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構造文章編第3回(構造計画・耐震計画-1) 建築士試験に独学で挑戦する方のために、過去問を使って問題の解き方・ポイント・解説などを行っています。過去問約20年分を1肢ごとにばらして、出題の項目ごとに分けてまとめています。1,2級両方載せていますので、1級受験の方は2級問題で慣らしてから1級問題に挑戦。2級受験の方は、時々1級の過去問題からも出題されますので参考程度に1級問題を見ておくと得点UPが狙えます!!全科目終わるには先の長い話ですが、勉強の参考になると嬉しいです!構造-6構造の問題は大きく構造力学(計算問題)と各種構造・建築材料(文章問題)に分かれます。ここでは、計算問題と文章問題を交互に紹介していきます。構造(文章)3.構造計画・耐震計画 今回は、文章問題の構造計画・耐震計画等に関する問題をまとめました。この分野は、前回紹介した荷重外力や、今後紹介する各種構造の分野とも共通する問題がでています。ここでは、敢えて重複する問題も紹介していますのでご了承ください。この分野は、2級でも1級でも必ず数問出題されるところです。特によく出ているのが、構造計算の概要です。2級ではルート2が、1級ではルート3が特に多いので、法規と合わせて学習することをお勧めします!! その他、構造計画一般はとても広範囲から出題されますので、新傾向問題が多く難しい問題も多いいところです。この分野も内容が多いので、数回に分けて紹介していきます。1回目は、構造計算の概要を途中までです。(問題は、一部修正しているものもあります。) ***************************************************************** 問題 □ 構造計算の概要1-1 一次設計・二次設計について(2級)1 建築物の外壁から突出する部分の長さが2mを超える片持ちのバルコニーを設ける場合、 当該部分の鉛直震度に基づき計算した地震力に対て安全であることを確かめる必要があ る。(2級H26)2 まれに発生する地震に対して、建築物が損傷しないようにすることは、耐震設計の目標 の一つである。(2級H27)3 建築物の耐震設計は、稀に発生する地震(中程度の地震)に対して損傷による性能の低 下を生じないことを確かめる一次設計と、極めて稀に発生する地震(最大級の地震)に 対して崩壊・倒壊等しないことを確かめる二次設計から構成される。(2級H29)4 耐震設計の一次設計では、稀に発生する地震(中程度の地震)に対して建築物の損傷に よる性能の低下を生じさせないことを確かめる。(2級H30)5 中程度の(稀に発生する)地震動に耐して、建築物の構造耐力上主要な部分に損傷が生 じないことは、耐震設計の要求性能の一つである。(2級R03)6 耐震設計における二次設計は、建築物が弾性限を超えても、最大耐力以下であることや 塑性変形可能な範囲にあることを確かめるために行う。(2級R03)7 建築物の地上部分について、地震力に対する水平剛性の検討において、各階の層間変形 角が1/200以下であることを確認した。(2級H17)8 各階における層間変形角の値は、一次設計用地震力に対し、原則として、1/200以内と なるようにする。(2級H27,R02)9 極めて稀に起こる地震に対しては、建築物が崩壊や倒壊しないことを確かめる。 (2級H20)10 建築物が、極めて稀に発生する地震動に対して倒壊しないようにするこては、耐震設計 の目標の一つである。(2級R01,R04)1-2 一次設計・二次設計について(1級)1 建築物の一次固有周期は、同じ構造形式の場合、一般に、建築物の高さが高いものほど 長くなる。(1級H15)2 地震地域係数Zは、「許容応力度を検討する場合」と「保有水平耐力を検討場合」とに より異なる値を用いる。(1級H16)3 地表に設置された高さ4mを超える広告塔に作用する地震力については、一般に、水平震 度を0.5Z(Zは地震地域係数)以上として計算する。(1級H17)4 建築物のたわみや振動による使用上の支障が起こらないことを確認するために、梁及び スラブの断面の応力度を検討する方法を採用した。(1級H18)5 床構造の鉛直方向の固有振動数が小さい場合には、鉛直方向の震動によって居住性への 障害が生じないように検討を行う。(1級H19)6 地震時においては、応答加速度が上層ほど大きくなることを考慮して、一般に、地震層 せん断力係数Ciを上層ほど大きくする。(1級H20) 7 高さ30m、鉄骨鉄筋コンクリート造、地上7階建ての建築物において、外壁から突出す る部分の長さ2.5mの鉄筋コンクリート造の片持ち階段について、その部分の鉛直震度 を1.0Z(地震地域係数)として、本体への接続部も含めて安全性の検討を行った。 (1級H21)8 一次設計用地震力によって生じる各階の層間変形角が1/180となったので、別途に、帳 壁、内外装材、設備等に著しい損傷の生じるおそれがないことを確認した。(1級H22)9 鉄骨造の建築物の計画において、張間方向を純ラーメン構造、桁行方向をブレース構造 とする場合、方向別に異なる耐震計算ルートを適用してよい。(1級H23,H30,R04)10 層間変形角の確認において、構造耐力上主要な部分の変形によって建築物の部分に著し い損傷が生じるおそれのない場合には、層間変形角の制限値を1/120まで緩和できる。 (1級H23)11 梁及びスラブの各部分の応力度を検討することにより、構造部材のたわみや震動による 使用上の支障が起こらないことを確認した。(1級H26)12 屋根ふき材において、一つの屋根構面内の中央に位置する部位より縁に位置する部位の 方が、風による吹き上げ力が大きいものとして設計を行った。(1級H26)13 地震力を算定する場合に用いる鉄骨構造の建築物の設計用一次固有周期(単位 秒)は、 建築物の高さ(単位 m)に0.03を乗じて算出することができる。(1級H27)14 平面形状が長方形の鉄骨構造の建築物において、短辺方向を純ラーメン構造、長辺方向 をブレース構造とした場合、耐震計算ルートは両方向とも同じルートとする必要がある。 (1級H27)15 耐震計算を行う場合に用いるAiは、多数の地震応答解析結果の蓄積から、それらをまと めたものに基づき定められた、設計用層せん断力を求めるための高さ方向の分布を表す 係数である。(1級H28)16 鉄筋コンクルート造建築物の設計用一次固有周期Tを、略算法ではなく固有値解析等の 精算によって求める場合には、建築物の振動特性はコンクリートにひび割れのない初期 剛性を用い、基礎や基礎杭の変形はないものと仮定する。(1級H28,R02)17 片流れ屋根の屋根葺き材の構造設計において、風による吹き上げ力は、屋根面の中央に 位置する部位より、縁に位置する部位のほうを大きくする。(1級H30)18 補強コンクリートブロック造の塀の構造設計に用いる地震力は、地表面から突出する構 造物となる煙突に準じたものとなる。(1級R03)19 建築物の屋上から突出する水槽等の耐震設計において、転倒等に対して危険を防止する ための有効な措置が講じられている場合は、地震力を一定の範囲内で減じることができ る。(1級R03)20 高層建築物に設置する設備機器の耐震設計において、設計用水平震度は、一般に、中間 階に比べて上階の方を大きくする。(1級R03)21 一端固定状態のエスカレーターにおける固定部分の設計用地震力の算定において、設計 用鉛直標準震度は、一般に、すべての階で同じ数値とする。(1級R03)22 木質構造の採用や、ハーフPC床版利用による型枠用合板の使用量低減等、地球環境との 共生に寄与した設計が求められている。(1級R04)23 地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiは、一般に、建築物の上階 になるほど、また、建築物の設計用一次固有周期Tが長くなるほど、大きくなる。 (1級R04)2 許容応力度計算(ルート1)(1級)1 高さ10m、鉄筋コンクリート造、地上3階建ての建築物の場合、鉄筋コンクリート造の 柱・耐力壁の水平断面積が規定値を満足しているので、保有水平耐力の算出を行わなか った。(1級H18)2 延べ面積100㎡、高さ5m、鉄筋コンクリート造、平家建ての建築物の場合、仕様規定を すべて満足しているので、保有水平耐力の算出を行わなかった。(1級H18)3 高さ13mかつ軒の高さ9mの2階建て、延べ面積500㎡の鉄骨造の建築物において、偏心 率が0.18となったが、梁スパン長さが6m以下であったので、標準せん断力係数C₀を0.3 として許容応力度計算を行った。(1級H22)4 耐震計算において、高さ10m、鉄筋コンクリート造、地上3階建ての建築物の場合、鉄 筋コンクリート造の柱・耐力壁の水平断面積が所定の値を満足していれば、保有水平耐 力の算出は行わなくてもよい。(1級H23)3-1 許容応力度等計算(ルート2)(2級)1 建築物の地上部分について、高さ方向の剛性分布のバランスの検討において、各階の剛 性率が、6/10以上であることを確認した。(2級H17)2 建築物の地上部分について、平面的な剛性分布のバランスの検討において、各階の偏心 率が、15/100以下であることを確認した。(2級H17)3 偏心率は、建築物の各階平面内の各方向別に、重心と剛心の偏りのねじり抵抗に対する 割合として求める。(2級H21)4 剛性率は、各階の層間変形角の逆数を建築物全体の層間変形角の逆数の平均値で除した 値であり、その値が小さいほど、その階に損傷が集中する危険度が高いことを示してい る。(2級H25)5 偏心率は、各階の重心と剛心との距離(偏心距離)を当該階の弾力半径で除した値であ り、その値が大きいほど、その階において特定の部材に損傷が集中する危険性が高いこ とを示している。(2級H25,H27,R04)6 建築物の偏心率は、計算しようとする方向について、各階の偏心距離を当該階の弾力半 径で除した値である。(2級H26,H29)7 建築物の剛性率は、計算しようとする方向について、各階の層間変形角を建築物全体の 層間変形角の平均値で除した値である。(2級H26,H29)8 地震時に建築物のねじれが生じないようにするため、建築物の重心と剛心との距離がで きるだけ小さくなるように計画する。(2級H30)9 建築物の各階の偏心率は、「各階の重心と剛心との距離(偏心距離)」を「当該階の弾 力半径」で除した値であり、その値が大きいほど、その階に損傷が集中する危険性が高 い。(2級R01)10 建築物の各階の剛性率は、「各階における層間変形角の逆数」を「全ての階の層間変形 角の逆数の平均」で除した値であり、その値が大きいほど、その階に損傷が集中する危 険度が高い。(2級R01)11 建築物の各階における重心と剛心の距離ができるだけ大きくなるように、耐力壁を配置 した。(2級R03)12 建築物の各階の剛性率は、「各階の層間変形角の逆数」を「全ての階の層間変形角の逆 数の相加平均の値」で除した値である。(2級R03)3-2 許容応力度等計算(ルート2)(1級)1 高さ40m、鉄骨鉄筋コンクリート造、地上10階建ての建築物の場合、剛性率及び偏心率 が規定値を満たしているので、保有水平耐力計算によらず、許容応力度等計算を行った。 (1級H18)2 高さ20m、鉄骨造、地上5階建ての建築物の場合、層間変形角が1/200以下であることの 確認及び保有水平耐力が必要保有水平耐力以上であることの確認をおこなった。 (1級H18)3 高さ25mの鉄骨鉄筋コンクリート造、地上6階建ての建築物の構造計算において、塔状 比が4.9であり、剛性率及び偏心率の規定値を満足していたので、許容応力度等計算によ り安全性の確認を行った。(1級H21)4 高さ30m、鉄骨鉄筋コンクリート造、地上7階建ての建築物において、3階の耐力壁の量 が4階に比べて少ない計画とする必要があったので、3階の耐力壁が取りつかない単独柱 については、曲げ降伏先行となるようにせん断耐力を高めた。(1級H21)5 各階で重心と剛心が一致しているが、剛性率が0.6未満の階があると、地震時にねじれ振 動を起こし損傷を受けやすい。(1級H23)6 地上5階建ての鉄骨造の建築物において、保有水平耐力を算定しなかったので、地震力の 75%を筋かいが負担している階では、その階の設計地震力による応力の値を1.5倍して各 部材の断面を設計した。(1級H27)4-1 保有水平耐力計算(ルート3)(2級)1 大地震に対して、十分な耐力を有していることを確かめるために、建築物の地上部分に ついて、保有水平耐力が必要保有水平耐力以上であることを確認した。(2級H17)2 ピロティ階の必要保有水平耐力は、「剛性率による割増係数」と「ピロティ階の強度割 増係数」のうち、大きいほうの値を用いて算出した。(2級H20,H24,H28,R03)4-2 保有水平耐力計算(ルート3)(1級)1 建築物の保有水平耐力を算定する場合、炭素鋼の構造用鋼材のうち、日本産業規格 (JIS)に定めるものについては、材料強度の基準強度を1.1倍まで割増することがで きる。(1級H15,H27)2 構造特性係数DSは、架構が靭性に富むほど小さくなり、減衰が大きい程小さくなる。 (1級H16)3 鉄筋コンクリート構造の建築物において、保有水平耐力を大きくするために耐力壁を多 く配置すると、必要保有水平耐力も大きくなる場合がある。(1級H17)4 鉄骨造の純ラーメン構造の耐震設計において、必要とされる構造特性係数Dsは0.25で あったが、0.3として保有水平耐力の検討を行った。(1級H18,H23)5 構造特性係数Dsが0.3の建築物において、保有水平耐力が必要保有水平耐力の1.05倍と なるように設計した場合、大地震の際に大破・倒壊はしないが、ある程度の損傷は受け ることを許容している。(1級H19)6 各階の保有水平耐力の計算による安全確認において、一般に、偏心率が一定の限度を 超える場合や、剛性率が一定の限度を下回る場合には、必要保有水平耐力を大きくす る。(1級H19,H25)7 鉄骨造の建築物の必要保有水平耐力の検討に当たって、ある階の保有水平耐力に占める 割合が50%となる筋かいを配置する場合は、筋かいのない純ラーメンの場合に比べて、 構造特性係数Dsを小さくすることができる。(1級H19,H25)8 剛接架構と耐力壁を併用した鉄筋コンクリート造の場合、柱及び梁並びに耐力壁の部材 群としての種別が同じであれば、耐力壁の水平耐力の和の保有水平耐力に対する比βuに ついては、0.2である場合よりも0.7である場合のほうが、構造特性係数Dsを小さくする ことができる。(1級H20)9 地上6階建ての建築物(1階が鉄骨鉄筋コンクリート造、2階以上が鉄骨造)の構造計算 において、2階以上の部分の必要保有水平耐力を、鉄骨造の構造特性係数Dsを用いて計 算した。(1級H21)10 高さ31mの鉄筋コンクリート造の建築物において、偏心率が規定値を超えたので、保有 水平耐力の確認を行った。(1級H22)12 構造特性係数Dsは、一般に、架構が靭性に富むほど大きくすることができる。 (1級H24,R04)13 Qunは、各階の変形能力を大きくし、建築物の一次固有周期を長くすると大きくなる。 (1級H26)14 Quは、建築物の一部又は全体が地震力の作用によって崩壊機構を形成する場合の各階の 柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和である。(1級H26)15 Quの算出において、鉄筋コンクリート構造のスラブ付き梁については、スラブの鉄筋に よる効果を考慮して、終局曲げモーメントを計算する。(1級H26)16 Quの算出において、鉄筋コンクリート構造の梁の曲げ強度を算定する場合、主筋にJIS 規格のSD345を用いれば、材料強度を基準強度の1.1倍とすることができる。 (1級H26)17 鉄骨造の純ラーメン構造の耐震設計において、ある階の必要とされる構造特性係数Dsは 0.25であったが、他の階で構造特性係数Dsが0.3となる階があったので、全体の構造特 性係数Dsを0.3として保有水平耐力の検討を行った。(1級H26)18 「曲げ降伏型の柱・梁部材」と「せん断破壊型の耐震壁」により構成される鉄筋コンク リート構造の建築物の保有水平耐力は、一般に、それぞれの終局強度から求められる水 平せん断力の和とすることができる。(1級H15,H27)19 各階の保有水平耐力計算において、偏心率が所定の数値を上回る場合又は剛性率が所定 の数値を下回る場合には、必要保有水平耐力の値を割り増す。(1級H28)20 鉄筋コンクリート造建築物の必要保有水平耐力の計算において、一般に、柱・梁部材に 曲げ破壊が生じる場合は、せん断破壊が生じる場合に比べて、構造特性係数Dsを大きく しなければならない。(1級H28)21 鉄筋コンクリート造において、部材のせん断耐力を計算する場合のせん断補強筋の材料 強度は、JIS規格品の鉄筋であっても、せん断破壊に対する余裕度を確保するために基 準強度の割増しはしない。(1級H30)22 保有水平耐力は、建築物の一部又は全体が地震力の作用によって崩壊機構を形成すると きの、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和としてもよい。 (1級H30)23 各階の保有水平耐力の計算による安全性の確認において、ある階の偏心率が所定の数値 を上回る場合、全ての階について必要保有水平耐力の割増をしなければならない。 (1級H30)24 構造特性係数Dsは、一般に、架構が靭性に富むほど小さくすることができる。 (1級R01)25 構造特性係数Dsは、一般に、架構の減衰が小さいほど小さくすることができる。 (1級R02)26 各階の保有水平耐力計算において、剛性率が0.6を下回る場合、又は、偏心率が0.15を 上回る場合には、必要保有水平耐力の値を割増する。(1級R02)27 保有水平耐力計算における必要保有水平耐力の算定では、形状特性を表す係数Fesは、 各階の剛性率及び偏心率のうち、それぞれの最大値を用いて、全階共通の一つの値と して算出する。(1級R04)**************************************************************** 解説□ 構造計算の概要 1. 一次設計・二次設計について① 構造計算が必要な建物規模は、法20条1項にて規定されている。② 一次設計:常時及び稀に作用する荷重に対しての検討(許容応力度による安全性の検討、 たわみによる使用上の検討、屋ねふき材等の検討)、建築物の損傷による性能低下をさ せないことを確認 二次設計:極めて稀に作用する荷重に対しての検討し建築物が、崩壊や倒壊をしないこと を確認する③ 一次設計で行う安全性の検討は、応力度により強度の検討を行い、使用上の検討は、剛性 によりたわみの検討を行う。④ 使用上の検討では、床構造の鉛直方向の固有振動数が10Hzを下回る(振動がゆっくりに なる)と、居住性に障害がでる。震動障害を防ぐには、床の曲げ剛性(EI)を高める。 ⑤ 耐震計算ルート2,3を適用する場合は、標準せん断力係数C₀を0.2以上とした地震力によ り生ずる層間変形角(水平方向の層間変位をその階の高さで除した値)を1/200以内とし なければならない。ただし、帳壁、内外装材、設備等に著しい損傷が生じるおそれの無い ことを確認すれば、1/120まで緩和することができる。 ⑥ 一つの建物で、はり間方向、けた行の方向別に異なった耐震計算ルートを適用してよいが、 階ごとに異なるルートを適用してはならない。 1-1 一次設計・二次設計について(2級)1 〇 建築物の外壁から突出する部分の長さが2mを超える片持ちバルコニー等を設ける 場合は、鉛直震度1.0Z以上の鉛直力を考慮して地震力に対して安全性を確かめな ければならない。(平19年国交省告示第594号) 正しい2 〇 耐震設計の目標は、稀に生じる程度の地震(存在期間中に1回以上は遭遇する可能 性のある地震、中程度の地震)に対しては損傷が生じないように、極めて稀に生じ る程度の地震(数百年に一度程度起こる地震、最大級の地震)に対しては倒壊・崩 壊を防ぐことである。 正しい3 〇 建築物の耐震設計は、一次と二次の2段階の安全確認を行う。一次は、稀に生じる 地震に対して損傷しないこと。二次設計は、極めて稀にみる地震に対して崩壊・倒 壊しないことを確かめる。 正しい4 〇 建築物の耐震設計の一次設計では、稀に生じる地震に対して損傷による性能低下を 生じさせないことを確かめる。 正しい5 〇 建築物の耐震設計の一次設計では、稀に生じる地震に対して損傷による性能低下を 生じさせないことを目標にしている。 正しい6 〇 建築物の耐震設計の二次設計では、極めて稀に生じる地震に対して倒壊・崩壊をさ せないことを目標とし、塑性化は許容している。建物が損傷することはやむお得な いが、倒壊はさせず人命等を守る考え方。 正しい7 〇 一次設計用地震力(C₀=0.2)によって生ずる各階の層間変形角は1/200以内としな ければならない。ただし、帳壁、内外装材、設備等に著しい損傷の生じるおそれが ない場合は、1/120以内まで緩和することができる。 (建基基準法施行令第82条の2) 正しい8 〇 一次設計用地震力(C₀=0.2)によって生ずる各階の層間変形角は1/200以内としな ければならない。ただし、帳壁、内外装材、設備等に著しい損傷の生じるおそれが ない場合は、1/120以内まで緩和することができる。 (建基基準法施行令第82条の2) 正しい9 〇 稀に発生する地震には建築物が損傷しないように検討する(一次設計)が、極めて 稀に発生する地震においては建築物が崩壊や倒壊しないことを確かめる(二次設計) 正しい10 〇 極めて稀に発生する地震においては建築物が崩壊や倒壊しないことを確かめるのが 二次設計の耐震目標である 正しい1-2 一次設計・二次設計について(1級)1 〇 設計用一次固有周期は、略算でもとめる場合 T=h(0.02+0.01α)となり、高さ hが高いものほど長くなる。 正しい2 × 許容応力度を検討する場合(一次設計)の地震力を計算する場合の Ci=Z・Rt・Ai・C₀に使うZと、必要保有水平耐力(二次設計)を算出する場合の Qud=Z・Rt・Ai・C₀・Wiを計算する場合のZは同じ数値を用いる。 誤り3 〇 高さ4mを超える広告塔、8mを超える高架水槽等の工作物は、水平震度k≧0.5Z として、地震力(P=k・w)を算定する。 正しい4 × たわみ(使用上の検討)は、剛性(EI)で検討し、強度(安全上の検討)は応力 度で検討する。 誤り5 〇 床構造の鉛直方向の固有振動数が10Hzを下回る(振動がゆっくりとなる)と震動障 害が生じる。そのために、一次設計において、たわみの検討を行う。 正しい6 〇 Ci=Z・Rt・Ai・C₀により、Aiの効果によりCiは上層ほど大きくなる。 正しい7 〇 建築物の外壁から突出する部分の長さが2mを超える片持ちバルコニー等を設ける場 合は、鉛直震度1.0Z以上の鉛直力を考慮して地震力に対して安全性を確かめなけれ ばならない。(平19年国交省告示第594号) 正しい8 〇 一次設計用地震力によって生ずる各階の層間変形角は1/200以内としなければならな いが、帳壁、内外装材、設備等に著しい損傷の生じるおそれがない場合は、1/120以 内まで緩和することができる(建基基準法施行令第82条の2) 正しい9 〇 方向別に異なる耐震ルートを適用してもよいが、階によって異なってはならない。 正しい10 〇 一次設計用地震力によって生ずる各階の層間変形角は1/200以内としなければならな いが、帳壁、内外装材、設備等に著しい損傷の生じるおそれがない場合は、1/120以 内まで緩和することができる(建基基準法施行令第82条の2) 正しい11 × たわみ(使用上の検討)は、剛性(EI)で検討し、強度(安全上の検討)は応力度 で検討する。 誤り12 〇 屋根ふき材や外装材に用いる風圧力は、平均速度圧×ピーク風力係数で求める。ピー ク風力係数は、屋根面の周辺やコーナー部分の壁で大きくなるので、風による吹き 上げ力は、屋根平面内の中央部より縁の方が大きくなる。 (平成12年建設省告示第1458号) 正しい13 〇 設計用一次固有周期は、略算でもとめる場合 T=h(0.02+0.01α)となる。鉄骨 造の場合はα=1となり、T=0.03hとなる。 正しい14 × 方向別に異なる耐震ルートを適用してもよいが、階によって異なってはならない。 誤り15 〇 Aiは、建築物の振動特性に応じて地震層せん断力係数の高さ方向の分布を表す係数 であり、設計用一次固有周期Tと高さ方向の建築物重量の分布の影響を受ける。 (建築基準法施行令第88条) 正しい16 〇 設計用一次固有周期を精算で求める場合は、初期剛性(ひび割れによる初期剛性の 低下が生じる前の剛性)を用いる。また、基礎及び基礎杭の変形を考慮してはなら ない。(建築物の構造関係技術基準解説書) 正しい17 〇 屋根ふき材や外装材に用いる風圧力は、平均速度圧×ピーク風力係数で求める。ピー ク風力係数は、屋根面の周辺やコーナー部分の壁で大きくなるので、風による吹き 上げ力は、屋根平面内の中央部より縁の方が大きくなる。 (平成12年建設省告示第1458号) 正しい18 〇 補強コンクリートブロック造の構造計算に用いる地震力(せん断力=Csi×W、 Csi:高さ方向の分布係数 W:固定荷重と積載荷重の和)は、煙突等のせん断力 (せん断力=Csi×W)と同じ。(平成12年建設省告示第1355号、第1449号) 正しい19 〇 建築物の屋上から突出する水槽等は、転倒、移動等による危害を防止するための 有効な措置が講じられている場合は、地震力を1/2を超えない範囲で低減すること ができる。(平成12年建設省告示第1389号) 正しい20 〇 建築物は建築物は上層ほど振動により加速度が大きくなるため、設計用水平震度の 中間階より上階の方が大きくなる。(平成12年建設省告示第1388号) 正しい21 × 建築物は上層ほど振動により加速度が大きくなるため、設計用鉛直標準震度は1階 (0.2)より上層階(1.0)の方が大きくなる。 (平成25年国土交通省告示第1046号) 誤り22 〇 カーボンニュートラルの観点からの木質構造の採用や廃棄物の削減など、サスティ ナブルな社会形成のためにも設計の段階から環境共生を考慮した設計が求められて いる。 正しい23 〇 Aiは、建築物の振動特性に応じて地震層せん断力係数の高さ方向の分布を表す係数 であり、建築物の上階ほど、また、設計用一次固有周期Tが長くなるほど大きくな る。 正しい2 許容応力度計算(ルート1)① 二次設計における耐震計算ルート1~3の区別は、建築基準法第20条1項による建物区分によ り、施行令第81条による構造計算により分かれている。② ルート-1(許容応力度計算) 木造(3階建以上、500㎡超、高さ13m軒高9m以下) 木造以外(2階建以上、200㎡超でルート2より小さい規模)) (法20条1項三号、令81条3項) ③ ルート-2(許容応力度等計算) 木造(高さ13m超、軒高9m超、500㎡超) RC造(高さ20m超) S造(4階建以上、高さ13m超、軒高9m超) (法20条1項二号、令81条2項二号) ④ ルート-3(保有水平耐力計算):高さ31m超(法20条1項二号、令81条2項一号) ⑤ S造は、規模によりルート1-1とルート1-2に分かれる。2 許容応力度計算(ルート1)(1級)1 〇 RC造で高さ20m以下の建築物(柱・耐力壁の水平断面積規定値以上)は、ルート1 の規模に該当するので、保有水平耐力計算(ルート3)は行わなくてもよい。正しい 2 〇 RC造で高さ20m以下の建築物(柱・耐力壁の水平断面積規定値以上)は、ルート1 の規模に該当するので、保有水平耐力計算(ルート3)は行わなくてもよい。 正しい3 〇 S造の3階以下、高さ13m以下、軒高9m以下、スパン6m以下、500㎡以下の建築物 は、ルート1-1の規模に該当するため、偏心率の規定は関係ない。C₀=0.3として許 容応力度計算(ルート1)を行うことができる。 正しい4 〇 RC造で高さ20m以下の建築物(柱・耐力壁の水平断面積規定値以上)は、ルート1 の規模に該当するので、保有水平耐力計算(ルート3)は行わなくてもよい。正しい3 許容応力度等計算(ルート2)① 剛性率(各階の層間変形角の逆数/建築物全体の層間変形角の逆数の相加平均):0.6 (6/10)以上 各階の水平変形のしにくさの検討、剛性率の小さい階に変形や損傷が 集中する② 偏心率(偏心距離/弾力半径):0.15(15/100)以下 偏心率が大きい(剛心と重心 の距離が離れている)とねじれ振動を起こし、損傷が生じやすくなる③ 塔状比(高さ/幅):4以下 建築物の転倒の検討 ④ 剛性率、偏心率、塔状比が規定値から外れた場合は、ルート3以上の上位計算を行う ⑤ S造の耐震計算ルート2においては、筋かいの水平力分担率(β)に応じて、地震時水平 力の割増を行う。 Β>5/7(≒71%)の場合、割増倍率は1.5とする3-1 許容応力度等計算(ルート2)(2級)1 〇 剛性率(各階の層間変形角の逆数/建物全体の層間変形角の逆数の相加平均)は、 0.6(6/10)以上としなければならない。 正しい2 〇 平面的な剛性のバランス(偏心率)は、15/100以下とする。 正しい3 〇 偏心率は、重心と剛心の偏りを表し、15/100以下とする。 正しい4 〇 剛性率(各階の層間変形角の逆数/建物全体の層間変形角の逆数の相加平均)は、 0.6(6/10)以上としなければならない。 正しい5 〇 偏心率は、偏心距離を弾力半径で除して求める。0.15(15/100)以下とし、偏心 率が大きい(剛心と重心の距離が離れている)とねじれ振動が生じ損傷が生じやす くなる。 正しい6 〇 偏心率は、偏心距離を弾力半径で除して求める。0.15(15/101)以下とし、偏心 率が大きい(剛心と重心の距離が離れている)とねじれ振動が生じ損傷が生じやす くなる。 正しい7 × 剛性率は、各階の層間変形角の逆数を建築物全体の層間変形角の逆数の平均で除し た値である。 誤り8 〇 ねじれが生じないように、偏心率を小さく(剛心と重心の距離を短く)する。 正しい9 〇 偏心率は、偏心距離を弾力半径で除して求める。0.15(15/101)以下とし、偏心 率が大きい(剛心と重心の距離が離れている)とねじれ振動が生じ損傷が生じやす くなる。 正しい10 × 剛性率(各階の層間変形角の逆数/建物全体の層間変形角の逆数の相加平均)は、 0.6(6/10)以上としなければならない。小さいほど損傷の危険性が高い。誤り11 × 重心と偏心の距離はできるだけ小さくなるように耐力壁を配置すると、ねじれ損 傷が生じにくくなる。 誤り12 〇 剛性率は、各階の層間変形角の逆数を建物全体の層間変形角の逆数の相加平均で除 した値であり、0.6(6/10)以上としなければならない。 正しい3-2 許容応力度等計算(ルート2)(1級)1 × 高さ31m超の建物は、ルート3(保有水平耐力計算)又は限界耐力計算、時刻歴応 答解析を行わなければならない。許容応力度等計算(ルート2)を行う事は出来な い。 誤り2 〇 高さ20m、5階建のS造は、ルート2の規模だが、ルート3(保有水平耐力計算)を 行うことは問題ない。 正しい3 × 高さ25m、6階建のSRC造は、ルート2の規模だが、塔状比が規定値(4以下)を外 れた場合は、ルート3等の上位計を行わなければならない。許容応力度等計算(ルー ト2)を行う事は出来ない。 誤り4 〇 高さ30m、7階建のSRC造は、ルート2の規模なので、耐力壁が足りなく剛性率が 下がる場合は、柱がせん断破壊しないように、せん断補強筋量や断面を大きくする などしてせん断力を高め、曲げ降伏先行型となるように靭性を高める。 正しい5 × ねじれ変形は、偏心率が多きいときにおこる現象であり、重心と剛心が一致してい るときには起こらない。剛性率が0.6未満の場合は、特定の層にせん断力が集中し 層せん断等の損傷が生じる 誤り6 〇 S造ルート2でのβ割増しは、β>5/7(≒71%)の場合、水平力を1.5倍して計算を 行う。 正しい4 保有水平耐力計算(ルート3)① 保有水平耐力Qu(建物の支える力) ≧ 必要保有水平耐力Qun(大地震時の建物に係る 力)を確認する② 保有水耐力の確認は、各階、各方向(X,Y方向)ごとに行う。DsやFesの数値も各階、各 方向ごとに決まる。③ 保有水平耐力Qu:建築物の一部又は全体が地震力によって崩壊メカニズムを形成すると き、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和④ 必要保有水平耐力Qun=Ds×Fes×Qud Ds:構造特性係数(構造に応じた減衰性及び靭性を考慮した低減係数) (S造0.25~0.5以上 RC造0.3~0.55以上) Fes:形状係数(剛性率、偏心率に応た割増係数1.0~3.0) Qud=Z×Rt×Ai×C₀×Wi(C0=1.0以上)⑤ 構造特性係数Dsは、架構が靭性に富むほど、また、減衰が大きいほど、地震エネルギーの 吸収が大きくなるので、小さくなる。⑥ 形状係数Fesは、偏心率が一定の限度を超える場合や、剛性率が一定の限度を下回る場合 には大きくなる⑦ 同じ規模の鉄骨造で、筋かいがある場合とない場合では、ある場合のほうが靭性や変形能 力が小さくなり、Dsは大きくなる⑧ 同じ規模の鉄筋コンクリート造の建築物で、耐力壁が負担する水平力が大きい(水平力分 担率βuが大きい)ほど、Dsは大きくなる⑨ 保有水平耐力の算定において、鋼材にJIS規格品を使用する場合は、材料強度の基準強度 を1.1倍以下の範囲で割増することができる。ただし、せん断終局強度を計算する場合に は、割増はできない。4-1 保有水平耐力計算(ルート3)(2級)1 〇 ルート3では、保有水平耐力≧必要保有水平耐力を確認する。 正しい2 〇 ピロティ階は壁が少なく剛性が低くなるので、必要保有水平耐力を算出する場合に 割増をする。割増係数が大きい法が安全側の検討となる。 正しい4-2 保有水平耐力計算(ルート3)(1級)1 〇 鋼材をJIS規格品とする場合は、基準強度を1.1倍まで割増することができる。 正しい2 〇 構造特性係数Dsは、架構が靭性に富むほど、また、減衰が大きいほど地震エネルギ ーの吸収が大きくなるので小さくなる。 正しい3 〇 耐力壁を多く配置すると、保有水平耐力は大きくなるが、Dsも大きくなるため必要 保有水平耐力も大きくなる場合がある。 正しい4 〇 Dsを大きくすることは、必要保有水平耐力が大きくなり安全側の設計となる。 正しい5 〇 保有水平耐力計算は、塑性変形を許容した計算であり、Dsが0.3であれば靭性指向 の設計である。保有水平耐力が必要保有水平耐力の1.05倍では、特に大きな余裕を 見込んだ設計ではないので、塑性ヒンジの発生を想定したものといえる。正しい6 〇 偏心率や剛性率が規定値を外れた場合は、Fesを大きくして調整する。Fesが大きく なれば、必要保有水平耐力は大きくなる。 正しい7 × 鉄骨造の場合、筋かいの占める割合が大きいほど全体として靭性が低下しDsが大き くなる。筋かい50%の場合と0の場合では50%のほうがDsは大きくなる。 誤り8 × 耐力壁の水平力分担率(βu)が大きいほど、靭性や変形能は小さくなり、Dsは大き くなる。 誤り9 〇 Dsは各階ごとに各方向別(X,Y方向別)に算出するので、2階以上の部分は鉄骨造の Dsを用いる。 正しい10 〇 高さ31mの鉄筋コンクリート造は、耐震設計ルート2で良いが、偏心率、剛性率、 塔状比が規定値を外れた場合はルート3(保有水平耐力計算)にて確認をしなけれ ばならない。 正しい12 × 構造特性係数Dsは、架構が靭性に富むほど、また、減衰が大きいほど地震エネルギ ーの吸収が大きくなるので小さくなる。 誤り13 × 各階の変形能力を大きくすると、Dsが小さくなるのでQudは小さくなる。尚、一次 固有周期を長くするとRtは小さくなるがAiは大きくなる。 誤り14 〇 保有水平耐力Quは、建築物の一部又は全体が地震力によって崩壊メカニズムを形成 するときの、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和となる。 正しい15 〇 鉄筋コンクリート構造のスラブ付き梁は、スラブ鉄筋による効果(梁側面から1m 程度の範囲内のスラブ筋)を考慮して終局曲げモーメントを計算する。 正しい16 〇 保有水平耐力の算定において、鋼材にJIS規格品を使用する場合は、材料強度の基準 強度を1.1倍以下の範囲で割増することができる。ただし、せん断終局強度を計算す る場合には、割増はできない。 正しい17 〇 Dsを大きくすることは、必要保有水平耐力が大きくなり安全側の設計となる。 正しい18 × ラーメンと耐力壁では、変形性能が大きく異なるため、両方が混在している建築物 では、ラーメンと耐力壁の終局せん断力の和を保有水平耐力とすることができない。 (建築物の構造関係技術基準解説書) 誤り19 〇 偏心率や剛性率が規定値を外れた場合は、Fesを大きくして調整する。Fesが大きく なれば、必要保有水平耐力は大きくなる。 正しい20 × 曲げ破壊は、せん断破壊より靭性が高い破壊形式なので、構造特性係数Dsは小さく なる。 誤り21 〇 保有水平耐力の算定において、鋼材にJIS規格品を使用する場合は、材料強度の基準 強度を1.1倍以下の範囲で割増することができるが、せん断終局強度を計算する場合 には、せん断は階に対する余裕度を確保するために割増はできない。 正しい22 〇 保有水平耐力Quは、建築物の一部又は全体が地震力によって崩壊メカニズムを形成 するときの、各階の柱、耐力壁及び筋かいが負担する水平せん断力の和となる。 正しい23 × 保有水平耐力の計算は、各階ごとに確認を行うので、ある階が偏心率の規定を外した 場合はその階のみFesによる割増を行う。すべての階を割増する必要はない。 誤り24 〇 構造特性係数Dsは、架構が靭性に富むほど、また、減衰が大きいほど地震エネルギ ーの吸収が大きくなるので小さくなる。 正しい25 × 構造特性係数Dsは、架構が靭性に富むほど、また、減衰が大きいほど地震エネルギ ーの吸収が大きくなるので小さくなる。 誤り26 〇 偏心率や剛性率が規定値を外れた場合は、Fesを大きくして調整する。Fesが大きく なれば、必要保有水平耐力は大きくなる。 正しい27 × 保有水平耐力の計算は、各階ごとに確認を行う。DsやFesは各階毎の数値で、各階 の最大値を用いて全階共通の一つの値ではない。 誤り今回は構造計算の概要をルート3まで紹介しました。この内容は、荷重外力の分野や法規の問題とも重なっています。関連をもって学習して頂けるとより理解できると思います。1級では、保有水平耐力計算の内容(特にDsに関して)は、RC造やS造の中でも出てきますのでしっかり理解が必要です! 次回は、構造計算の概要の続きと構造計画一般を紹介する予定です。今日はこんな言葉です! 『成功するか否かは、その人の「能力」よりも「情熱」による。為すべき仕事に身も心も捧げる人間が勝利者となるのだ。 』(チャールズ・バクストン)
Aug 29, 2022
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構造力学編第3回(応力-2:せん断力他) 建築士試験に独学で挑戦する方のために、過去問を使って問題の解き方・ポイント・解説などを行っています。過去問約20年分を1肢ごとにばらして、出題の項目ごとに分けてまとめています。1,2級両方載せていますので、1級受験の方は2級問題で慣らしてから1級問題に挑戦。2級受験の方は、時々1級の過去問題からも出題されますので参考程度に1級問題を見ておくと得点UPが狙えます!!全科目終わるには先の長い話ですが、勉強の参考になると嬉しいです!構造-5構造の問題は大きく構造力学(計算問題)と各種構造・建築材料(文章問題)に分かれます。ここでは、計算問題と文章問題を交互に紹介していきます。 今回も力学編、前回の応力の続きです!構造(力学) 3.応力-2(せん断力)、合成ラーメン、静定構造物の判定今回は、応力の続きでせん断力(Q)、軸力が主となる合成ラーメン、静定構造物の判定の問題をまとめました。せん断力は、2級ではモーメントとセットでよく出ますが、1級ではせん断力はあまり出題されていません。合成ラーメンと静定構造物の判定は1級で出題されます。特に合成ラーメンは、応力問題の総まとめみたいなものなので、応力の解き方をしっかり理解しておかないと難しいです!(問題は、一部修正しているものもあります。) *****************************************************************問題□ 応力(せん断力)(2級) 1 図のような荷重を受ける単純ばりにおいて、B点の曲げモーメントの大きさと、A-B間 のせん断力の大きさとの組み合わせとして、、正しいものは、次のうちどれか。 (2級H19)2 図-1のような荷重Pを受ける単純ばりにおいて、曲げモーメント図が図-2となる場合、 A-C間のせん断力の大きさとして、正しいものは、次のうちどれか。(2級H27)3 図A~Dのような荷重等を受ける単純ばりに生じる最大せん断力んの絶対値の大小関係 として、正しいものは、次のうちどれか。(2級H17)4 図のような荷重を受ける単純ばりにおいて、A点の曲げモーメントMAの大きさと、 A-B間のせん断力QABの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のうちど れか。(2級H28)5 図のような荷重を受ける単純ばりにおいて、A点の曲げモーメントMAの大きさと、 A-B間のせん断力QABの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のうちど れか。(2級H29)6 図のような荷重を受ける単純ばりにおいて、A点の曲げモーメントMAの大きさと、 A-B間のせん断力QABの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のうちど れか。(2級R03)7 図のような荷重を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの 値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値の組み合わせとして、正しいものは、次のうち どれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。 (2級H15)8 図のような荷重を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの 値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のう ちどれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。 (2級H19)9 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの 値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のう ちどれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。 (2級H24)10 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの 値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のう ちどれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。 (2級R01)11 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、梁DEに生じるせん断力QDEの絶対値 として、正しいものは、次のうちどれか。(2級H17)12 図のような荷重を受ける静定ラーメンにおいて、A点に生じるせん断力QAの絶対値と 曲げモーメントMAの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次のうちどれか。 (2級H16)13 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bにに生じる鉛直反力RA、RB の値と、C点に生じるせん断力QCの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、次の うちどれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。 (2級H28)14 図のような外力を受ける3ヒンジラーメンにおいて、支点A、Bに生じる水平反力HA、 HBの値と、C-D間のせん断力QCDの絶対値との組み合わせとして、正しいものは、 次のうちどれか。ただし、水平反力の方向は、左向きを「+」とする。(2級H29)15 図のような外力を受ける3ヒンジラーメンにおいて、支点A、Eに生じる鉛直反力VA、 VEと水平反力HA、HEの値、B-C間でせん断力が0になる点のB点からの距離xの組み 合わせとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、鉛直反力の方向は上向きを 「+」、下向きを「-」とし、水平反力の方向は右向きを「+」、左向きを「-」と する。(2級R04)□ 応力(せん断力)(1級)1 図のような荷重を受けるラーメンにおいて、AB間にせん断力の生じないX点がある。 A点とX点との距離の値として正しいものは、次のうちどれか。(1級H18)□ 合成ラーメン(1級)1 図のような荷重Pを受ける骨組みにおいて、各部材の軸方向に関する次の記述のうち、 誤っているものはどれか。(1級H15)2 図-1のような構造物に水平荷重Pが作用したときのせん断力図として、正しいものは、 次のうちどれか。ただし、せん断力の符号は図-2に示した向きを「+」とする。 (1級H25)□ 静定構造物の判定(1級)1 次の架構のうち、不安定構造物はどれか。(1級H15)2 次の架構のうち、静定構造はどれか。(1級H20)3 次の架構のうち、静定構造はどれか。(1級R01)*****************************************************************解説応力を求める手順① 反力を仮定して、図中に書き入れる② 応力を求める位置で構造物を左右(上下)に切断し、何方か一方を選択する。選択する方に 支点があれば、切断する前に反力を求める。③ 切断した図を描き、切断位置に応力を仮定し、図の中に書き入れる。④ つり合い条件式により、応力を求める。⑤ 応力の向きを検討する。⑥ 応力の種類と向き(+、-)□ 応力(せん断力)(2級)1 ΣME=0より反力VDを求める。 VD×8m-2KN×6m-2KN×4m-2KN×2m=0 VD=3KN(↑) B点で切断して、左側の絵を描きΣMB=0より、MBを求める。 3KN×4m-2KN×2m+MA=0 MA=-8KNm(下側引張) A-B間をX点で切断し左側の絵を描き、ΣY=0よりQXを求める。 3KN-2KN-QX=0 QX=1KN(時計回り) 正解 2番2 Q=M/ℓ(せん断力と曲げモーメントの関係式)より、QAC=12KNm/2m=6KN 正解 3番3 各単純ばりの反力がせん断力となるので、反力を求めその大小関係をみる。 Aの反力VA=30KN、Bの反力VB=30KN、Cの反力VC=200/6KN、Dの反力VD=0 D<A=B<C 正解 4番4 ΣMC=0より、反力VDを求める。 8KN×2m+2KN×6m-VD×8m=0 VD=3.5KN(↑) A点で切断し、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 2KN×2m-3.5KN×4m+MA=0 MA=10KNm(下側引張) A-B間で切断に右側の絵を描く。ΣY=0よりQABを求める、 -2KN+3.5KN+QAB=0 QAB=-1.5KN(反時計回り) 正解 4番 5 三角比を使って、斜め荷重30KNをX、Y成分に分解する。Y成分=15KN(↓)、 X成分=15√3KN(←) ΣMC=0より、反力VBを求める。VB=10KN A点で切断し、右側の絵を描きΣMA=0よりMAを求める。-10KN×2m+MA=0 MA=20KNm(下側引張) A-B間で切断し、右側の絵を描きΣY=0よりQABを 求める。 -QAB+10KN=0 QAB=10KN(反時計回り) 正解 3番6 三角比を使って、斜め荷重60KNをX、Y成分に分解する。Y成分=30KN(↓)、 X成分=30√3KN(←) ΣMC=0より、反力VBを求める。VB=15KN A点で切断し、右側の絵を描きΣMA=0よりMAを求める。-15KN×4m+MA=0 MA=60KNm(下側引張) A-B間で切断し、右側の絵を描きΣY=0よりQABを 求める。 QAB+15KN=0 QAB=-15KN(反時計回り) 正解 2番7 ΣMA=0より、反力RBを求める。50KN×4m-RB×5m=0 RB=40KN(↑) ΣY=0よりRAを求める。RA+40KN=0 RA=-40KN(↓) C点で切断し、 右側の絵を描きΣY=0よりQCを求める。40KN+QA=0 QA=-40KN(反時計回り) 正解 5番8 ΣMA=0より、反力RBを求める。40KN×6m-RB×8m=0 RB=30KN(↑) ΣY=0よりRAを求める。RA+30KN=0 RA=-30KN(↓) C点で切断し、 右側の絵を描きΣY=0よりQCを求める。30KN+QA=0 QA=-30KN(反時計回り) 正解 2番9 ΣMA=0より、反力RBを求める。60KN×8m-RB×6m=0 RB=80KN(↑) ΣY=0よりRAを求める。RA+80KN=0 RA=-80KN(↓) C点で切断し、 右側の絵を描きΣY=0よりQCを求める。80KN+QA=0 QA=-80KN(反時計回り) 正解 5番10 ΣMA=0より、反力RBを求める。60KN×6m-RB×8m=0 RB=45KN(↑) ΣY=0よりRAを求める。RA+45KN=0 RA=-45KN(↓) C点で切断し、 右側の絵を描きΣY=0よりQCを求める。45KN+QA=0 QA=-45KN(反時計回り) 正解 2番 11 ΣMB=0より、反力RAを求める。VA×8m+8KN×8m-4KN×4m=0 VA=-6KN(↓) D-E間で切断し、左側の絵を描く。ΣY=0よりQFを求める。 -6KN-QF=0 QF=6KN(反時計回り) 正解 3番 12 ΣX=0より、QAを求める。8KN-QA=0 QA=8KN(時計回り) ΣMA=0より、 MAを求める。8KN×2m+MA=0 MA=-16KNm(左側引張) 正解 2番13 ΣMB=0より、反力RAを求める。8KN×2m+RA×4m=0 RA=4KN(↓) ΣY=0より、反力RBを求める。-4KN+RB=0 RB=4KN(↑) C点で切断し、 左側の絵を描きΣY=0より、QCを求める。 -4KN+QC=0 QC=+4KN(反時計回り) 正解 1番 14 ΣMA=0より、反力VB、HBを求める。12KN×8m-VB×6m-HB×4m=0 2HB+3VB=48---①式 ΣMD=0より、反力VB、HBを求める。 HB×4m-VB×2m=0 VB=2HB---②式 ②式を①式に代入してHBを求める。 2HB+3(2HB)=48 HB=6KN(←) ΣX=0より、HAを求める。 12KN-6KN-HA=0 HA=6KN(←) ②式より、VBを求める。VB=12KN C-D間点で切断し、右側の絵を描きQCDを求める。12KN+QCD=0 QCD=-12KN(反時計回り) 正解 5番 15 ΣMA=0より、反力VEを求める。20KN×2m-VE×8m=0 VE=5KN(↑) ΣMC=0より、反力HEを求める。-HE×5m-5KN×4m=0 HE=-4KN(←) ΣY=0より、反力VAを求める。-20KN+VA+5KN=0 VA=15KN(↑) ΣX=0より、HAを求める。+HA-4KN=0 HA=4KN(→) x点で切断し、 左側の絵を描きQx=0より、ΣY=0を使って距離xを求める。 15KN-5×x=0 X=3m 正解 3番 □ 応力(せん断力)(1級) 1 ΣMD=0より、反力VCを求める。VC×8m-8KN×6m=0 VC=6KN(↑) ΣY=0、QX=0より、A-X間の距離を求める。6KN-2X=0 X=3m 正解 5番 □ 合成ラーメン(1級)合成ラーメンは、トラス材(材の両端がピン接点で中間に荷重無し)と曲げ材(トラス材の中間に支点等が重なり荷重をかけている材)の組み合わせで成り立っている構造物です。トラス材は軸力のみ、曲げ材は軸力の他に曲げモーメントやせん断力もかかってきます。部材の見分けがポイントとなります。原則、応力の解き方で解けます。 1 ΣMA=0、ΣY=0、ΣX=0より、反力を求める。VA=P(↓)、VH=P(↑)、 HA=P(←) 1 A-B間で切断し、下側の絵を描いて(図①)NABを求める。NAB=P(引張) 正しい 2 C点で切断し、下側の絵を描いて(図②)NBDを求める。 HA×3m-NBD×1/√2m=0 NBD=3√2P(引張) 正しい 3 D-E間で切断し、右側の絵を描いて(図③)NDEを求める。 NDE=0 正しい 4 E-G間で切断し、右側の絵を描いて(図④)NGEを求める。 NGE=0 誤り 正解 4番 5 G-H間で切断し、下側の絵を描いて(図⑤)NGHを求める。 NGH=P(圧縮) 正しい2 曲げ材(部材の中間に荷重がかかっている部材)かトラス材かを見極める。BF材は曲げ 材、その他は全てトラス材(トラスの0部材より、AC材、CD材、CE材、EF材は0部材、 AD材のみに軸力が掛かっている)。 柱BF材にAD材が荷重をかけている状態と同じになっている。DFの部分のみ見ると、片 持ちの先端に荷重Pの状態と同となり図のような曲げモーメント図となる。 曲げモーメント図から、せん断力図は、M図が右上がりはQ図が-、M図が右下がりは Q図が+となり。 2番が正解となる。 1番は曲げモーメント図。 □ 静定構造物の判定(1級) 安定・不安定・静定・不静定の見極めは、判別式によって行います。m=(n+s+r)-2k m=0(安定、静定)、 m>0(安定、不静定、mは不静定次数)、m<0(不安定)n=反力数、s=部材数、r=剛接接合部罪数(各接点に集まる部材のうち、剛接された部材の数から1引いた数の合計 下図参照)、k=接点数(自由端、支点、接点の合計)1 1 (4+4+0)-2×4=0 安定 2 (3+5+2)-2×5=0 安定 3 (6+4+0)-2×5=0 安定 4 (4+4+2)-2×5=0 安定 5 (4+4+1)-2×5=-1 不安定 正解 5番 2 1 (5+6+2)-2×7=-1 不安定 2 (3+4+0)-2×4=-1 不安定 3 (5+4+0)-2×4=1 不静定 4 (3+5+2)-2×5=0 静定 正解 4番 5 (4+3+2)-2×4=1 不静定 3 1 (3+4+0)-2×4=-1 不安定 2 (5+4+0)-2×4=1 不静定 3 (4+4+0)-2×4=0 静定 正解 3番 4 (6+4+1)-2×5=1 不静定2級のR04の問題は、1級のH18の問題と同じQ=0での距離を求める問題でした。1級で出題された問題が2級に、また逆の場合もありますので、1,2級両方やってみるといいですよ!!今回は力学の応力(せん断力)、合成ラーメン、静定構造物の判定の問題でした。2回に分けて応力の問題を紹介しましたが、反力・応力は今後の応力度の問題や、1級で扱う不静定の問題にも繋がっていきますので、ここでしっかり理解してください。力学の次回は、トラスの予定です。その前に、次回は、文章問題(構造計画)を紹介します!!今日はこんな言葉です!『経営者意識、主人公意識をもって取り組めば、何事も自分を成長させる天職になるんです。』(上甲 晃)
Aug 21, 2022
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構造力学編第2回(応力-1:曲げモーメント)建築士試験に独学で挑戦する方のために、過去問を使って問題の解き方・ポイント・解説などを行っています。過去問約20年分を1肢ごとにばらして、出題の項目ごとに分けてまとめています。1,2級両方載せていますので、1級受験の方は2級問題で慣らしてから1級問題に挑戦。2級受験の方は、時々1級の過去問題からも出題されますので参考程度に1級問題を見ておくと得点UPが狙えま!!全科目終わるには先の長い話ですが、勉強の参考になると嬉しいです!構造-4構造の問題は大きく構造力学(計算問題)と各種構造・建築材料(文章問題)に分かれます。ここでは、計算問題と文章問題を交互に紹介していきます。今回は、力学編です! 前回の力学編は、力のつり合い・反力を紹介しましたが、今回は反力・外力から求める応力です。因みに、反力は外力に対して支点で支える力ですが、応力は、外力・反力によって柱や梁の各場所にかかる力です。応力(M、Q、N三つあります)を求めれば、各応力度が計算でき、許容応力度と比べることで強度の検討ができます。これを、許容応力度計算と言います!!(問題や解説の中で、時々誤字脱字があります。気を付けてはいますが、ごめんなさい!気が付いたら優しく教えて頂けると嬉しいです。また、解説等で解り辛いところは質問頂ければできる範囲で解説いたします。)構造(力学) 2.応力-1(曲げモーメント)今回は、曲げモーメント(M)に関する問題をまとめました。曲げ応力は、応力の問題の中でも一番よく出題されます。手順をしっかり理解して、特に求める点で切断した場合の絵を必ず描くことが重要です!!応力図の問題は、各応力を求める問題の延長上にある問題です。応力は一対の力なので、答えを出すときは一対の力の向き(+、-)を確認するようにすると、応力図も解ります!! (問題は、一部修正しているものもあります。) *******************************************************************問題□ 応力(曲げモーメント)(2級) 1 図のような荷重を受ける単純ばりのA点における曲げモーメントとして、正しいものは、 次のうちどれか。ただし、曲げモーメントの符号は、はりの下側に引張力がはたらく場合を 「+」とする。(2級H15)2 図のような荷重を受ける単純ばりのA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいも のは、次のうちどれか。(2級H22)3 図のような荷重を受ける単純ばりのA点における曲げモーメントの値として、正しいものは、 次のうちどれか。(2級H18) 4 図のような荷重を受ける単純ばりのA点における曲げモーメントの値として、正しいものは、 次のうちどれか。(2級H21)5 図のような荷重を受ける単純梁のA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいものは、 次のうちどれか。(2級H23)6 図のような荷重を受ける単純梁のA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいものは、 次のうちどれか。(2級H26)7 図のような荷重を受ける単純梁のA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいものは、 次のうちどれか。(2級H30)8 図のような荷重を受ける梁のA点における曲げモーメントの大きさとして、正しいものは、 次のうちどれか。(2級R04)9 図のような荷重を受ける単純梁において、A点、B点における曲げモーメントMA、MBの大 きさの組み合わせとして、正しいもの、次のうちどれか。(2級H24)10 図のような外力を受ける静定ラーメンにおいて、支点A、Bに生じる鉛直反力RA、RBの値 と、C点に生じる曲げモーメントMCの絶対値との組み合わせとして、正しいもの、次のうち どれか。ただし、鉛直反力の方向は、上向きを「+」、下向きを「-」とする。(2級H27)11 図のような外力を受ける静定の山形ラーメンにおいて、支点Eに生じる鉛直反力の大きさRE の値と、C点に生じる曲げモーメントの大きさMCの値との組みわせとして、正しいもの、次 のうちどれか。(2級H20)12 図のような荷重を受ける、スパンの等しい単純ばりA及び単純ばりBにおいて、梁に生じる 最大曲げモーメントをそれぞれMA、MBとしたとき、それらの比MA:MBとして、正しい ものは次のうちどれか。ただし、集中荷重Pは等分布荷重Wにスパンℓを乗じたものに等し く、梁の自重は無視するものとする。(2級H22)13 図のような荷重を受ける骨組みの柱の両端A、Bに生じる曲げモーメントMA、MBの大き さの組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。(2級H22)14 図-1のような荷重を受ける単純梁において、曲げモーメント図が図-2となる場合、荷重P の大きさとして、正しいものは、次のうちどれか。(2級R01)□ 応力(曲げモーメント)(1級)1 図のような荷重を受ける骨組のA点に、曲げモーメントが生じない場合の荷重Pと荷重Qとの 比として、正しいものは、次のうちどれか。(1級H17)2 図のような鉛直荷重Pと水平荷重Qが作用する骨組みにおいて、固定端A点に曲げモーメント が生じない場合の荷重Pと荷重Qとの比として、正しいものは、次のうちどれか。(1級H26) 3 図のような梁のA点及びB点にモーメントが作用している場合、C点に生じる曲げモーメント の大きさとして、正しいものは、次のうちどれか。(1級H20)4 図のような荷重を受ける骨組みにおいて、A点におけるモーメントの大きさとして、正しい ものは、次のうちどれか。(1級H19)5 図のような荷重を受ける3ヒンジラーメンにおいて、A点における曲げモーメントの大きさ として、正しいものは、次のうちどれか。(1級H21)6 図のような水平荷重Pを受ける骨組みにおいて、A点における曲げモーメントの大きさと して、正しいものは、次のうちどれか。(1級H22)7 図のような荷重Pを受けるラーメンに関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。 (1級H27)8 図のような水平荷重Pを受ける骨組みにおいて、A点における曲げモーメントの大きさと して、正しいものは、次のうちどれか。(1級H30)9 図のようなラーメンにおいて、A点に鉛直荷重P及びB点に水平荷重αPが作用したとき、 A点における曲げモーメントが0になるためのαの値として、正しいものは次のうちどれ か。ただし、全ての部材は全長にわたって等質等断面の弾性部材とし、自重は無視する。 (1級R03) □ 応力(曲げモーメント図)(2級)1 図のような外力を受ける静定ラーメンにおける曲げモーメント図の形として、正しいものは、 次のうちどれか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとする。(2級H30)2 図1は鉛直方向に荷重を受ける静定ラーメンであり、その曲げモーメント図は図2のように表 せる。図1の静定ラーメンに水平方向の外力が加わった図3の静定ラーメンの曲げモーメント 図として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描 くものとする。(2級R03)3 図のような曲げモーメント図となる静定ラーメンにおいて、受けている外力の大きさとして、 正しいものは、次のうちどれか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとす る。(2級R02) □ 応力(曲げモーメント図)(1級)1 図のような荷重Pを受けるラーメンの曲げモーメント図として、正しいものは、次のうちど れか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとする。(1級H15)2 図のような荷重Pを受けるラーメンの曲げモーメント図として、正しいものは、次のうちど れか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとする。