二級建築士 過去問
令和5年(2023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 令和5年(2023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に生じる曲げモーメントの大きさの最大値として、正しいものは、次のうちどれか。
問題文の画像
  • 36kN・m
  • 48kN・m
  • 60kN・m
  • 64kN・m
  • 81kN・m

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この過去問の解説 (2件)

01

正解は64kN・mです。

 

曲げモーメントが最大となる点ではせん断力が0となります。

これを用いてせん断力=0となる曲げモーメントの大きさを求めていきます。

 

まずは、最も左の点(Aとします)と最も右の点(Bとします)における反力を求めます。

(Aの点の反力 Va)

B点を基準に釣り合い式を用いると、

Va × 18m ー 2kN・m×12m ×6m = 0

Va = 8kN

(Bの点の反力 Vb)

すでに求めたVaを用いて鉛直方向の釣り合いより、

Vb + 8kN = 24kN

Vb = 16kN

 

次にせん断力をQとしてQ=0となる点を算出します。

点BからQ=0となる点までの距離をxとすると

その点でのせん断力は

Q = -2kN/m × x +16kNであり、

-2kN/m × x +16kN = 0

x = 8m

 

これにより最大曲げモーメントの点は点Bから8mの位置となります。

よって、

2kN/m × 8m x 4m - 16kN x 8m = -64kN・m

 

つまり正解は64kN・mです。

 

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02

正解は64kN・mです。

 

ここでまず計算の順番を説明します。

 

反力を出す。

せん断力が0になる位置を求める。

その位置で曲げモーメントを出す。

 

曲げモーメントが最大となる点ではせん断力が0となります。

つまり、せん断力が0になる位置で曲げモーメントを出すことにより、答えが導き出せます。

 

まずは、最も左の点(Aとします)と最も右の点(Bとします)における反力を求めます。

(Aの点の反力 Va)

B点を基準に釣り合い式を用いると、

Va × 18m ー 2kN・m×12m ×6m = 0

Va = 8kN

(Bの点の反力 Vb)

すでに求めたVaを用いて鉛直方向の釣り合いより、

Vb + 8kN = 24kN

Vb = 16kN

 

次にせん断力が0となる点を算出します。

点BからQ=0となる点までの距離をxとすると

その点でのせん断力は

Q = (-2kN/m × x +16kNであり、

-2kN/m × x +16kN= 0

x = 8m

 

これにより最大曲げモーメントの点は点Bから8mの位置となります。

よって、

{(2kN/m × 8m) x 4m} - (16kN x 8m) = -64kN・m

 

つまり正解は64kN・mです。

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