二級建築士 過去問
令和2年(2020年)
問66 (学科3(建築構造) 問16)

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問題

二級建築士試験 令和2年(2020年) 問66(学科3(建築構造) 問16) (訂正依頼・報告はこちら)

鉄骨構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 埋込み形式の柱脚においては、一般に、柱幅(柱の見付け幅のうち大きいほう)の2倍以上の埋込み深さを確保する。
  • 引張材の有効断面積は、ボルト孔などの断面欠損を考慮して算出する。
  • トラスの弦材においては、一般に、構面内の座屈に関する座屈長さを、節点間距離とすることができる。
  • 断面の弱軸まわりに曲げモーメントを受けるH形鋼の梁については、横座屈を考慮する必要はない。
  • H形鋼を梁に用いる場合、一般に、曲げモーメントをウェブで、せん断力をフランジで負担させるものとする。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は5です。
最も不適当なものを選びます。

1.記述は正しいです。
 埋込み形式の柱脚においては、所定の構造計算を行わない場合、柱幅(柱の見付け幅のうち大きいほう)の2倍以上の埋込み深さを確保します。

2.記述は正しいです。
 引張材の有効断面積は、ボルト孔などの断面欠損を考慮して算出します。

3.記述は正しいです。
 トラスの弦材においては、一般に、構面内の座屈に関する座屈長さを、節点間距離とすることが可能です。

4.記述は正しいです。
 断面の弱軸まわりに曲げモーメントを受けるH形鋼の梁については、横座屈を考慮する必要はありません。
「横座屈」とは、梁が横倒れを起こすことを指します。


5.記述は誤りです。
 H形鋼を梁に用いる場合、一般に、曲げモーメントをフランジで、せん断力をウェブで負担させるものとします。

記述では、フランジとウェブが逆に記載されています。

見落としのないよう気を付けましょう。

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02

正解は5です。

各選択肢の解説は以下のとおりです。

1→設問の通り正しいです。埋め込み柱脚は基礎コンクリートへの鋼柱の埋め込み深さは柱せいの2倍以上とします。

2→設問の通り正しいです。有効断面積は全断面積からボルト孔などの欠損面積を引いた面積です。

3→設問の通り正しいです。トラス弦材の座屈長さは構面内座屈では節点間距離とすることができます。構面外座屈では横補剛間隔となります。

4→設問の通り正しいです。強軸回りに曲げを受ける場合は横座屈を考慮する必要があります。

5→H形鋼梁について、ウェブでせん断力、フランジで曲げモーメントを負担するように設計します。設問の内容は記述が逆となっているため誤りです。

参考になった数11

03

最も不適当なのは、「H形鋼を梁に用いる場合、一般に、曲げモーメントをウェブで、せん断力をフランジで負担させるものとする。」という記述です。

H形鋼では、一般に曲げモーメントは主にフランジが負担し、せん断力は主にウェブが負担します。

問題文では、この役割が逆になっています。

選択肢1. 埋込み形式の柱脚においては、一般に、柱幅(柱の見付け幅のうち大きいほう)の2倍以上の埋込み深さを確保する。

この記述は適当です。

埋込み形式の柱脚は、鉄骨柱の下部を鉄筋コンクリートの基礎などに埋め込み、柱に生じる力を基礎へ伝える形式です。

埋込みが浅すぎると、柱脚部分で十分に力を伝えられないおそれがあります。

そのため、一般に、柱幅の2倍以上の埋込み深さを確保します。

選択肢2. 引張材の有効断面積は、ボルト孔などの断面欠損を考慮して算出する。

この記述は適当です。

引張材にボルト孔がある場合、その部分では鋼材の断面が小さくなります。

引張力に抵抗できる実際の断面は、ボルト孔などによって欠けた部分を除いた面積です。

そのため、引張材の強さを確認するときは、全断面積ではなく、ボルト孔などの欠損を差し引いた有効断面積を用います。

選択肢3. トラスの弦材においては、一般に、構面内の座屈に関する座屈長さを、節点間距離とすることができる。

この記述は適当です。

トラスの弦材は、節点で他の部材とつながっています。

構面内で座屈する場合には、一般に、一つの節点から次の節点までの距離を座屈長さとして考えることができます。

なお、構面外の座屈については、横方向に支えられている位置の間隔などを考えるため、構面内とは考え方が異なります。

選択肢4. 断面の弱軸まわりに曲げモーメントを受けるH形鋼の梁については、横座屈を考慮する必要はない。

この記述は適当です。

横座屈とは、梁が曲げを受けたときに、横方向へ倒れながらねじれるように変形する現象です。

H形鋼が強軸まわりに曲げを受ける場合には、圧縮側フランジが横方向へ変形しやすいため、横座屈を考える必要があります。

一方、弱軸まわりの曲げでは、一般に横座屈を考慮する必要はありません。

選択肢5. H形鋼を梁に用いる場合、一般に、曲げモーメントをウェブで、せん断力をフランジで負担させるものとする。

この記述が不適当です。

H形鋼は、上下にある幅の広い部分をフランジ、中央の板状の部分をウェブといいます。

梁が曲げを受けると、上側と下側には大きな圧縮力や引張力が生じます。この力を主に負担するのがフランジです。

一方、梁に生じるせん断力は、主に中央のウェブが負担します。

したがって、正しくは、

曲げモーメントは主にフランジが負担する

せん断力は主にウェブが負担する

となります。

問題文では、この関係が逆になっています。

まとめ

この問題では、鉄骨部材がどのように力を受け持つかを理解することがポイントです。

埋込み形式の柱脚では、一般に柱幅の2倍以上の埋込み深さを確保します。

引張材では、ボルト孔などによって断面が欠けるため、有効断面積を使って強さを確認します。

トラスの弦材では、構面内の座屈長さを一般に節点間距離とすることができ、H形鋼が弱軸まわりに曲げを受ける場合は、通常、横座屈を考慮する必要はありません。

特にH形鋼では、フランジは主に曲げモーメントを負担し、ウェブは主にせん断力を負担することを覚えておくと判断しやすくなります。

したがって、フランジとウェブの役割を逆にした記述が最も不適当です。

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