二級建築士 過去問
平成30年(2018年)
問53 (学科3(建築構造) 問3)

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問題

二級建築士試験 平成30年(2018年) 問53(学科3(建築構造) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

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。
問題文の画像
  • 10kN・m
  • 12kN・m
  • 14kN・m
  • 16kN・m
  • 18kN・m

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は1です。


A点から左に4mの支点をB、右側に4mの支点をCと仮定します。
まずA点でのモーメントを求めるため、B点の反力を求めていきます。

ΣMc = 0 より
−2kN×10m + Vb×8m − 12kN×2m = 0
Vb = 5.5kN (上向き)

続いてMaを求めるためにA点で切断した左側の図を書きます。
ΣMa = 0 より
−2kN×6m + 5.5kN×4m + Ma = 0
Ma = −10kN・m
今回は符号等は関係なく「大きさ」なので、Ma = 10kN・mと考えます。

よって
Ma = 10kN・mで、正解は 1 となります。

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02

単純梁を求める設問になります。

前提として左支点の垂直反力をVlとします。
また、右支点のモーメントをMr、A点のモーメントをMAとします。

• 右の支点から生じるモーメントを求めます。
   Mr = −8 × Vl + 2 × 10 + 12 × 2 = 0
    8Vl = 44     
  よって、Vl = 5.5 kN     です。
  
• A点で生じる左側のモーメントを求めます。
   MA = 4 × 5.5 − 6 ×2 = 10

 したがって、1 の 10 kN  が正解となります。

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03

正しいものは、10kN・mです。

この問題では、まず左右の支点反力を求め、その後、A点で梁を切ったと考えてA点の曲げモーメントを計算します。

図では、左右の支点間距離が8m、A点は左支点から4mの位置にあります。また、左端には2kN、右側には12kNの集中荷重が作用しています。

計算すると、左支点の反力は5.5kNとなります。

A点まわりでは、

5.5×4-2×6
=22-12
10kN・m

となるため、A点における曲げモーメントの大きさは10kN・mです。

選択肢1. 10kN・m

この値が適当です。

まず、左支点をB、右支点をCとします。

C点まわりのモーメントのつり合いを考えると、

左端の2kNの荷重はC点から10m、左支点BはC点から8m、12kNの荷重はC点から2m離れています。

したがって、

5.5×8=2×10+12×2

となり、左支点反力は、

5.5kN

です。

次にA点で梁を切って、その左側だけを考えます。

左支点反力5.5kNはA点から4m、左端の2kNの荷重はA点から6m離れています。

したがって、A点の曲げモーメントの大きさは、

5.5×4-2×6
=22-12
10kN・m

となります。

まとめ

この問題では、先に支点反力を求めてから、A点で梁を切って曲げモーメントを求めることがポイントです。

右支点まわりのモーメントのつり合いから、

5.5×8=2×10+12×2

となり、左支点反力は、

5.5kN

です。

次にA点について、

5.5×4-2×6
=22-12
10kN・m

となります。

したがって、A点における曲げモーメントの大きさは10kN・mです。

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