二級建築士 過去問
令和元年(2019年)
問57 (学科3(建築構造) 問7)

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問題

二級建築士試験 令和元年(2019年) 問57(学科3(建築構造) 問7) (訂正依頼・報告はこちら)

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。
  • 建築物の高さ
  • 建築物の積載荷重
  • 建築物の構造種別
  • 建設地の地盤周期
  • 建設地の地表面粗度区分

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この過去問の解説 (3件)

01

 地震力に関する構造計算についての問題になります。

1. 建築物の高さ……地震層せん断力係数で用いる振動特性係数内の、
        一次固有周期計算にて高さの変数を用います。

2. 積載重量……地震層せん断力の計算で用います。

3. 構造種別……地震層せん断力係数で用いる振動特性係数内の、
      一次固有周期計算にて構造種別に関する変数を用います。

4. 地盤周期……地震層せん断力係数で用いる振動特性係数は、
      一次固有周期を用いて計算します。

5. 地表面粗度区分……風圧力計算に用いる地域係数になります。

 よって、5. が正解となります。

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02

地震層せん断力係数の公式 Ci = ZRtAiCo により、「5」は不適当な記述だと分かります。
建設地の地表面粗度区分は、風圧力計算で使用します。

Ci = ZRtAiCo

Ci : 建築物の地上部分の一定の高さにおける地震層せん断力係数
Z : 過去の地震の記録に基づく震害の程度、地震活動の状況などによる数値
Rt : 建築物の弾性域における固有周期及び地盤の種類に応じる数値
Ai : 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
Co : 標準せん断力係数

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03

最も関係が少ないものは、「建設地の地表面粗度区分」です。

建築物の地上部分に作用する地震力は、建築物の重量、建物の高さや構造によって決まる固有周期、地盤の性質などを使って求めます。国土交通省の構造計算例でも、地震力の計算には建築物の高さ、設計用一次固有周期、固定荷重と積載荷重の和、地盤に関する係数などが使われています。

一方、地表面粗度区分は風圧力を計算するための区分です。周辺に建築物や樹木などがどの程度あるかによって風の強さを補正するものであり、地震力の計算とは直接関係しません。

選択肢1. 建築物の高さ

この項目は、地震力と関係があります。

地震力の計算では、建築物の揺れやすさを表す設計用一次固有周期Tを用います。

このTは、建築物の高さhなどから求めるため、建築物の高さが変わると地震力の計算にも影響します。

国土交通省が示す計算式でも、

T=h(0.02+0.01α)

とされており、建築物の高さhが直接使われています。

選択肢2. 建築物の積載荷重

この項目は、地震力と関係があります。

地震力は、各階の重量をもとに計算します。その重量には建物そのものの重さである固定荷重だけでなく、人や家具などによる積載荷重も一定の条件で含まれます

国土交通省の地震力の計算例でも、各階について「固定荷重と積載荷重との和」を用いて地震層せん断力を計算しています。

そのため、積載荷重は地震力と関係があります。

選択肢3. 建築物の構造種別

この項目は、地震力と関係があります。

木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート造など、建築物の構造によって揺れ方が異なります。

設計用一次固有周期の計算では、建築物のうち柱や梁の大部分が木造または鉄骨造である階の高さの割合が使われます。したがって、構造種別は建築物の固有周期を通して、地震力の計算に関係します。

選択肢4. 建設地の地盤周期

この項目は、地震力と関係があります。

地震による揺れ方は、建築物だけでなくその建物が建っている地盤の性質にも左右されます。

地震力の計算に使う振動特性係数Rtは、建築物の固有周期Tと、地盤の種類に応じて定められる周期Tcなどによって求めます。

また、地盤周期を調べた結果によって、第1種・第2種・第3種地盤を判定する方法も定められています。

したがって、建設地の地盤周期は地震力と関係があります。

選択肢5. 建設地の地表面粗度区分

この項目が、地震力との関係が最も少ないものです。

地表面粗度区分とは、建築物の周辺に建物や樹木などの障害物がどの程度あるかによって、地表面の粗さを区分したものです。

この区分は、風圧力を計算するときの風速の補正に使います。国土交通省も、地表面粗度区分を「風圧力を算定する基準」として示しています。

したがって、地表面粗度区分は地震力ではなく、主に風荷重・風圧力に関係する項目です。

まとめ

この問題では、地震力の計算に関係する要素と、風圧力の計算に関係する要素を区別することがポイントです。

建築物の高さは、設計用一次固有周期に関係します。

建築物の積載荷重は、地震力を求めるときの建築物の重量に関係します。

建築物の構造種別は、建築物の固有周期などに関係します。

建設地の地盤周期は、地盤の種類や振動特性係数に関係します。

これに対して、地表面粗度区分は風圧力を計算するときに使うものです。

したがって、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が少ないものは、「建設地の地表面粗度区分」です。

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