掘削等で有効な根入れが失われる場合があるので、根入れ深さの評価に周辺条件を考慮する。

杭頭の固定度を上げると回転を抑えるための曲げが杭頭に生じます。同じ地盤・杭・水平力等の条件で長い杭を比較する場合、一般に杭頭曲げモーメントは大きくなります。杭頭の水平変位が小さくなることと混同しません。

杭長・支持条件が異なると水平剛性の差が生じ、杭の分担差や基礎のねじれにつながる。

沈下地盤は杭へ下向きの負の摩擦を与え、支持力・軸力・沈下の追加検討が必要。

プレテンションは先に緊張してコンクリートを打ち、硬化後に緊張を解放し付着でプレストレスを導入する。

柔らかい特定層へ変形とダンパーを集中させ、エネルギーを吸収する制振方式もある。

免震は住宅から超高層まで幅広い規模・用途へ適用できる。各建物の振動・転倒等の確認が必要。

平成29年の出題時における壁式RCの一般的な適用範囲は、地階を除く階数5以下かつ軒高20m以下です。軒高20mだけを満たしても、地上6階は一般的な適用範囲に入りません。壁式ラーメン等の別の構造形式と区別します。

合成梁の剛性用スラブ有効幅は、RC梁の有効幅の扱いを準用できる。

デッキとコンクリートが適切に一体化された合成スラブは、水平構面として面内せん断も伝達する。

CFTは充塡コンクリートが鋼管を支え、鋼管がコンクリートを拘束するため、一般に中空鋼管より塑性変形性能が高くなります。さらに内部コンクリートの熱容量・耐荷機構等により耐火性能も向上します。「耐火性能は同等」とする点が誤りです。必要な耐火被覆等は個別に確認します。

RCコアで水平力を負担し外周S造で長スパンをつくる形式は、開放的な空間に適する。

べた基礎は建物を面で支持し、基礎剛性を高めて不同沈下による損傷を抑えやすい。

細長い平面では床の面内変形が無視できない場合があり、短辺地震時に剛床を仮定しない。

応力度が許容値内でも、床が大きく揺れて使用上の不快感や支障が出る場合があります。床組の振動は固有振動数・振幅・減衰等により確認する必要があり、部材断面の応力度だけで検証したとはいえません。

片持ち部は上下動で先端変形と応力が増すため、所定の地震時上下振動を考慮して設計する。

X筋かいは引張側耐力と、圧縮側の座屈後に安定して残る耐力の和で評価できる。

山形鋼2本をガセット両側へ取り付けると偏心を小さくし、安定した力の伝達を図れる。

非埋込みSRC柱脚は、所定の累加方法に従ってアンカーボルト・支圧コンクリート・周囲RCの抵抗を評価する。

細長比λ＝L_k/i（座屈長さ÷断面二次半径）です。材種とL_kが同じなら、iが小さいほどλが大きくなって座屈に不利で、許容圧縮応力度は小さくなります。大きくなるという記述は逆です。

積層ゴムは水平に柔らかく鉛直に硬い。通常の方式では上下動の免震効果は期待しない。

面圧＝支持軸力/有効な水平断面積で求め、ゴムの圧縮・座屈性能を確認する。

通常の天然ゴム系積層ゴムは、圧縮力を支えつつ水平に変形する装置で、大きな引張軸力を負担させることには適しません。転倒による引張を抑える配置・重量計画や、引張に対応した装置・機構等を検討します。天然ゴム系を選ぶだけでは解決しません。

天然ゴム系アイソレータの減衰だけでは不足し、別のダンパーを組み合わせる。

木材は一般に気乾比重が大きいほど曲げ強度も大きい。

板目材では一般に木表側が木裏側より大きく収縮し、木表側を内側（凹）にして反ります。木裏側が大きく縮み、木裏側が凹になるという本肢の説明は逆です。木材の接線方向と半径方向で収縮率が異なることが背景にあります。

LVLは単板の繊維方向を主に平行にして積層した線材用材料。

CLTは層ごとの繊維を直交させた板状材料で、床・壁の面材に用いる。

細かいセメント粒子は比表面積が大きく、水和が進みやすいため初期強度発現が早い。

水中養生は必要な水分を保つので、同温度の大気中養生より一般に強度が高い。

G＝E/[2(1＋ν)]。νが約0.2ならGは約0.42Eで、0.4倍程度といえる。

局部的な支圧では、載荷部分の横への膨張が周囲のコンクリートに拘束されます。そのため、一般に全面圧縮より高い支圧強度が得られます。「小さい」は逆です。実際の評価には載荷面積と支承面積等の条件があります。

板厚40mm以下のSN400BのFは235N/mm²で、短期許容引張応力度もFとなる。

圧延組織や介在物の方向性により、板厚方向は面内より強度・延性が小さい傾向がある。

シャルピー吸収エネルギーは、衝撃によって破断するまでに材料が吸収するエネルギーを表します。大きいほど一般に靱性が高く、脆性破壊の防止に有利です。小さい材料を選ぶという本肢は逆です。

アルミニウムの線膨張係数は通常の鉄・鋼の約2倍で、温度変形が大きい。

日本住宅性能表示基準の耐震等級は1・2・3の順に要求性能が高くなります。例えば倒壊等防止の基準となる地震力の倍率は、等級1が1.0、等級2が1.25、等級3が1.5。3から1への変更は性能要求の引下げです。

角形鋼管は閉断面で横座屈のおそれがないため、所定の部材条件の下で許容曲げ応力度を許容引張応力度と同じにできます。ただし、長柱の圧縮座屈や局部座屈など、柱として必要な他の確認まで不要になるわけではありません。

本肢は、国土交通大臣が定めた所定の構造方法によるプレキャストRCの柱・梁を前提としています。その条件では直接土に接しない部分の最小かぶりを2cmとする扱いがあります。一般の現場打ちRC柱・梁の最小3cmを、一律に2cmへ減らせるという意味ではありません。

一般の鋼管杭では、強い酸性等の特別な腐食条件がないことを確認し、所定の腐食代として厚さ1mmを見込む方法を用います。特別に腐食が進みやすい環境まで、無条件に同じ値でよいとはしません。