(1級H17)3 図のようなラーメンに鉛直荷重4P及び水平荷重Pが作用したときの曲げモーメント図として、 正しいものは、次のうちどれか。ただし、曲げモーメント図は、材の引張側に描くものとす る。(1級H29) *****************************************************************解説 応力を求める手順① 反力を仮定して、図中に書き入れる。② 応力を求める位置で構造物を左右(上下)に切断し、何方か一方を選択する。選択する方に支点 があれば、切断する前に反力を求める。 ③ 切断した図を描き、切断位置に応力を仮定し、図の中に書き入れる。④ つり合い条件式により、応力を求める。⑤ 応力の向きを検討する。⑥ 応力の種類と向き(+、-)□ 応力(曲げモーメント)(2級)1 ΣMB=0より、反力VCを求める。 -2KN×1m+4KN×2m-VC×3m=0 VC=2KN(↑) A点で切断して、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 4KN×1m-2KN×2m+MA=0 MA=0 正解 3番2 ΣMB=0より、反力VCを求める。 4KN×2m-2KN×6m-VC×8m=0 VC=-0.5KN(↓) A点で切断して、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 -2KN×2m-0.5KN×4m+MA=0 MA=2KNm(下側引張) 正解 1番3 ΣMC=0より、反力VBを求める。 VB×12m-4KN×9m-24KN×3m=0 VB=9KN(↑) A点で切断して、左側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 9KN×3m+MA=0 MA=-27KNm(下側引張) 正解 2番4 ΣMC=0より、反力VBを求める。-3KN×9m+VB×6m+6KN×1.5m=0 VB=3KN(↑) A点で切断して、左側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 -3KN×9m+3KN×3m+MA=0 MA=9KNm(上側引張) 正解 3番5 ΣMB=0より、反力VCを求める。12KN×2m+2KN×8m-VC×10m=0 VC=4KN(↑) A点で切断して、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 -4KN×2m+MA=0 MA=8KNm(下側引張) 正解 4番6 ΣMB=0より、反力VCを求める。12KN×2m-VC×8m+2KN×10m=0 VC=5.5KN(↑) A点で切断して、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 -5.5×4m+2KN×6m+MA=0 MA=10KNm(下側引張) 正解 2番7 ΣMC=0より、反力VBを求める。-2KN×10m+VB×8m-12KN×2m=0 VB=5.5KN(↑) A点で切断して、左側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 5.5×4m-2KN×6m+MA=0 MA=-10KNm(下側引張) 正解 1番8 ΣMC=0より、反力VBを求める。-4KN×11m+VB×8m-12KN×2m=0 VB=8.5KN(↑) A点で切断して、左側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 -4KN×7m+8.5KN×4m+MA=0 MA=-6KNm(下側引張) 正解 2番9 ΣMC=0より、反力VDを求める。4KN×2m-VD×4m=0 VD=2KN(↑) A点で切断して、右側の絵を描きΣMA=0より、MAを求める。 2KN×0.5m-2KN×2m+MA=0 MA=3KNm(下側引張) B点で切断して、右側の絵を描きΣMB=0より、MBを求める。 -2KN×1m+MB=0 MA=2KNm 正解 3番 10 ΣMA=0より、反力RBを求める。4KN×2m-RB×4m=0 RB=4KN(↑) ΣY=0よりRAを求める。-4KN+RA+4KN=0 RA=0 C点で切断して、右側の絵を描きΣMC=0より、MCを求める。-4×2m+MC=0 MC=8KNm(下側引張) 正解 2番11 ΣMA=0より、反力REを求める。24KN×3m-RE×8m(三角比より距離を求める)=0 RE=9KN(↑) C点で切断して、右側の絵を描きΣMC=0より、MCを求める。 -9×4m+MC=0 MC=36KNm(下側引張) 正解 4番12 単純梁中央集中荷重の最大曲げモーメントは、Mmax=Pℓ/4。 単純梁等分布荷重の 最大曲げモーメントは、Mmax=Wℓ²/8 は公式として覚えましょう! その上で、MA:MBはPℓ/4:Wℓ²/8なので、P=Wℓより Wℓ²/4:Wℓ²/8=2:1 となる。 正解 3番13 柱の柱頭A点で切断し上部梁の絵を描き、ΣMA=0より、MAを求める。 1KN×1m+4KN×2m+MA=0 MA=-9KNm(左側引張) 柱の柱脚B点で切断し上部の柱、梁の絵を描き、ΣMB=0より、MBを求める。 1KN×1m+4KN×2m-2KN×4m+MB=0 MB=-1KNm(左側引張) 正解 4番 14 ΣMB=0より、反力VAを求める。VA×9m-P×6m-2P×3m=0 VA=4/3P(↑) C点で切断し左側を考えた場合、4/3P×3m=MC(8KNm)となり P=2KNとなる。 正解 2番 □ 応力(曲げモーメント)(1級)1 A点で切断し左側で考え、ΣMA=0より、P:Qを求める。-P×ℓ+Q×2ℓ=0 P=2Qより P:Q=2:1 正解 3番2 A点で切断し上側で考え、ΣMA=0より、P:Qを求める。P×ℓ-Q×ℓ=0 P=Qより P:Q=1:1 正解 1番3 ΣMD=0より、反力VEを求める。+M-M-VE×6ℓ=0 VE=0 C点で切断し右側の 絵を描き、ΣMC=0より、MCを求める。 -M+MC=0 MC=M(下側引張)正解 5番 4 ΣMC=0より、反力VBを求める。+VB×4ℓ-2P×3ℓ=0 VB=3/2P A点で切断し左側 の絵を描き、ΣMA=0より、MAを求める。 3/2P×ℓ-MA=0 MA=3/2Pℓ 正解 3番5 ΣMC=0より、反力VB、HBを求める。VB×3ℓ+HB×ℓ-15P×ℓ-10P×2ℓ=0 3VB+HB=35P---①式 ΣMD=0より、反力VB、HBを求める。VB×2ℓ-HB×ℓ=0 HB=2VB---②式 ②式を①式に代入しHBを求める HB=14P(→) A点で切断し下側の絵を描き、ΣMA=0より、MAを求める。 -14P×ℓ+MA=0 MA=14Pℓ(左側引張) 正解 3番6 ΣMC=0より、反力VBを求める。-VB×2ℓ+P×ℓ=0 VB=P/2(↓) ΣMD=0より、 反力HBを求める。-P/2×ℓ+HB×2ℓ-P×ℓ=0VB×2ℓ-HB×ℓ=0 HB=3P/4(←) A点で切断し下側の絵を描き、ΣMA=0より、MAを求める。-3P/4×ℓ+MA=0 MA=3Pℓ/4(右側引張) 正解 3番7 1 ΣME=0より、反力VAを求める。-VA×3ℓ+P×3ℓ=0 VA=P(↓) ΣMC=0より、HAを求める。-P×3ℓ/2+HA×3ℓ=0 HA=P/2(←) 正しい 2 ΣME=0より、反力VAを求める。-VA×3ℓ+P×3ℓ=0 VA=P(↓) 正しい 3 B点で切断し下側の絵を描く。ΣMB=0より、MBを求める。-P/2×2ℓ-MA=0 MA=Pℓ(右側引張) 正しい 4 Q=M/ℓ(せん断力と曲げモーメントの関係式!)を使って解く。B点のモーメント はPℓ、C点のモーメントは0 BC間の距離は三平方の定理を使って、 L²=(3ℓ/2)²+(ℓ)²より L=√13ℓ/2≒1.8ℓ Q≒Pℓ/1.8ℓ≒P/1.8 誤り 正解は4番8 ΣMCより反力VBを求める。-VB×2ℓ+P×ℓ=0 VB=P/2(↓) ΣMD=0より反力HB を求める。-P/2×ℓ+HB×3ℓ/2-P×ℓ/2=0 HB=2P/3(←) A点で切断し下側の 絵を描く。ΣMA=0より、MAを求める。2P/3×ℓ-MA=0 MA=2Pℓ/3(右側引張) 正解 2番9 条件よりΣMA=0から、A点の左側を考えると、VC×ℓ-HC×ℓ=0より、VC=HCとなる。 A点の右側を考えると、ΣMA=0より、VD=0となり、VC=P、HC=αPとなる。 VC=HC=P=αPとなり、α=1となる。 正解 2番 曲げモーメント図のポイント① 支点の反力の大きさ、向きを確認し、部材の先端より考える② 荷重点、接点で曲げモーメントを求める③ 曲げモーメント図は部材の引張側に描く④ 剛接合部は、柱、梁共外-外、内-内で同じ大きさとなる□ 応力(曲げモーメント図)(2級)1 支点A、Bの反力を求める。(計算は省略)VA=0、HA=P(←)、VB=2P(↑)から、 C点の下側を考えると、柱MC=2Pℓ(右側引張)梁MC=2Pℓ(下側引張) D点で切断 して右側を考えると、MD=2Pℓ(下側引張)となる。 正解 4番2 支点A、Bの反力を求める。(計算は省略)VA=1KN(↓)、HA=3KN(←)、 VB=5KN(↑)から、C点の下側を考えると、柱MC=18KN(右側引張) 梁MC=18KN(下側引張) D点で切断して右側を考えると、MD=15KN(下側引張) となる。 正解 5番3 C点のM図より、F点に荷重Pが左向きにかかっていることが解る。反力HAは荷重PFと釣り 合うので、HA=P(→) E点で切断し左側を考えると、 -P×4m+VA×2m-2P(下側引張)=0より、VA=3P(↑) E点の右側を考えると、P×2m-VD×2m=0 VD=2P(↑) ΣY=0より、-PE+3P+2P=0 PE=5P(↓)となる。 正解 5番□ 応力(曲げモーメント図)(1級)1 支点A、Eの反力を求める。(計算は省略)VA=P/6(↓)、HA=P(←)、VE=7P/6(↑) から、C点の右側を考えると、7P/6×3ℓ+MC=0 MC=7Pℓ/2(下側引張) B点で切断して下側を考えると、P×4ℓ-MB=0 MB=4Pℓ(右側引張)となる。 正解 2番2 支点A、Eの反力を求める。(計算は省略)VA=5P/6(↑)、HA=P(→)、VE=P/6(↑) から、C点の右側を考えると、P/6×3ℓ+MC=0 MC=Pℓ/2(下側引張) B点で切断して下側を考えると、-P×2ℓ+MB=0 MB=2Pℓ(左側引張) ΣMD=0より MD=0となる。 正解 2番3 支点A、Bの反力を求める。(計算は省略)VA=P(↑)、HA=P(←)、VB=3P(↑) から、C点の下側を考えると、P×2ℓ-MC=0 MC=2Pℓ(右側引張) D点で切断して 右を考えると、-3P×ℓ+MB=0 MB=3Pℓ(下側引張) 右側柱は移動端のためM=0となる。 正解 1番今回は力学の応力(曲げモーメント)の問題でした。次回は、応力(せん断力)の問題を紹介しました。応力は、反力がちゃんと解けないと無理ですので、難しいと感じた方はもう一度反力・力のつり合いをしっかり学習してください。計算問題は、解説を読んだだけでは中々理解できないところもあると思いますので、将来的には解説動画を作りたいと思っています!(いつになるか分りませんが・・・)今日はこんな言葉です! 『人は自分の信じる道を歩み、精進し続けることで、自分らしい満ち 足りた人生を送ることができるのです。』 (村松 静子)
Aug 19, 2022
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構造文章編第2回(荷重・外力-2)の続き□ 荷重(地震力)(1級)1 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地上部分の地震力Qi=Ci×Wi、 Ci=Z×Rt×Ai×C₀の内、硬い地盤より軟らかい地盤の方がRtが大きい値とな るので、Qiも大きくなる。 正しい2 〇 固有周期の計算式 T=2π√(m/k)より、質量(m)の平方根に比例し剛性(k)の平 方根に反比例する。 正しい3 × Aiのグラフにより、Aiは上階ほど大きくなる。 誤り4 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地上部分の地震力Qi=Ci×Wiより躯体及び 仕上げを軽量化するとWiが小さくなり、地震力Qiを低減することができる。 正しい5 〇 建築基準法施行令第88条4項により、地下部分の各部分に作用する地震力(PB)=当 該部分の重量(固定荷重と積載荷重の和)(WB)×水平震度(k)となる。 正しい6 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度等により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい7 〇 建築基準法施行令第88条1項により、建築物の地上部分の地震層せん断力(Qi)は、 当該高さにおける地震層せん断力(Ci)に当該高さの部分が支える固定荷重と積載 荷重の和(Wi)を乗じて計算する。 正しい8 〇 Aiのグラフにより、Aiは上階ほど大きくなり、設計用一次固有周期が長いほど大き くなる。 正しい9 × Rtのグラフにより、Rtは設計用一次固有周期が長いほど小さくなる。 誤り10 〇 建築基準法施行令第88条2項、3項により、標準せん断力係数(C₀)は、許容応力 度計算を行う場合は0.2以上とし、必要保有水平耐力を計算する場合は1.0以上とす る。 正しい11 〇 建築基準法施行令第88条4項により、地下部分に作用する地震力は、PB=WB×k となり、kが地盤面から20mまでは小さくなるため、地盤面からの深さに応じて小 さくすることができる。 正しい12 〇 Aiを算出する場合の建築物の設計用一次固有周期とRtを算出する場合の設計用一 次固有周期は同じ値を用いる。(昭和55年建設省告示第1793号) 正しい13 × 建築基準法施行令第88条1項により、地震層せん断力係数はCi=Z×Rt×Ai×C₀ の内、第一種地盤(硬質)より第三種地盤(軟質)のほうがRtが大きくなり、Ci も大きくなる。 誤り14 〇 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋コ ンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。木造や鉄骨造の場合は α=1となり、T=0.03hとなる。よって、木造や鉄骨の方か長い。 正しい15 〇 塔屋に作用する地震力は、QP=WP×kとし、k≧1.0Z以上とする。 正しい16 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震層せん断力係数 Ci=Z×Rt×Ai×C₀=1.0×0.9×1.0×0.2=0.18となる。(Aiは地上最下層なの で1.0となる。) 正しい17 × 地盤種別は、地盤周期により判定することができる。地盤周期0.2秒以下が第1種 地盤(硬質)、0.2秒超0.75秒以下が第2種地盤(普通)、0.75秒より長いものが 第3種地盤(軟弱)に分類される。(建築物の構造関係技術基準解説書)第3種地盤 は、0.75秒超である。 誤り18 × 建築基準法施行令第88条1項により、Ci=Z×Rt×Ai×C₀、高層になるほど設計 用一次固有周期が長くなりRtが小さくなり、地上最下層のAiは1.0のため、高層に なるほど地上最下層のAiは小さくなる。 誤り19 〇 建築基準法施行令第88条4項により、地下部分の地震層せん断力(QB)は、地下部 分に係る地震力(PB)+1階の地震層せん断力(Q1)、地下部分に係る地震力(PB) は地下部分の固定荷重と積載荷重の和(WB))×水平震度(k)となる。 正しい20 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地上部分の地震力Qi=Ci×Wi、 Ci=Z×Rt×Ai×C₀の内、第一種地盤(硬い地盤)より第三種地盤(軟らかい地 盤)の方がRtが大きい値となるので、Qiも大きくなる。 正しい21 × 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋コ ンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。木造や鉄骨造の場合は α=1となり、T=0.03hとなる。 誤り22 〇 建築基準法施行令第88条1項により、Ci=Z×Rt×Ai×C₀となり、上階になると Aiは大きくなるが他の係数は変化しないため、Ciは上階ほど大きくなるので最下 層が最も小さくなる。 正しい23 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度等により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい24 〇 建築基準法施行令第88条2項、3項により、標準せん断力係数(C₀)は、許容応力 度計算を行う場合は0.2以上とし、必要保有水平耐力を計算する場合は1.0以上とす る。 正しい25 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震層せん断力係数Ci=Z×Rt×Ai×C₀なの で、Z=0.7、Rt=1.0、Ai=1.0、C₀=0.2の場合、Ci=0.7×1.0×1.0×0.2=0.14 となり、0.2より小さくなる。 正しい26 × 建築基準法施行令第88条1項により、Ci=Z×Rt×Ai×C₀となり、上階になると Aiは大きくなるが他の係数は変化しないため、Ciは上階ほど大きくなるので最下 層が最も小さくなる。 誤り27 〇 建築基準法施行令第88条4項により、地下部分の地震層せん断力(QB)は、地下部 分に係る地震力(PB)+1階の地震層せん断力(Q1)、地下部分に係る地震力(PB) は地下部分の固定荷重と積載荷重の和(WB))×水平震度(k)となる。 正しい28 〇 Rtのグラフにより、Rtは設計用一次固有周期が長いほど小さくなる。 正しい29 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地上部分のある層の地震層せん断力は Qi=Ci×Wiとなる。Wiはある層より上部の荷重のため最下層が最も大きくなるの で、Qiは最下層が最も大きくなる。 正しい30 〇 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋 コンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。木造や鉄骨造の場合は α=1となり、T=0.03hとなる。 正しい31 〇 Aiのグラフにより、Aiは上階ほど大きくなり、設計用一次固有周期が長いほど大 きくなる。 正しい32 × 建築基準法施行令第88条1項により、地上部分のある層の地震層せん断力は Qi=Ci×Wiとなる。Wiはある層より上部の荷重のため、その層の固定荷重と積載 荷重の和ではない。 誤り33 〇 建築基準法施行令第82条により、保有水平耐力計算は一次設計として令82条の許 容応力度計算を行い、二次設計として令82条の3の保有水平耐力の検討を行う。 令88条2項、3項により、C₀は一次設計では0.2以上を、二次設計では1.0以上を用 い2段階の検討を行う。 正しい34 〇 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋コ ンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。木造や鉄骨造の場合は α=1となり、T=0.03hとなる。 正しい35 × 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度等により1.0~0.7の範囲内で定められている。 誤り36 1 Rtのグラフの特徴を理解する。設計用一次固有周期が0.4秒までは変化しないが、以 降は第3種地盤>第2種地盤>第3種地盤の順に低下していく。従って、1番が正しい□ 一次設計(応力の組み合わせ)応力の組み合わせの問題は、建築基準法施行令第82条二号の表を覚えて下さい。ここから出題されます!・多雪区域では、長期に生ずる力に積雪時を考慮して短期の積雪によって生ずる力を低減 (0.7倍)して加える・多雪区域では、短期の暴風時には、積雪荷重を考慮(短期の0.35倍)する場合としない場合 の両方を検討する・多雪区域では、短期の地震時には、積雪荷重を考慮(短期の0.35倍)して検討する・風圧力と地震力が同時に作用することは無い □ 一次設計(応力の組み合わせ)(2級)1 × 建築基準法施行令第82条二号の表により、地震力(K)と風圧力(W)が同時に作用す ることは無い。 誤り2 × 建築基準法施行令第82条二号の表により、短期の積雪時は積雪荷重(S)を考慮する。 誤り3 〇 建築基準法施行令第83条二号の表により、一般地域の地震時は、G+P+Kとなり 長期に生ずる力(G+P)に地震力(K)を加えたものとなる。 正しい4 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、地震力(K)+風圧力(W)は何処にも 無い。 