二級建築士 過去問
令和2年(2020年)
問67 (学科3(建築構造) 問17)

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問題

二級建築士試験 令和2年(2020年) 問67(学科3(建築構造) 問17) (訂正依頼・報告はこちら)

鉄骨構造の接合に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 片面溶接による部分溶込み溶接は、荷重の偏心によって生じる付加曲げによる引張応力がルート部に作用する箇所には使用しない。
  • 一つの継手に突合せ溶接と隅肉溶接を併用する場合、それぞれの応力は、各溶接継目の許容耐力に応じて分担させることができる。
  • 応力を伝達する重ね継手の溶接には、原則として、2列以上の隅肉溶接を用いる。
  • 高力ボルトの接合において、ボルト孔の中心間の距離は、公称軸径の2倍以上とする。
  • 山形鋼や溝形鋼をガセットプレートの片側にのみ接合する場合は、偏心の影響を考慮して設計する。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は4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。片面溶接でルート部に曲げや荷重の偏心により生じる付加曲げによる引張応力がかかる場合には使用できません。

2→設問の通り正しいです。1つの継手に2種類以上の溶接を併用する場合、それぞれの応力を分担することができます。

3→設問の通り正しいです。重ね継手の溶接は強度を保つために2列以上の隅肉溶接を用います。

4→高力ボルト接合の場合、ボルト孔の中心間の距離は2.5倍以上とする必要があるため、設問の内容は誤りです。

5→設問の通り正しいです。山形鋼、溝形鋼をガセットプレートの片側だけ接合した場合、突出脚の1/2の面積を無効と考えて断面算定を行います。

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02

正解は4です。
最も不適当なものを選びます。

1.記述は正しいです。
 継目のルート部に、溶接線を軸とする曲げ、または荷重の偏心による付加曲げによって生じる引張応力が作用する箇所には、片面溶接による部分溶け込み溶接を使用することができません。この場合は、完全溶け込み溶接とします。

2.記述は正しいです。
 一つの継手に二種類以上の溶接を併用するときは、各溶接継目の許容耐力に応じて、それぞれの応力の分担を決定することができます。

3.記述は正しいです。
 隅肉溶接により応力を伝達する重ね継ぎ手は、2列以上の隅肉溶接継目を用いることを原則とし、薄い方の板厚の5倍以上、かつ30mm以上重ね合わせなけばなりません。


4.記述は誤りです。
 高力ボルトの相互間の中心距離は、その径の2.5倍以上とします。

5.記述は正しいです。
 山形鋼、みぞ形鋼などをガセットプレートの片側にのみ接合した場合は、偏心の影響を考慮して設計します。

ただし、通常の場合、その有効断面から突出脚の1/2の断面を減じた断面によって算定しても構いません。

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03

最も不適当なのは、「高力ボルトの接合において、ボルト孔の中心間の距離は、公称軸径の2倍以上とする。」という記述です。

高力ボルトの相互間の中心距離は、一般にボルトの公称軸径の2.5倍以上とします。したがって、「2倍以上」としている点が誤りです。

この問題では、溶接部での力の伝え方、高力ボルトの配置、接合部の偏心などについて理解しているかがポイントです。

選択肢1. 片面溶接による部分溶込み溶接は、荷重の偏心によって生じる付加曲げによる引張応力がルート部に作用する箇所には使用しない。

この記述は適当です。

部分溶込み溶接では、母材の厚さ全部を溶かして接合するわけではないため、完全溶込み溶接よりも使える場所が限られます。

特に、片面からの部分溶込み溶接では、溶接の奥にあるルート部に引張応力が生じると、そこから破壊するおそれがあります。

そのため、荷重の偏心による付加曲げなどによってルート部に引張応力が作用する場所には使用しません。引張力を受ける重要な接合部では、完全溶込み溶接などを用います。

選択肢2. 一つの継手に突合せ溶接と隅肉溶接を併用する場合、それぞれの応力は、各溶接継目の許容耐力に応じて分担させることができる。

この記述は適当です。

一つの継手に複数の種類の溶接を使う場合、それぞれの溶接部が同じだけの力を負担するとは限りません。

そのため、それぞれの溶接継目がもつ許容耐力に応じて、負担する応力を分けて設計することができます。

つまり、強い溶接部にはより大きな力を、耐力の小さい溶接部にはそれに応じた力を負担させる考え方です。

選択肢3. 応力を伝達する重ね継手の溶接には、原則として、2列以上の隅肉溶接を用いる。

この記述は適当です。

重ね継手は、2枚の鋼材を重ねて溶接し、力を一方の鋼材からもう一方へ伝える接合方法です。

1列だけの隅肉溶接では力が偏って伝わりやすくなるため、応力を伝える重ね継手では、原則として2列以上の隅肉溶接を設けます。

選択肢4. 高力ボルトの接合において、ボルト孔の中心間の距離は、公称軸径の2倍以上とする。

この記述が不適当です。

高力ボルトを近づけすぎると、ボルト孔の周囲に力が集中し、鋼材が破損しやすくなります。

そのため、高力ボルトの相互間の中心距離は、一般に、

公称軸径の2.5倍以上

とします。

問題文では「2倍以上」としているため、必要な間隔が不足しています。

選択肢5. 山形鋼や溝形鋼をガセットプレートの片側にのみ接合する場合は、偏心の影響を考慮して設計する。

この記述は適当です。

山形鋼や溝形鋼をガセットプレートの片側だけに取り付けると、部材の中心と力が伝わる位置がずれます。

このずれを偏心といいます。

偏心があると、単純な引張力や圧縮力だけではなく、余分な曲げなども生じます。そのため、偏心による影響を考えて接合部や部材を設計する必要があります。

接合部の設計では、できるだけ偏心を小さくし、有害な応力が生じないようにすることが基本です。

まとめ

この問題では、鉄骨の接合部で安全に力を伝えるための基本的なルールを押さえることが大切です。

片面の部分溶込み溶接は、ルート部に引張応力が生じる場所には使用しません。

複数の種類の溶接を併用する場合は、それぞれの許容耐力に応じて応力を分担させることができます。また、応力を伝える重ね継手では、原則として2列以上の隅肉溶接を用います。

山形鋼や溝形鋼を片側だけで接合すると偏心が生じるため、その影響も考えて設計します。

一方、高力ボルトの相互間の中心距離は、公称軸径の2倍以上ではなく、2.5倍以上とするのが基本です。

したがって、高力ボルトの中心間距離を「公称軸径の2倍以上」とした記述が最も不適当です。

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