二級建築士 過去問
令和元年(2019年)
問54 (学科3(建築構造) 問4)

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問題

二級建築士試験 令和元年(2019年) 問54(学科3(建築構造) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

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の絶対値との組合せとして、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。
問題文の画像
  • RA:−45 kN  RB:+45 kN  QC:0 kN
  • RA:−45 kN  RB:+45 kN  QC:45 kN
  • RA:+45 kN  RB:−45 kN  QC:0 kN
  • RA:+45 kN  RB:−45 kN  QC:45 kN
  • RA:+45 kN  RB:+45 kN  QC:45 kN

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この過去問の解説 (3件)

01

単スパンの反力を求める設問になります。

• 回転モーメントを求めます。
A点を支点にして、Pが回転しようとする力をB点が抵抗していますので、
モーメントの計算式(力)×(支点からの距離)を用いて、
   6×60 =8×RB となるので RB = 45 でありBの抵抗力は上向きに45kNになります。

• A点の抵抗力を求めます。
Pを受ける水平の力は、B点がローラー支承なのでA点のみです。
よって水平抗力HAは左に60kNになります。
B点の垂直の力を受けるのは、地面で受けるA点しかないのでRAは下向きに45kNになります。

• C点のせん断力を求めます。
RAとRBの梁の伝わり方は反時計回りに45kN生じるので、これに抵抗する力QCは時計回りに45kNのせん断力として生じています。

 以上により、2.RA:−45kN RB:+45kN QC:45kN が正解となります。

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02

1. Bの抵抗力RBを求めます。
モーメントの計算式(力)×(支点からの距離)を利用し、
6 × 60 = 8 × RB 
RB = +45 kN(上向き)

2. Aの抵抗力RAを求めます。
鉛直方向のつりあいを考えます。
RB = +45 kN(上向き)の結果より、
RA = −45 kN(下向き)

3. C点のせん断力を求めます。
鉛直方向のつりあいを考えると、QC = 45 kN(時計回り)

よって、RA:−45 kN、RB:+45 kN、QC:45 kN

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03

正しい組合せは、RA=−45kN、RB=+45kN、QC=45kNです。

図では、A・B間の距離が8m、高さが6mで、左上の節点に右向き60kNの水平力が作用しています。C点は上側の梁の中央にあります。

まず、A点まわりのモーメントのつり合いからRBを求めます。

60kNの水平力によるモーメントは、

60×6=360kN・m

です。

これとRBによるモーメントがつり合うので、

RB×8=360

RB=45kN

となります。

RBは上向きなので、RB=+45kNです。

次に、鉛直方向には外力がないため、

RA+RB=0

です。

したがって、

RA=−45kN

となります。

さらにC点で梁を切って左側だけを考えると、鉛直方向の力をつり合わせるには、C点に45kNのせん断力が必要です。

よって、QC=45kNとなります。

選択肢2. RA:−45 kN  RB:+45 kN  QC:45 kN

この組合せが適当です。

A点まわりのモーメントのつり合いから、

60×6=RB×8

となるので、

RB=+45kN

です。

鉛直方向のつり合いから、

RA+45=0

となり、

RA=−45kN

です。

さらにC点で切断して左側を取り出すと、下向き45kNのRAとつり合うため、

QC=45kN

となります。

したがって、3つの値がすべて一致します。

まとめ

この問題では、力とモーメントのつり合いを順番に使うことがポイントです。

まず、A点まわりのモーメントから、

60×6=RB×8

RB=+45kN

となります。

次に、鉛直方向には外力がないため、

RA+RB=0

より、

RA=−45kN

となります。

最後にC点で切断して左側だけを考えると、A点の下向き45kNとつり合うため、C点には45kNのせん断力が生じます。

したがって、正しい組合せは、

RA=−45kN、RB=+45kN、QC=45kN

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