正しい5 〇 建築基準法施行令第83条二号の表により、一般地域の積雪時は、G+P+Sとなり 積雪荷重によって生ずる力(S)を加える。 正しい6 × 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の長期の積雪荷重は、短期のに 生ずる積雪荷重の0.7倍の数値を用いる。 誤り7 × 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の短期の地震時に用いる積雪荷 重は、短期のに生ずる積雪荷重の0.35倍の数値を用いる。 誤り8 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、地震力(K)+風圧力(W)は何処にも 無い。 正しい9 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の短期の地震時に用いる積雪荷 重は、短期のに生ずる積雪荷重の0.35倍の数値を用いる。 正しい10 × 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の短期の地震時に用いる積雪荷 重は、短期のに生ずる積雪荷重の0.35倍の数値を用いる。 誤り11 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、風圧力が作用する場合は、G+P+W、 G+P+0.35S+Wであり、地震力(K)は作用しない。 正しい□ 一次設計(応力の組み合わせ)(1級)1 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の暴風時の積雪荷重は短期の 積雪荷重を0.35倍している。 正しい2 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の地震時の積雪荷重は短期の 積雪荷重を0.35倍している。 正しい3 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、地震力(K)+風圧力(W)は何処にも 無い。 正しい4 〇 建築基準法施行令第85条二号の表により、多雪区域の暴風時は、G+P+Wと G+P+0.35S+Wの積雪荷重がある場合とない場合を検討する。 正しい5 〇 建築基準法施行令第85条二号の表により、一般の地域においては、暴風時はG+P +W、地震時はG+P+Kとし、いずれも積雪荷重は考慮しない。 正しい6 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の長期の積雪荷重は、G+P +0.7Sで短期のに生ずる積雪荷重の0.7倍の数値を用いる。 正しい7 〇 建築基準法施行令第84条二号の表により、多雪区域の短期の地震時に用いる積雪荷 重は、短期のに生ずる積雪荷重の0.35倍の数値を用いる。 正しい8 〇 建築基準法施行令第85条二号の表により、多雪区域においては、暴風時はG+P +0.35S+W、地震時はG+P+0.35S+Kとし、いずれも積雪荷重と組み合わせ る必要がある。 正しい9 〇 建築基準法施行令第85条二号の表により、一般の地域においては、暴風時はG+P +W、地震時はG+P+Kとし、いずれも積雪荷重を組み合わせない。 正しい10 〇 建築基準法施行令第85条二号の表により、多雪区域においては、地震時はG+P +0.35S+Kとし、積雪荷重を考慮する。 正しい今回は構造の文章問題、荷重・外力ですが、2回に分けて紹介します。2回目は、地震力、応力の組み合わせです。この中では、地震力はほぼ毎年出題されます。言葉の定義、傾向はしっかり理解してください。応力の組み合わせについては、表を書けるようにしたいですね! 今日はこんな言葉です! 『鈍刀をいくら磨いても無駄なことだというが、何もそんなことばに耳を借す必要はない。せっせと磨くのだ。刀は光らないかも知れないが、磨く本鈍刀をいくら磨いても無駄なことだというが、何もそんなことばに耳を借す必要はない。せっせと磨くのだ。刀は光らないかも知れないが、磨く本人が変わってくる。つまり刀がすまぬすまぬと言いながら、磨く本人を光るものにしてくれるのだ。そこが甚深微妙(じんじんみみょう)の世界だ。だからせっせと磨くのだ 』(坂村 真民)
Aug 12, 2022
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構造文章編第3回(荷重・外力-2) 建築士試験に独学で挑戦する方のために、過去問を使って問題の解き方・ポイント・解説などを行っています。 過去問約20年分を1肢ごとにばらして、出題の項目ごとに分けてまとめています。1,2級両方載せていますので、1級受験の方は2級問題で慣らしてから1級問題に挑戦。2級受験の方は、時々1級の過去問題からも出題されますので参考程度に1級問題を見ておくと得点UPが狙えます!!全科目終わるには先の長い話ですが、勉強の参考になると嬉しいです!構造-3法規に続いては、苦手な人が多い構造を解説します。構造の問題は大きく構造力学(計算問題)と各種構造・建築材料(文章問題)に分かれます。ここでは、計算問題と文章問題を交互に交互に紹介していきます。(問題や解説の中で、時々誤字脱字があります。気を付けてはいますが、ごめんなさい!気が付いたら優しく教えて頂けると嬉しいです。また、解説等で解り辛いところは質問頂ければできる範囲で解説いたします。)構造(文章) 2.荷重・外力-2(地震力・応力の組み合わせ)荷重・外力の分野は、二級も一級の1~2問程度出題されます。法規と関連している問題も多いので、施行令(令82条~令86条)と合わせて確認しておくと法規の問題でも活用できます。今回は、荷重・外力の中で地震力、応力の組み合わせの問題をまとめました。この中では地震力に関してはほぼ毎年出題されています!(問題は、一部修正しているものもあります。)**************************************************************** 問題□ 荷重(地震力)(2級)1 建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、当該部分の固定荷重と積載荷 重との和に水平震度kを乗じて計算する。(2級H19,H23,H27)2 地震地域係数Zは、その地方における過去の地震の記録に基づく震害の程度及び地震活 動の状況その他地震の性状に応じて、各地域ごとに1.0から0.7までの範囲内において定 められている。(2級H19)3 建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、地盤面から深くなるほど大き くなる。(2級H19)4 振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期及び地盤の種別に応じて算出する。 (2級H18)5 建築物の地上部分における地震力に対する各階の必要保有水平耐力を計算する場合、標 準せん断力係数C₀は、原則として。0.2とする。(2級H25)6 地震力の算定に用いる地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を示す係数Aiは、 一般に、上階になるほど大きくなり、かつ、建築物の設計用一次固有周期Tが長くなる ほどその傾向が著しくなる。(2級H30)7 地震力の算定に用いる振動特性係数Rtは、同一の地盤種別の場合、一般に、建築物の 設計用一次固有周期Tが長くなるほど大きくなる。(2級H19,H27,H30)8 地震力の計算に用いる建築物の設計用一次固有周期(単位s)は、鉄筋コンクリート造 の場合、建築物の高さ(単位m)に0.02を乗じて算出する。(2級R03)9 建築物の地下部分の各部分の水平震度は、一般に、地盤面からの深さに関わらず一定で ある。(2級H16)10 地震地域係数Zは、各地方の区分に応じて1.0から0.7までの範囲内において定められて いる。(2級H16)11 建築物の地上部分の地震力は、多雪区域と指定された区域外では、当該建築物の各部分 の高さに応じて、当該高さの部分が支える固定荷重と積載荷重との和に、当該高さにお ける地震層せん断力係数Ciを乗じて計算する。(2級H18,H20,H24,H29)12 地盤が著しく軟弱な区域として指定された区域内における木造の建築物の標準せん断力 係数C₀は、原則として、0.2以上とする。(2級H18,H24,H29)13 振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期及び地盤の種別に応じて算出し、一 般に、固有周期が長くなるほど小さくなる。(2級H24)14 建築物の地上部分の各階における地震層せん断力係数Ciは、一般に、上階になるほど大 きくなる。(2級H18,H24,H29)15 地震地域係数Zは、各地域ごとに予想される地震動の強さに基づいて定められている。 (2級H18)16 地震層せん断力係数Ciは、建築物の地上部分の一定の高さにおける係数である。 (2級H19)17 建築物の地上部分における各階の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は、1.0以上とする。(2級H19,H23)18 振動特性係数Rtは、一般に、建築物の設計用一次固有周期が長いほど小さい。 (2級H21,H29)19 地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を表す数値Aiは、建築物の最上階におい て最も大きくなる。(2級H21)20 地震地域係数Zは、過去の地震記録により得られた地震動の期待値の相対的な比を考慮 して各地域ごとに定められている。(2級H21)21 一次設計(許容応力度設計)用の標準せん断力係数C₀の値は、一般に、0.2以上とす る。(2級H21)22 地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を表す数値Aiは、一般に、上階になるほ ど大きくなる。(2級H23,H27)23 許容応力度設計において、地盤が著しく軟弱な区域として指定された区域内における木 造の建築物の標準せん断力係数C₀は、原則として、0.3以上とする。(2級H23)24 振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有周期及び地盤の種別に応じて算出し、一 般に、固有周期が長くなるほど大きくなる。(2級H23)25 地震地域係数Zは、過去の震害の程度及び地震活動の状況などに応じて、各地域ごとに 1.0から0.7までの範囲内において定められている。(2級H24,H27,H29,R02)26 許容応力度等計算において、地盤が著しく軟弱な区域として指定された区域内における 木造の建築物の標準せん断力係数C₀は、原則として、0.3以上とする。(2級H27,R02)27 地震力の計算に用いる建築物の設計用一次固有周期Tは、建築物の高さが同じであれ ば、一般に、鉄筋コンクリート造より木造や鉄骨のほうが短い。(2級H28)28 地震力の計算に用いる標準せん断力係数C₀の値は、一般に、許容応力度計算を行う場合 においては0.2以上とし、必要保有水平耐力を計算する場合においては1.0以上とする。 (2級H28)29 地震力の計算に用いる振動特性係数Rtの地盤種別による大小関係は、建築物の設計用一 次固有周期Tが長い場合、第三種地盤>第二種地盤>第一種地盤となる。(2級H28)30 振動特性係数Rtの算出のための地盤種別は、基礎底部の直下の地盤が、主として岩盤 や硬質砂れき層などの地層によって構成されている場合、第一種地盤とする。 (2級R02)31 建築物の地上部分の各階における地震層せん断力係数Ciは、一般に、上階になるほど小 さくなる。(2級R02)32 建築物の地下部分の各部分に作用する地震力の計算に用いる水平震度kは、一般に、地 盤面から深さ20mまでは深さが深くなるほど小さくなる。(2級R02)33 構造計算における建築物の地上部分の地震力と最も関係の少ないものは、次のうちどれ か。(2級H26) 1 建築物の高さ 2 建設地の地盤の種別 3 建築物の重量 4 建設地の地表面粗度区分 5 建設地の多雪地域の指定の有無34 構造計算における建築物の地上部分の地震力と最も関係の少ないものは、次のうちどれ か。(2級R01) 1 建築物の高さ 2 建築物の積載荷重 3 建築物の構造種別 4 建設地の地盤周期 5 建設地の地表面粗度区分35 多雪区域外における一般的な2階建ての建築物の1階の構造耐力上主要な部分に生ずる地 震力として、最も適当なものは、次のうちどれか。ただし、地震層せん断力係数Ciは0.2 とし、屋根部分の固定荷重と積載荷重の和をWRとし、2階部分の固定荷重と積載荷重の 和をW2とする。(2級H14) 1 0.2×WR 2 0.2×W2 3 0.2×WR/W2 4 0.2×WR/(WR+W2) 5 0.2×(WR+W2)36 一般的な2階建ての建築物の1階の構造耐力上主要な部分に生ずる地震力として、最も 適当なものは、次のうちどれか。ただし、建設地は多雪区域以外の区域とし、また、地 震層せん断力係数Ciは0.2、屋根部分の固定荷重と積載荷重の和をWRとし、2階部分の 固定荷重と積載荷重の和をW2とする。(2級R03) 1 0.2×W2 2 0.2×(WR+W2) 3 0.2×W2/WR 4 0.2×WR/(WR+W2) 5 0.2×W2/(WR+W2)□ 荷重(地震力)(1級)1 建築物の地上部分に作用する地震力は、建築物の固有周期が長い場合、一般に、硬い 地盤に比べて、軟らかい地盤のほうが大きくなる。(1級H15)2 建築物の固有周期は、質量の平方根に比例し、剛性の平方根に反比例する。(1級H15)3 地震層せん断力係数の建築物の地上部分における高さ方向の分布を示す係数Aiの値は、 一般に、建築物の上層ほど小さくなる。(1級H15)4 構造躯体及び仕上げを軽量化することにより、固定荷重とともに地震力についても低減 することができる。(1級H15)5 建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、当該部分の固定荷重と積載荷 重との和に水平震度kを乗じて計算する。(1級H17,H25,R01)6 地震地域係数Zは、その地方における過去の地震の記録に基づく震害の程度及び地震活 動の状況その他地震の性状に応じて、各地域ごとに1.0から0.7までの範囲内において定 められている。(1級H17)7 建築物の地上部分のある層(i層)の地震層せん断力は、地震層せん断力係数Ciに、そ の層が支える部分(i層以上の部分)全体の固定荷重と積載荷重との総和(多雪区域で は積雪荷重を加える)を乗じて求める。(1級H18)8 地震層せん断力係数の建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiは、一般に、建築物の上階 になるほど大きくなり、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。 (1級H18,H25,R04)9 建築物の固有周期及び地盤の種別により地震力の値を変化させる振動特性係数Rtは、 一般に、建築物の設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。(1級H18,H25,R02)10 建築物の地上部分に作用する地震力について、許容応力度計算を行う場合において標準 せん断力係数C₀は0.2以上とし、必要保有水平耐力を計算する場合において標準せん断 力係数C₀は1.0以上としなければならない。(1級H18)11 建築物の地下部分の各部分に作用する地震力の計算を行う場合、水平震度kは、地盤面 からの深さに応じて小さくすることができる。(1級H18)12 地震層せん断力係数Ciの建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiを算出する場合の建築物 の設計用一次固有周期Tは、振動特性係数Rtを算出するTと同じとする。 (1級H20,R02)13 地震層せん断力係数Ciは、建築物の設計用一次固有周期Tが1.0秒の場合、第一種地盤 (硬質)の場合より第三種地盤(軟弱)の場合のほうが小さい。(1級H20)14 建築物の設計用一次固有周期Tは、建築物の高さが等しければ、一般に、鉄筋コンクリ ート造より鉄骨造のほうが長い。(1級H20)15 高さ30mの建築物の屋上から突出する高さ4mの塔屋に作用する水平震度は、地震地域 係数Zに1.0以上の数値を乗じた値とすることができる。(1級H20)16 地震地域係数Zに1.0、振動特性係数Rtが0.9、標準せん断力係数C₀が0.2のとき、建築 物の地上部分の最下層における地震層せん断力係数Ciは0.18とすることができる。 (1級H20,H30)17 沖積層の深さが35mの軟弱な第三種地盤の地盤周期Tcは、0.2秒以下である。 (1級H21)18 地盤種別が第二種地盤で、建築物の設計用一次固有周期が0.6秒以上の場合は、一般に、 高層になるほど地上部分の最下層の地震層せん断力係数Ciは大きくなる。(1級H22)19 地下部分の地震層せん断力は、「地下部分の固定荷重と積載荷重の和に、当該部分の地 下の深さに応じた水平震度kを乗じて求めた地震力」と「1階の地震層せん断力」との 和である。(1級H22)20 建築物の設計用一次固有周期Tが長い場合、一般に、第一種地盤より第三種地盤のほう が建築物の地上部分に作用する地震力は大きくなる。(1級H24,H27)21 地震力を算定する場合に用いる鉄骨造の建築物の設計用一次固有周期T(単位 秒)は、 特別な調査又は研究の結果に基づかない場合、建築物の高さ(単位 m)に0.02秒を乗 じて算出することができる。(1級H24)22 建築物の地上部分における各層の地震層せん断力係数Ciは、最下層における値が最も小 さくなる。(1級H24)23 地震地域係数Zは、その地方における過去の地震の記録に基づき、1.0から0.7までの範 囲内において各地域ごとに定められている。(1級H24,H28)24 建築物の地上部分の必要保有水平耐力を計算する場合、標準せん断力係数C₀は1.0以上 としなければならない。(1級H25,H28,R02)25 建築物の固有周期が長い場合や地震地域係数Zが小さい場合には、地震層せん断力係数 Ciは、標準せん断力係数C₀より小さくなる場合がある。(1級H21,H26,R01)26 建築物の地上部分における各層の地震層せん断力係数Ciは、最下層における値が最も大 きくなる。(1級H27,R02)27 地下部分の地震層せん断力は、「地下部分の固定荷重と積載荷重の和に、当該部分の地 下の深さに応じた水平震度kを乗じて求めた地震力」と「地上部分から伝わる地震層せ ん断力」との和である。(1級H27)28 第一種地盤で、建築物の設計用一次固有周期Tが長い場合、振動特性係数Rtの値は、 Tが長くなるほど小さくなる。(1級H28)29 建築物の地上部分における各層の地震層せん断力Qiは、最下層の値が最も大きくなる。 (1級H29,R03)30 鉄骨造又は木造の建築物の地震力を算定する場合に用いる設計用一次固有周期T (単位 秒)は、建築物の高さ(単位 メートル)に0.03を乗じて算出することが できる。(1級H30)31 地震層せん断力係数Ciの建築物の高さ方向の分布を表す係数Aiは、建築物の上階になる ほど大きくなる。(1級H30)32 建築物の地上部分におけるある層に作用する地震層せん断力は、その層の固定荷重と積 載荷重の和に、その層の地震層せん断力係数Ciを乗じて算出する。(1級H30)33 鉄筋コンクリート造の保有水平耐力計算を行う場合の地上部分の地震力は、標準せん断 力係数C₀が「0.2以上の場合」と「1.0以上の場合」の2段階の検討をする。(1級H21)34 鉄骨造の地震力を算定する場合に用いる建築物の設計用一次固有周期T(単位 秒)は、 特別な調査又は研究の結果に基づかない場合、建築物の高さ(単位 m)に0.03を乗じ て算出することができる。(1級H21)35 地震地域係数Zは、過去の地震等の記録に基づき、1.0から1.5までの範囲で、建設地ご とに定められている。(1級H21)36 建築基準法における地震層せん断力係数Ciの計算に用いる振動特性係数Rtは、建築物 の設計用一次固有周期Tと地盤の種別に応じて定められている。それらの関係を示す図 として適当なものは、次のうちどれか。(1級H29)□ 一次設計(応力の組み合わせ)(2級)1 応力算定においては、一般に、地震力と風圧力が同時に作用するものとして計算する。 (2級H15)2 許容応力度等計算において積雪時の短期に生じる力を計算するに当たり、一般に、多雪 区域以外では積雪荷重によって生じる力を無視してよい。(2級H17)3 許容応力度等計算において、多雪区域に指定された区域外の場合、地震時の短期に生ず る力は、常時の長期に生ずる力に地震力によって生ずる力を加えたものである。 (2級H19,H22,H24,H27)4 応力算定においては、一般に、地震力と風圧力は同時に作用しないものとして計算する。 (2級H19,H25)5 許容応力度等計算において、積雪時の短期に生ずる力を計算するに当たり、一般に、多 雪区域以に指定された区域外においても積雪荷重によって生じる力を加える。 (2級H22)6 多雪区域において、長期に生ずる力の計算に用いる積雪荷重は、短期に生ずる力の計算 に用いる積雪荷重の0.35倍の数値とする。(2級H28)7 特定行政庁が指定する多雪区域における地震時の計算に用いる積雪荷重は、短期の積雪 荷重の0.7倍の数値とする。(2級R01)8 建築物の構造計算に当たっては、一般に、地震力と風圧力とは同時に作用しないものと して計算する。(2級H16)9 多雪区域における設計用地震力の計算に当たっては、積雪荷重を考慮する。(2級H16)10 多雪区域における建築物の設計用地震力の計算に用いる積雪荷重の大きさは、短期の積 雪荷重の0.7倍の数値とする。(2級H21)11 風圧力が作用する場合の応力算定においては、一般に、地震力が同時に作用しないもの として計算する。(2級H30)□ 一次設計(応力の組み合わせ)(1級)1 多雪区域における暴風時に組み合わせる積雪荷重は、短期の積雪時における積雪荷重を 低減して用いることができる。(1級H15,H27)2 許容応力度等計算において、地震力の計算時には、特定行政庁が指定する多雪区域にあ っては、積雪荷重を考慮する。(1級H16)3 許容応力度等計算に用いる荷重及び外力の組み合わせにおいては、地震力と風圧力が同 時に作用することは想定していない。(1級H18)4 多雪区域においては、暴風時においても積雪荷重がある場合と積雪荷重がない場合とを 考慮する。(1級H19)5 多雪区域でない地域において、暴風時又は地震時の荷重を、積雪荷重と組み合わせる必 要はない。(1級H21)6 多雪区域内において、長期積雪荷重は、短期積雪荷重の0.7倍の数値とする。(1級H21)7 多雪区域において、地震時に考慮すべき積雪荷重は、短期積雪荷重を低減したものを用 いる。(1級H30)8 多雪区域においては、暴風時又は地震時の荷重を、積雪荷重と組み合わせる必要がある。 (1級H26)9 構造部材に生ずる応力度等を計算するに当たり、多雪区域でない一般の地域においては、 暴風時又は地震時の荷重を、積雪荷重と組み合わせなくてもよい。(1級H28)10 地震時の短期に生ずる力については、特定行政庁が指定する多雪区域おいては、積雪 荷重を考慮する。(1級R03) **************************************************************** 解説 □ 荷重(地震力) 地震力は、建築基準法施行令第88条から出題されます。各言葉の定義、意味はしっかり理解してください。 地上部分の地震力 ① 地震層せん断力(Qi)=i層の地震層せん断力係数(Ci)×i層が支えている部分 (i層以上の部分)の固定荷重と積載荷重の総和(Wi)② 地震層せん断力係数(Ci)=地震地域係数(Z)×振動特性係数(Rt)×地震層せん断力 係数の高さ方向の分布係数(Ai)×標準せん断力係数(C₀)・Z(地震地域係数):その地域における過去の地震の程度に応じて決められている地震力の 低減係数。1.0~0.7の間の値・Rt(振動特性係数):建築物の弾性域における固有周期と地盤の振動特性とによる地震力の 低減係数。 ・同一地盤種別の場合、設計用一次固有周期Tが長くなればRtは小さくなる。 設計用一次固有周期が同じ場合、地盤が硬質のほうがRtは小さくなる。 ・設計用一次固有周期は、清算によらない場合、T=h(0.02+0.01α) (h:建築物の高さ α:柱及び梁の大部分が木造又は鉄骨造である階の合計高さのhに対 する比), T=2π√(m/k) (m:質量 k:剛性)の式もある。 グラフの傾向がポイント! ・Ai(地震層せん断力係数の高さ方向の分布係数):建築物の振動特性に応じた地震層せん断 力係数の高さ方向の分布を示す係数。(割増係数)設計用一次固有周期と高さ方向の建築物 重量の分布に影響を受ける ・地上最下層のAiは、1.0となる ・上階になるほど大きくなり、設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる (グラフの傾向がポイント!)・C₀(標準せん断力係数):地震層せん断力の調整係数(構造計算の種類によって変わる) 地下部分の地震力 ① 地下の各部分に作用する地震力は、地震力(PB)=当該部分の重量(固定荷重と積載荷重 の和)(WB)×水平震度(k)・水平震度(k)は、地下20mまでは小さくなる(0.1~0.05)が、20m超は一定となる。 ② 地下部分の地震層せん断力(QB)=地下部分の地震力(PB)+地上部分最下層の地震層 せん断力(Q1)塔屋等の地震力 ① 地階を除く階数が4以上又は高さが20mを超える建築物において、昇降機塔等(突出高さ が2m以下のものを除く)の屋上から突出する部分又は屋外階段等の外壁から突出する部 分に作用する地震力も水平震度法により算定し、水平震度kは地震地域係数Zに1.0以上 の数値を乗じて得た数値とする。QP=WP×k k≧1.0Z以上 ・塔屋や屋上突出物は、建物本体よりも大きな加速度が作用する ・屋上から突出する水槽、冷却塔、煙突等の地震力Pは、P=W×k (W:屋上水槽等の重量 k:水平震度 K≧1.0Z以上) ただし、転倒、移動等による 危害防を防止するための有効な措置が講じられている場合は、当該数値から1/2を超えない 数値を減じた数値とすることができる。② 外壁から突出長さが2mを超える片持ちバルコニー、片持ち階段などに作用する地震力は、 一般に、鉛直(上下方向)震度を1.0Z以上として計算する。□ 荷重(地震力)(2級)1 〇 建築基準法施行令第88条4項により、建築物の地下部分に作用する地震力(PB)= 当該部分の固定荷重と積載荷重の和(WB)×水平震度(k)により求める。正しい2 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい3 × 建築基準法施行令第88条4項により、地下部分に作用する地震力は、PB=WB×k となり、kが地盤面から20mまでは小さくなるため、地震力も地盤面から深くなる ほど小さくなる。 誤り4 〇 建築基準法施行令第88条1項により、振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有 周期及び地盤の種別に応じて算出した数値。 正しい5 × 建築基準法施行令第88条3項により、必要保有水平耐力を計算する場合の標準せん 断力係数は1.0以上としなければならない。 誤り6 〇 地震層せん断力係数の高さ方向の分布係数Aiは、グラフより、上階になるほど大き くなり、設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。 正しい7 × 振動特性係数Rtは、グラフより同一地盤種別の場合、設計用一次固有周期Tが長く なれば小さくなる。設計用一次固有周期が同じ場合、地盤が硬質のほうが小さくな る。 誤り8 〇 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋コ ンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。 正しい9 × 建築基準法施行令第88条4項により、水平震度(k)は、地下20mまでは小さくな る(0.1~0.05)が、20m超は一定となる。 誤り10 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい11 〇 建築基準法施行令第88条1項により、建築物の地上部分の地震力(Qi)は、当該高 さの部分が支える固定荷重と積載荷重の和(Wi)に当該高さにおける地震層せん断 力(Ci)を乗じて計算する。 正しい12 × 建築基準法施行令第88条2項により、標準せん断力係数(C₀)は、地盤が著しく軟 弱な区域として指定された地域の木造の建築物においては、0.3以上とする。 誤り13 〇 建築基準法施行令第88条1項により、振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有 周期及び地盤の種別に応じて算出する。グラフより、一般に、設計用一次固有周期 Tが長くなるほど小さくなる。 正しい14 〇 建築基準法施行令第88条1項により、Ci=Z×Rt×Ai×C₀となり、上階になると Aiは大きくなるが他の係数は変化しないため、Ciは上階ほど大きくなる。正しい15 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度(予想される地震動)により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい16 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震層せん断力係数Ciは、建築物の地上部分 の一定の高さにおける係数である。 正しい17 〇 建築基準法施行令第88条3項により、必要保有水平耐力を計算する場合の標準せん 断力係数は1.0以上としなければならない。 正しい18 〇 建築基準法施行令第88条1項により、振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有 周期及び地盤の種別に応じて算出する。グラフより、一般に、設計用一次固有周期 Tが長くなるほど小さくなる。 正しい19 〇 地震層せん断力係数の高さ方向の分布係数Aiは、グラフより、上階になるほど大き くなり、最上階が最も大きくなる。 正しい20 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度(予想される地震動)により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい21 〇 建築基準法施行令第88条2項により、標準せん断力係数C₀は、0.2以上としなけ ればならない。 正しい22 〇 地震層せん断力係数の高さ方向の分布係数Aiは、グラフより、上階になるほど大き くなり、設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。 正しい23 〇 建築基準法施行令第88条2項により、標準せん断力係数(C₀)は、地盤が著しく 軟弱な区域として指定された地域の木造の建築物においては、0.3以上とする。 正しい24 × 建築基準法施行令第88条1項により、振動特性係数Rtは、建築物の設計用一次固有 周期及び地盤の種別に応じて算出する。グラフより、一般に、設計用一次固有周期 Tが長くなるほど小さくなる。 誤り25 〇 建築基準法施行令第88条1項により、地震地域係数Zは、その地方における過去の 地震の程度等により1.0~0.7の範囲内で定められている。 正しい26 〇 建築基準法施行令第88条2項により、標準せん断力係数(C₀)は、地盤が著しく 軟弱な区域として指定された地域の木造の建築物においては、0.3以上とする。 正しい27 × 設計用一次固有周期は、T=h(0.02+0.01α)で求めることができるが、鉄筋 コンクリート造の場合はα=0となり、T=0.02hとなる。木造や鉄骨造の場合は α=1となり、T=0.03hとなる。木造や鉄骨の方か長い。 誤り28 〇 建築基準法施行令第88条2項、3項により、標準せん断力係数(C₀)は、許容応力 度計算を行う場合は0.2以上とし、必要保有水平耐力を計算する場合は1.0以上とす る。 正しい29 〇 振動特性係数Rtは、グラフより設計用一次固有周期Tが同じならば。地盤が硬質 のほうが小さくなり、第三種地盤>第二種地盤>第一種地盤となる。 正しい30 〇 振動特性係数Rt算出のための地盤種別は、岩盤や硬質砂れきによって構成されて いる場合は第一種地盤となる。(昭和55年建設省告示第1793号) 正しい31 × 建築基準法施行令第88条1項により、Ci=Z×Rt×Ai×C₀となり、上階になると Aiは大きくなるが他の係数は変化しないため、Ciは上階ほど大きくなる。誤り32 〇 建築基準法施行令第88条4項により、水平震度(k)は、地下20mまでは小さく なる(0.1~0.05)。 正しい33 4 1~3、5は地震力に関係するが、建設地の地表面粗度区分は風圧力の算定で用いる。 4番が誤り34 5 1~4は地震力に関係するが、建設地の地表面粗度区分は風圧力の算定で用いる。 5番が誤り35 5 Qi=Ci×Wiより、Qi=0.2×(WR+W2) 5番が正しい36 2 Qi=Ci×Wiより、Qi=0.2×(WR+W2) 2番が正しい地震力(1級)と一次設計(応力の組み合わせ)の解説は、次に回します。
Aug 12, 2022
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構造文章編第1回(荷重・外力-1)建築士試験に独学で挑戦する方のために、過去問を使って問題の解き方・ポイント・解説などを行っています。過去問約20年分を1肢ごとにばらして、出題の項目ごとに分けてまとめています。1,2級両方載せていますので、1級受験の方は2級問題で慣らしてから1級問題に挑戦。2級受験の方は、時々1級の過去問題からも出題されますので参考程度に1級問題を見ておくと得点UPが狙えます!! 全科目終わるには先の長い話ですが、勉強の参考になると嬉しいです! 構造-2法規に続いては、苦手な人が多い構造を解説します。構造の問題は大きく構造力学(計算問題)と各種構造・建築材料(文章問題)に分かれます。ここでは、計算問題と文章問題を交互に交互に紹介していきます。 (問題や解説の中で、時々誤字脱字があります。気を付けてはいますが、ごめんなさい!気が付いたら優しく教えて頂けると嬉しいです。また、解説等で解り辛いところは質問頂ければできる範囲で解説いたします。)構造(文章) 1.荷重・外力-1(固定・積載荷重、雪荷重、風荷重) 荷重・外力の分野は、二級も一級の1~2問程度出題されます。法規と関連している問題も多いので、施行令(令82条~令86条)と合わせて確認しておくと法規の問題でも活用できます。今回の荷重・外力の分野は2回に分けました。1回目は固定荷重、積載荷重、雪荷重、風荷重の問題です。 (問題は、一部修正しているものもあります。)******************************************************************問題□ 荷重(固定荷重・積載荷重)(2級)1 建築物に作用する固定荷重や積載荷重は、長期荷重と考える。(2級H15)2 「床の構造計算をする場合の積載荷重」と「大梁の構造計算をする場合の積載荷重」は、 一般に、同一の室においても異なった値を用いて計算する。(2級H15,H17)3 一つの部屋の「床の構造計算をする場合の積載荷重」と「地震力を計算する場合の積載 荷重」は、一般に、同じ値を用いる。(2級H16)4 建築物に作用する荷重及び外力として、固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風圧力及び地 震力を採用しなければならない。(2級H17)5 瓦葺屋根の固定荷重は、一般に、厚形スレート葺き屋根の固定荷重よりも大きい。 (2級H17)6 住宅の居室における床の単位面積当たりの積載荷重の値については、一般に、「柱の構 造計算をする場合」より「床の構造計算」のほうが大きい。(2級H18)7 固定荷重は、骨組部材・仕上材料等のような構造物自体の重量及び建築物上に常時固定 されている物体の重量による荷重である。(2級H18)8 倉庫業を営む倉庫の床の積載荷重については、実況に応じて計算した値が3,900N/㎡未 満の場合であっても3,900N/㎡として計算する。(2級H18,H21,H27,R01)9 各階が事務室である建築物において、柱の垂直荷重による圧縮力を計算する場合、積載 荷重は、その柱が支える床の数において低減することができる。 (2級H19,H22,H25,H28) 10 積載荷重は、一般に、室の種類と構造計算の対象に応じて、異なった値を用いる。 (2級H19)11 同一の室における床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「床の構造計算をする 場合」より「地震力を計算する場合」のほうが大きい。(2級H20)12 同一の室に用いる積載荷重の大小関係は、一般に、「床の計算用」>「大梁及び柱の 計算用」>「地震力の計算用」である。(2級H21,H25,H28)13 床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「教室」より「百貨店又は店舗の売り場」 のほうが小さい。(2級H21)14 倉庫等において、積載荷重が一様に分布している場合の応力より、そこから一部の荷重 を減らして荷重が偏在している場合の応力の方が不利になることがある。(2級H21)15 事務室において、柱の垂直荷重による圧縮力を計算する場合、その柱が支える床の数に 応じて積載荷重を低減することができる。(2級H21)16 床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「百貨店又は店舗の売り場」より「教室」 のほうが小さい。(2級H24,H29)17 同一の室に用いる積載荷重の大小関係は、一般に、「地震力の計算用」>「床の計算 用」>「大梁及び柱の計算用」である。(2級H26)18 床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「百貨店又は店舗の売り場」より「教室」 のほうが大きい。(2級H27)19 同一の室における床の単位面積当たりの積載荷重は、一般に、「床の構造計算をする 場合」より「地震力を計算する場合」のほうが小さい。(2級H30) 20 各階が事務室である建築物において、垂直荷重による柱の圧縮力を低減して計算する場 合の「積載荷重を減らすために乗ずべき数値」は、一般に、その柱が支える床の数が多 くなるほど小さくなる。(2級H30)21 同一の室において、積載荷重の大小関係は、一般に、「地震力の計算用」>「大梁及び 柱の構造計算用」>「床の構造計算用」である。(2級R03)□ 荷重(固定荷重・積載荷重)(1級)1 床の構造計算において、単位面積当たりの積載荷重は、実況によらない場合、教室に比 べて学校のバルコニーにおほうが小さい。(1級H15)2 劇場の客席の積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、固定席の場合よりその他の場 合のほうが小さい。(1級H16)3 構造計算における積載荷重は、許容応力度等計算を行う場合と限界耐力計算を行う場合 とは同じ値を用いることができる。(1級H16)4 床の構造計算を実況に応じて計算しない場合、所定の規定による設計用積載荷重の大小 関係は、店舗の売り場>教室>住宅の居室である。(1級H17)5 積載荷重及び固定荷重は鉛直方向にのみ作用し、地震力及び風圧力は水平方向にのみ作 用する。(1級H17)6 単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、実況に応じて計算しない場合は、「床の構造 計算をする場合」>「大梁、柱又は基礎の構造計算をする場合」>「地震力を計算する 場合」である。(1級H18)7 事務室の柱の垂直荷重による圧縮力を計算する場合において、支える床の数に応じて、 積載荷重を低減することができる。(1級H19)8 百貨店の屋上広場の単位面積当たりの積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、百貨 店の売場の単位面積当たりの積載荷重と同じにすることができる。(1級H19,H24,H30)9 店舗の売り場に連絡する廊下の床の構造計算に用いる積載荷重は、建築物の実況に応じ て計算しない場合、店舗の売場の床の積載荷重を用いることができる。(1級H20,R01)10 倉庫業を営む倉庫における床の構造計算に用いる積載荷重は、実況に応じて計算した数 値が3,900N/㎡未満であっても3,900N/㎡としなければならない。(1級H20,H22)11 鉄筋コンクリートの単位体積重量を算定するに当たり、コンクリートの単位体積重量に 鉄筋による単位体積重量1KN/㎥を加えて求めることができる。(1級H22)12 普通コンクリートの重量を算定するに当たり、単位体積重量については、設計基準強度 Fc≦36N/㎟のコンクリートにおいては23KN/㎥とし、36N/㎟<Fc≦48N/㎟のコンク リートにおいては23.5KN/㎥とすることができる。(1級H22)13 教室に連絡する廊下や階段の床の積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、教室の床 の積載荷重と同じ2,300N/㎡としなければならない。(1級H22)14 多数の者が利用する自走式の駐車場において、誤操作による自動車の転落事故を防止す るための装置の構造は、250KNの衝撃力が作用した場合に、装置の部材の塑性変形等を 考慮し、衝撃力を吸収できるようにする。(1級H22)15 単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、実況に応じて計算しない場合、教室>店舗の 売り場>住宅である。(1級H24)16 教室に連絡する廊下や階段の床の積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、教室の床 の積載荷重と同じ値を用いることができる。(1級H27)17 建築物の各部分の積載荷重は、「床の構造計算をする場合」、「大梁・柱・基礎の構造 計算をする場合」及び「地震力を計算する場合」において、それぞれ異なる値を用いる ことができる。(1級H27)18 一般的な鉄筋コンクリートの単位体積重量は、コンクリートの単位体積重量に、鉄筋に よる重量増分として1KN/㎥を加えた値を用いることができる。(1級H27,H30)19 学校の屋上広場の単位面積当たりの積載荷重は、実況に応じて計算しない場合、教室の 単位面積当たりの積載荷重と同じ数値とすることができる。(1級H29)20 単位面積当たりの積載荷重は、建築物の実況に応じて計算しない場合、「床の構造計算 をする場合」、「大梁、柱又は基礎の構造計算をする場合」及び「地震力を計算する場 合」のうち、「地震力を計算する場合」が最も大きくなる。(1級H30)21 床の構造計算を行う場合の単位面積当たりの積載荷重の大小関係は、実況に応じて計算 しない場合、住宅の居室>事務室>教室である。(1級R03)□ 荷重(雪荷重)(2級)1 積雪荷重の計算に用いる積雪の単位荷重は、多雪区域以外の区域においては、積雪量 1㎝ごとに20N/㎡以上とする。(2級H18,R03)2 屋根の積雪荷重は、雪止めのない屋根の場合、屋根勾配が緩やかになるほど小さい。 (2級H18)3 積雪の単位荷重は、多雪区域の指定のない区域においては、積雪量1㎝ごとに1㎡につき 20N以上とする。(2級H16)4 屋根の積雪荷重は、屋根に雪止めがある場合を除き、その勾配が60度を超える場合にお いては、零とすることができる。(2級H16,H20,H26,H30)5 屋根面における積雪量が不均等となるおそれのある場合においては、その影響を考慮し て積雪荷重を計算しなければならない。(2級H17,H20,H24,H25,H27,H29,R01)6 屋根の積雪荷重は、屋根に雪止めがある場合を除き、その勾配が45度を超える場合にお いては、零とすることができる。(2級H23,H29)7 多雪区域を指定する基準は、「垂直積雪量が1m以上の区域」又は「積雪の初終間日数 の平年値が30日以上の区域」と定められている。(2級H28)□ 荷重(雪荷重)(1級)1 屋根の積雪荷重は、雪止めの無い屋根の場合、屋根勾配が緩やかになるほど大きい。 (1級H15)2 積雪荷重は、積雪の単位荷重に屋根の水平投影面積及びその地方における垂直積雪量を 乗じて計算する。(1級H17)3 多雪区域を指定する基準において、垂直積雪量が1m未満の区域であっても、積雪の初 終間日数の平年値が30日以上の区域については、多雪区域となる。(1級H16)4 積雪荷重において、垂直積雪量dは、「その区域の標準的な標高ls及び海率rs」「周辺 地形あるいはその区域での観測資料等」を考慮して特定行政庁が定める。(1級H18)5 雪止めの無い屋根の勾配が45度の場合、屋根の積雪荷重は0とすることができる。 (1級H19)6 多雪区域以外において、積雪荷重の計算に用いる積雪の単位荷重は、積雪量1㎝当たり 20N/㎡以上とする。(1級H20,R01)7 垂直積雪量が1mを超える場合、雪下ろしの状況に応じて垂直積雪量を1mまで減らして 積雪荷重を計算した建築物については、その出入り口、主要な居室又はその他見やすい 場所に、その軽減の状況その他必要な事項を表示しなければならない。(1級H20,R04)8 雪下ろしを行う習慣のある地方においては、その地方における垂直積雪量が1mを超え る場合においても、積雪荷重は、雪下ろしの状況に応じて垂直積雪量を1mまで減らし て計算することができる。(1級H29)9 屋根面における積雪量が不均等となるおそれのある場合においては、その影響を考慮し て積雪荷重を計算しなければならない。(1級R04)10 多雪区域以外の区域における大スパン等の一定の条件を満たす緩勾配屋根を有する建築 物では、屋根版の構造種別によっては、構造計算において用いる積雪荷重に積雪後の降 雨を考慮した割増係数を乗じることが求められる場合がある。(1級R04)11 多雪区域を指定する基準において、積雪の初終間日数の平均値が30日以上の区域であっ ても、垂直積雪量が1m未満の場合は、多雪区域とはならない。(1級R04)□ 荷重(風荷重)(2級)1 風圧力の計算に用いる速度圧は、その地方における基準風速の2乗に比例する。 (2級H16,H29)2 風圧力の計算は、原則として、金網その他の網状の構造物についても行う必要がある。 (2級H16)3 暴風時における建築物の転倒、柱の引抜き等を検討する場合においては、建築物の実況 に応じて積載荷重を減らした数値によるものとする。(2級H20,H23,H24,H26)4 暴風時における建築物の転倒等を検討する場合においては、建築物の実況に応じて積載 荷重を減らした数値によるものとする。(2級H22)5 風圧力の計算に用いる風力係数は、地盤面からの高さが高い部位ほど大きい。(2級H22)6 風圧力を計算する場合の速度圧は、その地方において定められた風速の2乗に比例する。 (2級H23,H26,H27)7 風圧力の計算に用いる速度圧は、その地方において定められた風速の平方根に比例する。 (2級H24)8 建築物の屋根版に作用する風圧力と、屋根葺き材に作用する風圧力とは、それぞれ個別 に計算する。(2級H26,H28,R01)9 暴風時における建築物の転倒、柱の引抜き等を検討する場合、積載荷重は、築物の実況 に応じて低減した数値によるものとする。(2級H28)10 風圧力を計算する場合において、閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、 建築物の外圧係数から内圧係数を減じた数値とする。(2級H29)11 閉鎖型の建築物で風上解放の場合、風圧力の計算に用いる風力係数は、一般に、正の内 圧係数を用いて計算する。(2級R01)12 風圧力の計算に用いる平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、同じ地上高さの場合、 一般に、地表面粗度区分がⅢよりⅡのほうが大きくなる。(2級R03)13 風圧力は、速度圧に風力係数を乗じて計算する。(2級H17,H20)14 速度圧は、その地方において定められた風速の平方根に比例する。(2級H17,H20,H30)15 閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、建築物の外圧係数から内圧係数 を減じた数値により算出する。(2級H18,H20,H30)16 ラチス構造物の風圧作用面積は、風の作用する方向から見たラチス面積の見付面積とする。 (2級H17,H30)17 速度圧は、一般に、屋根の平均高さに基づいて算定する。(2級H20)18 金網その他の網状の構造物の風圧作用面積は、風の作用する方向から見た金網等の見付 面積とする。(2級H20)19 風圧力の計算に用いる基準風速V₀は、その地方における過去の台風の記録に基づく風害 の程度その他の風の性状に応じて、30m/sから46m/sまでの範囲内において定められて いる。(2級H21)20 速度圧の計算に用いる地表面粗度区分は、海岸線からの距離、建築物の高さ等を考慮し て定められている。(2級H30)21 建築物に作用する風圧力に関する下記の文中のア~ウに当てはまる用語A~Cの組合せ として、最も適切なものは、次のうちどれか。(2級H14) 22 図のような方向に風を受ける建築物のA点における風圧力の大きさとして、最も適当な ものは、次のうちどれか。ただし、速度圧は1,000N/㎡とし、建築物の外圧係数及び内 圧係数は、図に示す値とする。(2級H25) 23 図のような方向に風を受ける建築物のA点における風圧力の大きさとして、最も適当なも のは、次のうちどれか。ただし、速度圧は1,000N/㎡とし、建築物の外圧係数及び内圧 係数は、図に示す値とする。(2級H25)□ 荷重(風荷重)(1級)1 風圧力の計算に用いる速度圧qは、その地方における基準風速の二乗に比例する。 (1級H15,H20) 2 基準風速V₀は、その地方における過去の台風の記録に基づく風害の程度その他の風の性 状に応じて、30m/sから46m/sまでの範囲内において定められている。(1級H17) 3 単位面積当たりの風圧力については、一般に、「外装材に用いる風圧力」より「構造骨 組みに用いる風圧力」のほうが小さい。(1級H17) 4 速度圧qは、基準風速V₀の二乗に比例し、建築物の高さhの平方根に比例する。 (1級H17) 5 ガスト影響係数Gfは、風の時間的変動により建物が揺れた場合に発生する最大の力を 計算するために用いる係数である。(1級H17)6 平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、地表面粗度区分(Ⅰ~Ⅳ)に応じて計算す る。(1級H17) 7 風圧力における平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、建築物の高さが同じ場合、 一般に、「極めて平坦で障害物がない区域」より「都市化が極めて著しい区域」のほう が小さい。(1級H16,H24,H29) 8 ガスト影響係数Gfは、一般に、建築物の高さと軒の高さとの平均Hに比例して大きくな り、「都市化が極めて著しい区域」より「極めて平坦で障害物がない区域」のほうが大 きくなる。(1級H18,H26) 9 基準風速V₀は、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分間平均風速に相当する値で ある。(1級H18,R01) 10 風圧力を計算するに当たって用いる風力係数は、風道試験によって定める場合の他、建 築物の断面及び平面の形状に応じて定める数値によらなければならない。(1級H19)11 風圧力を算出する場合の基準風速V₀は、地方の区分に応じて規定されている。 (1級H21)12 高さ13m以下の建築物において、屋根ふき材については、規定のピーク風力係数を用い て風圧力の計算をすることができる。(1級H22,H26) 13 閉鎖型の建築物における風力係数は、一般に、その建築物の外圧係数と内圧係数との差 により算定する。(1級H24) 14 風圧力の計算に用いる速度圧qは、その地方における基準風速V₀のに比例する。 (1級28)15 風圧力の計算に用いる速度圧qは、その地方において定められている基準風速V₀の2 乗に比例する。(1級R01) 16 ガスト影響係数Gfは、「平坦で障害物がない区域」より「都市化が著しい区域」のほ うが大きい。(1級R01) 17 風圧力は、一般に、「外装材に用いる場合」より「構造骨組みに用いる場合」のほう が大きい。(1級R01)18 屋根葺き材等に対して定められるピーク風力係数C^fは、局部風圧の全風向の場合に おける最大値について基づいて定められている。(1級R03) 19 屋根葺き材の風圧力に対する構造耐力上の安全性を確かめるための構造計算の基準は、 建築物の高さにかかわらず適用される。(1級R02) 20 屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いる平均速度圧q ̄については、気流の流れを 表すガスト影響係数Gfは考慮しなくてよい。(1級R02) 21 屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いるピーク風力係数C^fは、一般に、構造骨組 みに用いる風圧力を算出する場合の風力係数Cfよりも大きい。(1級R02) 22 屋根葺き材に作用する風圧力の算出に用いる基準風速V₀は、構造骨組に用いる風圧力 を算出する場合と異なる。(1級R02) 23 図のような4階建の建築物において、各階の風圧力の算定に関する次の記述のうち、最 も不適当なものはどれか(1級H23) 1 高さh2の窓ガラスの検討に用いる風圧力の計算においては、ピーク風力係数を考慮する。 2 高さh1の庇の風圧力は、庇の高さh1のみで検討し、建築物の高さと軒の高さとの平 Hに影響されない。 3 屋根ふき材に作用する風圧力算定においては、ピーク風力係数を考慮する。 4 速度圧は、その地方における基準風速、地表面粗度区分及び建物の高さと軒の高さとの 平均Hに影響され、風力係数は建築物の形状に応じて定められている。 **************************************************************** 解説 □ 荷重(固定荷重・積載荷重) ① 固定荷重・積載荷重の問題は、建築基準法施行令第85条より出題される場合が多いです。 特に、1項表の大小関係はしっかり把握してください。 ② 鉄筋コンクリートの単位体積重量は、コンクリートの重量に鉄筋分1kN/㎥を加えて求める。 コンクリートの重量は設計基準強度により変化する。 □ 荷重(固定荷重・積載荷重)(2級) 1 〇 建築基準法施行令第82条二号の表より、一般の場合、長期に生ずる力(長期荷重) は固定荷重(G)と積載荷重(P)の和となる。 正しい 2 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の構造計算をする場合と大梁の構造計算をする場合では床の方が大 きい。 正しい3 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の構造計算をする場合と地震力を計算する場合では、床のほうが大 きい。 誤り4 〇 建築基準法施行令第83条1項の表より、荷重及び外力は、固定荷重、積載荷重、積 雪荷重、風圧力、地震力を採用しなければならない。尚、2項により、その他に建 築物の儒教に応じて、土圧、水圧、震動及び衝撃による外力を採用しなければなら ない。 正しい 5 〇 建築基準法施行令第84条の表より、瓦葺:640N/㎡(ふき土がない場合)厚型ス レート葺き440N/㎡となり、瓦葺のほうが大きい。 正しい 6 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の構造計算をする場合と柱の構造計算をする場合では床の方が大き い。 正しい 7 〇 建築基準法施行令第84条の表より、固定荷重は、骨組部材・仕上材料等のような構 造物自体の重量及び構造物上に常時固定されている物体の重量による荷重である。 正しい 8 〇 建築基準法施行令第85条3項により、倉庫業を営む倉庫の床の積載荷重は、実況に 応じて計算した数値が3,900N/㎡未満であっても、3,900N/㎡としなければならな い。 正しい9 〇 建築基準法施行令第85条2項により、柱又は基礎の垂直荷重による圧縮力を計算す る場合、支える床の数において積載荷重を低減することができる。ただし、劇場系 の用途の場合は低減できない。 正しい 10 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。 正しい 11 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の構造計算をする場合と地震力を計算する場合では、地震力のほう が小さい。 誤り12 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。 正しい 13 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の単位面積当たりの積載荷重は、教室 (2,300N/㎡)より百貨店又は店舗の売り場(2,900N/㎡)のほうが大きい。 誤り 14 〇 多スパンのの建築物では、積載荷重が一様に分布していると、梁の左右の曲げモー メントが釣り合って、柱に曲げモーメントが生じないことがあるが、荷重が偏在し ている場合は柱に曲げモーメントが発生し不利になることがある。 正しい 15 〇 建築基準法施行令第85条2項により、柱又は基礎の垂直荷重による圧縮力を計算す る場合、支える床の数において低減することができる。ただし、劇場系の用途の場 合は低減できない。 正しい 16 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の単位面積当たりの積載荷重は、百貨店 又は店舗の売り場(2,900N/㎡)より教室(2,300N/㎡)のほうが小さい。正しい 17 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。誤り 18 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の単位面積当たりの積載荷重は、百貨店又 は店舗の売り場(2,900N/㎡)より教室(2,300N/㎡)のほうが小さい。 誤り 19 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。 正しい 20 〇 建築基準法施行令第85条2項により、柱又は基礎の垂直荷重による圧縮力を計算す る場合、支える床の数において低減することができる。積載荷重を減らすために乗 ずる数値は、2項の数値により、支える床の数が多くなるほど小さくなる。正しい 21 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。 誤り □ 荷重(固定荷重・積載荷重)(1級)1 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の単位面積当たりの積載荷重は、教室 (2,300N/㎡)にくらべて、学校のバルコニー(2,900N/㎡)よりのほうが大き い。 誤り 2 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、劇場の積載荷重は、床の構造計算をする場 合は、固定席(2,900N/㎡)より、その他(3,500N/㎡)のほうが大きい。誤り 3 〇 構造計算の種類(許容応力度計算、許容応力度等計算、保有水平耐力計算、限界耐 力計算)によって積載荷重は変わらない。ただし、限界耐力計算においては2次設 計において、積雪荷重を1.4倍、風圧力を1.6倍として計算する。 正しい 4 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の構造計算をする場合の積載荷重は、店 舗の売り場(2,900N/㎡)>教室(2,300N/㎡)>住宅の居室(1,800N/㎡)とな る。 正しい5 × 地震力及び風圧力は、水平方向のみではない。例えば、屋根面の風圧力は屋根面に 垂直宝庫に作用する場合がある。2m超の片持ちバルコニー等は鉛直方向の地震動 を考慮する。 誤り 6 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。 正しい 7 〇 建築基準法施行令第85条2項により、柱又は基礎の垂直荷重による圧縮力を計算す る場合、支える床の数において積載荷重を低減することができる。ただし、劇場系 の用途の場合は低減できない。 正しい 8 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の構造計算をする場合の積載荷重は、百 貨店の屋上広場(2,900N/㎡)と百貨店の売り場(2,900N/㎡)は同じ。 正しい 9 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の構造計算をする場合の積載荷重は、店 舗の売り場に連絡する廊下(3,500N/㎡)と店舗の売り場(2,900N/㎡)は異なる。 誤り 10 〇 建築基準法施行令第85条3項より、倉庫業を営む倉庫は、実況に応じて計算した値が 3,900N/㎡未満であっても3,900N/㎡としなければならない。 正しい 11 〇 鉄筋コンクリートの単位体積重量は、実況による。特に調査しない場合は、無筋コ ンクリートの単位体積重量に、鉄筋による重量増分値1kN/㎥を加えて求める。(鉄 筋コンクリート構造計算基準) 正しい 12 〇 コンクリートの単位体積重量は、②の表の値とすることができる。(鉄筋コンクリー ト構造計算基準) 正しい 13 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、教室に連絡する廊下や階段は3,500N/㎡、 教室は2,300N/㎡なので、同じではない。 誤り14 〇 多数の者が利用する自走式の駐車場において、通常考え得る程度の誤操作による転 落事故を防止するための装置は、250KNの衝撃力を十分吸収できるようにしなけれ ばならない。(駐車場における自動車転落事故を防止するための装置等に関する設 計指針) 正しい 15 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の構造計算をする場合の積載荷重は、店 舗の売り場(2,900N/㎡)>教室(2,300N/㎡)>住宅の居室(1,800N/㎡)とな る。 誤り 16 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、教室に連絡する廊下や階段は3,500N/㎡、教 室は2,300N/㎡なので、同じではない。 誤り17 〇 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用である。 正しい 18 〇 鉄筋コンクリートの単位体積重量は、実況による。特に調査しない場合は、無筋コ ンクリートの単位体積重量に、鉄筋による重量増分値1kN/㎥を加えて求める。 (鉄筋コンクリート構造計算基準) 正しい19 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、学校の屋上広場は2,900N/㎡、教室は 2,300N/㎡なので、同じではない。 誤り20 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、積載荷重は、室の種類と構造計算の対象に より異なる。床の計算用>大梁、柱又は基礎の計算用>地震力の計算用であり、地 震力を計算する場合が最も小さい。 誤り 21 × 建築基準法施行令第85条1項の表より、床の構造計算をする場合の積載荷重は、事務室 (2,900N/㎡)>教室(2,300N/㎡)>住宅の居室(1,800N/㎡)となる。 誤り □ 荷重(雪荷重) 積雪荷重は、建築基準法施行令第86条(平成12年建設省告示第1455号)から出題されます。各言葉の定義、意味はしっかり理解してください。① 積雪荷重は、積雪の単位荷重×屋根の水平投影面積×垂直積雪量 ・積雪の単位荷重は、一般の地域では積雪1㎝当り20N/㎡、多雪区域では特定行政庁が定め た値 ・多雪区域の定義:(ア)垂直積雪量が1m以上の区域、又は、(イ)積雪の初終間日数の平均値が 30日以上の区域 ・垂直積雪量は、(ア)その区域の標準的な標高及び海率、(イ)周辺地形あるいはその区域での 観測資料を考慮して特定行政庁が定める ② 屋根の積雪荷重は、雪止めがある場合を除き、屋根勾配が60度以下の場合、勾配に応じて 低減することができる。60度を超える場合は0とすることができる。 ・積雪荷重による応力は、屋根全体に雪が一様に分布している場合に比べて、その一部が解 けるなどして不均等な分布となる法が不利となることがある。 ・雪下ろしを行う習慣のある地方においては、雪下ろしの実況に応じて垂直積雪量を1mま で低減できる。低減して計算した場合は、出入口、主要な居室又はその他見やすい場所に、 その軽減の実況その他必要な事項を表示しなければならない。③ 多雪区域以外の区域において、(ア)大スパン建物(屋根の最上端から最下端までの水平投影 長さが10m以上)、(イ)緩勾配屋根(15度以下)、(ウ)屋根重量が軽い(屋根版がRC造又は SRC造でないもの)は、雪荷重に積雪後の降雨の影響を考慮した割増係数を乗じて計算しな ければならない。(平成19年国交省告示第594号)□ 荷重(雪荷重)(2級) 1 〇 建築基準法施行令第86条2項より、積雪の単位荷重は、多雪区域以外の区域におい ては積雪量1㎝ごとに1㎡につき20N/㎡以上としなければならない。 正しい 2 × 建築基準法施行令第86条4項より、屋根の積雪荷重は、雪止めがない場合、勾配が 60度以下の場合は屋根の勾配が緩やかなほど大きくなる。また、勾配が60度を超 える場合は、0とすることができる。 誤り 3 〇 建築基準法施行令第86条2項より、積雪の単位荷重は、多雪区域以外の区域におい ては積雪量1㎝ごとに1㎡につき20N/㎡以上としなければならない。 正しい 4 〇 建築基準法施行令第86条4項より、屋根の積雪荷重は、雪止めがない場合、勾配が 60度以下の場合は屋根の勾配が緩やかなほど大きくなる。また、勾配が60度を超 える場合は、0とすることができる。 正しい 5 〇 建築基準法施行令第86条5項より、屋根面における積雪量が不均等となるおそれのあ る場合においては、その影響を考慮して積雪荷重を計算しなければならない。正しい 6 × 建築基準法施行令第86条4項より、屋根の積雪荷重は、雪止めがない場合、勾配が 60度以下の場合は屋根の勾配が緩やかなほど大きくなる。また、勾配が60度を超え る場合は、0とすることができる。 誤り 7 〇 多雪区域の指定の基準は、①垂直積雪量が1m以上の区域、又は、②積雪の初終間 日数(当該区域中の積雪部分の割合が1/2を超える状態が継続する期間の日数)の 平年値が30日以上の区域である。(平成12年建設省告示第1455号) 正しい □ 荷重(雪荷重)(1級) 1 〇 建築基準法施行令第86条4項より、屋根の積雪荷重は、雪止めがない場合、勾配が 60度以下の場合は屋根の勾配が緩やかなほど大きくなる。また、勾配が60度を超 える場合は、0とすることができる。 正しい2 〇 建築基準法施行令第86条1項より、積雪荷重は、積雪の単位荷重に屋根の水平投影 面積及びその地方における垂直積雪量を乗じて計算しなければならない。 正しい3 〇 多雪区域の指定の基準は、①垂直積雪量が1m以上の区域、又は、②積雪の初終間日 数(当該区域中の積雪部分の割合が1/2を超える状態が継続する期間の日数)の平年 値が30日以上の区域である。(平成12年建設省告示第1455号) 正しい4 〇 垂直積雪量dは市町村の区域において、d=α・ls+β・rs+γで求める。ls(区域の 標準的な標高)、rs(区域の標準的な海率)、α、β、γ(区域に応じて定める数値) (平成12年建設省告示第1455号) 正しい5 × 建築基準法施行令第86条4項より、屋根の積雪荷重は、雪止めがない場合、勾配が 60度以下の場合は屋根の勾配が緩やかなほど大きくなる。また、勾配が60度を超 える場合は、0とすることができる。 誤り6 〇 建築基準法施行令第86条2項より、積雪の単位荷重は、多雪区域以外の区域におい ては積雪量1㎝ごとに1㎡につき20N/㎡以上としなければならない。 正しい7 〇 建築基準法施行令第86条6項、7項より、雪下ろしの習慣のある地方においては、垂 直積雪量が1mを超える場合においても、実況に応じて垂直積雪量を1mまで減らし て計算することができる。その場合、その建築物の出入口、主要な居室又はその他 見やすい場所に、その軽減の実況その他必要な事項を表示しなければならない。 正しい8 〇 建築基準法施行令第86条6項、7項より、雪下ろしの習慣のある地方においては、垂 直積雪量が1mを超える場合においても、実況に応じて垂直積雪量を1mまで減らし て計算することができる。その場合、その建築物の出入口、主要な居室又はその他 見やすい場所に、その軽減の実況その他必要な事項を表示しなければならない。 正しい 9 〇 建築基準法施行令第86条5項より、屋根面における積雪量が不均等となるおそれのあ る場合においては、その影響を考慮して積雪荷重を計算しなければならない。正しい 10 〇 多雪区域以外の区域における①大スパン、②緩勾配、③屋根重量が軽い等を有する建 築物には、積雪荷重に積雪後の降雨を考慮した割増係数を乗じて計算しなければなら ない。(平成19年国交省告示第594号) 正しい 11 × 多雪区域の指定の基準は、①垂直積雪量が1m以上の区域、又は、②積雪の初終間日 数(当該区域中の積雪部分の割合が1/2を超える状態が継続する期間の日数)の平年 値が30日以上の区域である。(平成12年建設省告示第1455号) 誤り □ 荷重(風荷重) 風荷重は、建築基準法施行令第87条(平成12年建設省告示第1454号)から出題されます。各言葉の定義、意味はしっかり理解してください。① 風荷重=風圧力×風圧力に関する見附面積② 風圧力(構造骨組み用)=速度圧(q)×風圧力(Cf)③ 速度圧(q)=0.6×E×V₀² E=Er²×Gf Er:平均風速の高さ方向の分布を表す係数 Gf:ガスト影響係数) ・ErとGfの傾向(このグラフの傾向がよく問われます!) ErとGfは、建築物の屋根の平均高さと地表面粗度区分によって決まる。 ・速度圧(q)は、各建物で一つの値が決まる。建物の場所によって変化はしない。 ・基準風速(V₀)は、その地方における過去の台風の記録に基づく風害の程度その他の風の性 状に応じて30m/秒から46m/秒の範囲内で、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分 間平均風速に相当する値。④風力係数(Cf)=Cpe-Cpi (Cpe:外圧係数 Cpi:内圧係数) ・風力係数は、風洞実験によって求めるか、建築物等の形状等に応じて国土交通大臣が定める 値である。風上壁面では、地盤面からの高さ5m(都市化が著しい地域では10m)以上の部 分については、高い部位ほど風力係数が大きくなるが、その他の壁面では、高さに関係なく 一定となる。 外圧係数 内圧係数 屋根葺き材等の構造計算(平成12年建設省告示第1458号)① 屋根葺き材、外装材及び屋外に面する帳壁(窓ガラスも含む)にかかる風圧力は、建築物 (構造骨組)に係る風圧力とは異なる。② 屋根葺き材等に用いる風圧力=平均速度圧(q-)×ピーク風力係数(C^f) (構造骨組みに用いる風圧力より屋根葺き材等に用いる風圧力の方が大きい)③ 平均速度圧(q-)=0.6×Er²×V₀² (ガスト影響係数Gfが入っていない) (基準風速V₀は、構造骨組みに用いる風圧力を算定するときと同じ値) ④ ピーク風力係数(C^f)=C^pe-Cpi (構図骨組みに用いる風力係数より大きく なる) (屋根面の周囲や、コーナー部分の壁のピーク風力係数は大きくなる)⑤ 屋根葺き材は高さに関係なく検討(耐風計算が必要)だが、屋根以外の外装材は、建築物の 高さが13m以下の場合は検討しなくてもよい。 □ 荷重(風荷重)(2級) 1 〇 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。 正しい2 〇 トラス・ラチスや金網など、風が吹き抜ける構造物であっても、見付面積がある限 り風圧力が発生するので計算を行う必要がある。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい3 〇 暴風時における建築物の転倒、柱の引き抜きを検討する場合は、積載荷重が少ない 方が不利になる場合があるので実況に応じて積載荷重を減らして検討する必要があ る。 正しい4 〇 暴風時における建築物の転倒、柱の引き抜きを検討する場合は、積載荷重が少ない 方が不利になる場合があるので実況に応じて積載荷重を減らして検討する必要があ る。 正しい5 × 風力係数は、風上壁面では、地盤面からの高さ5m(都市化が著しい地域では10m) 以上の部分については、高い部位ほど風力係数が大きくなるが、その他の壁面では、 高さに関係なく一定となる。(平成12年建設省告示第1454号) 誤り6 〇 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。 正しい7 × 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。平方根に比例ではない。 誤り8 〇 屋根版(屋根の構造体)と屋根葺き材(外装材)に作用する風圧力は、それぞれ別 の計算方法により算出する。一般的には、構造体に用いる風圧力より外装材に用い る風圧力の方が大きい。 正しい9 〇 暴風時における建築物の転倒、柱の引き抜きを検討する場合は、積載荷重が少ない 方が不利になる場合があるので実況に応じて積載荷重を減らして検討する必要があ る。 正しい10 〇 閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、 風力係数(Cf)=Cpe-Cpi (Cpe:外圧係数、Cpi:内圧係数)によって 求める。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい11 〇 風上開放型の風力係数は、風力係数(Cf)=Cpe-Cpi(Cpe:外圧係数、 Cpi:内圧係数)外圧係数に+0.6(正の内圧係数)を用いる。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい12 〇 平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、グラフより地表面粗度区分がⅢより Ⅱのほうが大くなる。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい13 〇 建築基準法施行令第87条1項より、 風圧力(構造骨組み用)=速度圧(q)×風圧力(Cf)。 正しい14 × 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。平方根に比例ではない。 誤り15 〇 閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、 風力係数(Cf)=Cpe-Cpi (Cpe:外圧係数、Cpi:内圧係数)によって 求める。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい16 〇 トラス・ラチスや金網など、風が吹き抜ける構造物であっても、風圧力が発生する。 風圧作用面積は、風の作用する方向から見たラチスや金網などの見付面積となる。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい17 〇 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²となり、 E=Er²×Gfとなる。ErとGfは屋根の平均高さによって決まるきまるので、速度圧 は屋根の平均高さに基づいて算定する。 正しい18 〇 トラス・ラチスや金網など、風が吹き抜ける構造物であっても、風圧力が発生する。 風圧作用面積は、風の作用する方向から見たラチスや金網などの見付面積となる。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい19 〇 建築基準法施行令第87条2項より、基準風速(V₀)は、その地方における過去の台 風の記録に基づき、30m/秒から46m/秒までの範囲内で、稀に発生する暴風時の地 上10mにおける10分間平均風速に相当する値で決められている。 正しい20 〇 ErとGfの中に出てくる地表面粗度区分は海岸線からの距離、建築物の高さを考慮し て決められており、Ⅰ(極めて平坦で障害物のない区域)~Ⅳ(都市化が極めて著し い区域)で定められている。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい21 1 風圧力は、速度圧に(ア:風圧力)を乗じて計算する。その速度圧は、 0.6×(イ:E)×(ウ:V₀)により計算する。(建築基準法施行令第87条1項)22 2 風圧力=速度圧×風力係数により、 風圧力=1,000N/㎡×(-0.2-(-0.4))=200N/㎡23 4 風圧力=速度圧×風力係数により、 風圧力=1,000N/㎡×(-0.2-0.8)=1,000N/㎡□ 荷重(風荷重)(1級)1 〇 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。 正しい2 〇 建築基準法施行令第87条2項より、基準風速(V₀)は、その地方における過去の台 風の記録に基づき、30m/秒から46m/秒までの範囲内で、稀に発生する暴風時の地 上10mにおける10分間平均風速に相当する値で決められている。 正しい3 〇 外装材に用いる風圧力と、構造骨組みに用いる風圧力では、速度圧と風力係数の値 が異なり、一般に、構造骨組みに用いる風圧力の方が小さい。 正しい4 × 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例するが、建築物の高さの平方根に比例はしない。誤り5 〇 ガスト影響係数Gfは、突風などによる揺れを考慮した割増係数であり、風の時間的 変動により建築物が揺れた場合に発生する最大の力を計算するために用いる係数で ある。 正しい6 〇 平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erとガスト影響係数Gfは、地表面粗度区分 (Ⅰ~Ⅳ)と建物の高さと軒の高さとの平均Hによって決まる。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい7 〇 平均風速の高さ方向の分布を表す係数Erは、グラフの傾向より、地表面粗度区分 (Ⅰ:極めて平坦で障害物がない区域)より(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) 正しい8 × ガスト影響係数Gfは、グラフの傾向より、建物の高さと軒の高さとの平均Hが大き いほど小さくなり、地表面粗度区分(Ⅳ:都市化が極めて著しい区域)より (Ⅰ:極めて平坦で障害物がない区域)の方が小さくなる。 (平成12年建設省告示第1454号) 誤り9 〇 基準風速(V₀)は、その地方における過去の台風の記録に基づく風害の程度その他 の風の性状に応じて30m/秒から46m/秒の範囲内で、稀に発生する暴風時の地上 10mにおける10分間平均風速に相当する値。(平成12年建設省告示第1454号) 正しい10 〇 建築基準法施行令第87条4項より、風力係数は、風洞試験によって定める場合のほ か、建築物又は工作物の断面及び平面の形状に応じて国土交通大臣が定める数値に よらなければならない。 正しい11 〇 建築基準法施行令第87条2項より、基準風速(V₀)は、その地方における過去の台 風の記録に基づく風害の程度その他の風の性状に応じて30m/秒から46m/秒の範囲 内で、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分間平均風速に相当する値。 正しい12 〇 屋根ふき材の風圧力は、風圧力=平均速度圧×ピーク風力係数で求める。屋根ふき 材は高さに関わらず検討が必要だが、帳壁等の外装材については高さ13m超のみ検 討が必要である。(平成12年建設省告示第1458号) 正しい13 〇 閉鎖型及び開放型の建築物の風力係数は、原則として、 風力係数(Cf)=外圧係数(Cpe)-内圧係数(Cpi)によって求める。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい14 × 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。 誤り15 〇 建築基準法施行令第87条2項より、速度圧(q)=0.6×E×V₀²により、速度圧は 基準風速(V₀)の2乗に比例する。 正しい16 〇 ガスト影響係数Gfは、グラフの傾向より、建物の高さと軒の高さとの平均Hが大き いほど小さくなり、地表面粗度区分(Ⅰ:極めて平坦で障害物がない区域))より (Ⅳ:都市化が極めて著しい区域)の方が大きくなる。 (平成12年建設省告示第1454号) 正しい17 × 構造骨組みと外装材に作用する風圧力は、それぞれ別の計算方法により算出する。 一般的には、構造骨組みに用いる風圧力より外装材に用いる風圧力の方が大きい。 誤り18 〇 屋根ふき材等に対して定められているピーク風力係数C^fは、局部風圧の全風向中 の最大のみで示されている。(建築物荷重指針・同解説) 正しい19 〇 屋根ふき材等の耐風計算において、外装材及び帳壁については建築物の高さが13m 超の部分に適用されるが、屋根ふき材に関しては建築物の高さにかかわらず適用さ れる。(平成12年建設省告示第1458号) 正しい20 〇 平均速度圧(q-)=0.6×Er²×V₀² で求め、ガスト影響係数Gfは考慮していな い。ガスト影響係数Gfは、ピーク風力係数C^fに考慮されている。 (平成12年建設省告示第1458号) 正しい21 〇 屋根ふき材に作用する風圧力の算出に用いるピーク風力係数C^fは、ガスト影響係 数Gfが考慮 されているため、構造骨組みに用いる風圧力を算出する風力係数Cfよ りも大きな値となる。 正しい22 × 屋根ふき材に作用する風圧力の算出に用いる基準風速V₀と、構造骨組みに作用する 風圧力の算出に用いる基準風速V₀は同じ値を用いる。 誤り23 2 1 〇 13m超の部分は、ピーク風力係数を用いて風圧力を計算しなければならない。 正しい 2 × 風圧力の値は、ErとGfに影響される。ErとGfは建築物の高さと軒の高さと の平均Hと地表面粗度区分によって決まる。従って、風圧力は建築物の高さ と軒の高さとの平均に影響される。 誤り 3 〇 屋根ふき材に作用する風圧力は、平均速度圧q-とピーク風力係数C^fとの 積で求める。 正しい 4 〇 速度圧q=0.6×E×V₀²なので、基準風速と地表面粗度区分及び建築物の高 さと軒の高さの平均Hに影響される。風圧力Cf=Cpe-Cpoなので、外圧 係数・内圧係数は建物形状に応じて定められている。 正しい今回は構造の文章問題です。荷重・外力の問題を2回に分けて紹介します。1回目は、固定荷重、積載荷重、雪荷重、風荷重です。この中では、積載荷重表の大小関係、風荷重の言葉・係数の傾向などがよく出ています。最近の傾向として、風荷重の屋根材等の風圧力の計算内容や、雪荷重の一般地域での降雨での割増係数に関してなどが出ています。 今日はこんな言葉です! 『才能があるかないかを決めるのは自分ではありません。やってみて初めて周囲が判断してくれます。自分がやりたいことをまずやってみましょう。 』(瀬戸内 寂聴)
Aug 11, 2022
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