二級建築士 過去問
令和6年(2024年)
問53 (学科3(建築構造) 問3)
問題文
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問題
二級建築士試験 令和6年(2024年) 問53(学科3(建築構造) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
- 0kN
- 5kN
- 30kN
- 45kN
- 90kN
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この過去問の解説 (3件)
01
正しい選択肢は 5kN です。
図-2の曲げモーメント図では、C点で−75 kN・m、D点で−105 kN・mとなっています。
曲げモーメントの傾き(変化量/距離)はその区間のせん断力を表すので、
(−105−(−75)) kN・m ÷ 6 m = −5 kN
となり、C―D間のせん断力の大きさは 5kN です。
符号は下向きですが、問題は大きさを尋ねているため 5kN が該当します。
曲げモーメントがCからDへ一直線で値を変えているため、傾きは0ではありません。
したがって誤りです。
前述の計算どおり、C―D間のせん断力の大きさは 5kN です。
これが正しい値となります。
せん断力が 30kN であれば、6 m区間で曲げモーメントは
30 kN × 6 m = 180 kN・m 変化します。
しかし図-2の変化量は30 kN・mなので、30kNは過大です。
45kNならば曲げモーメント変化は
45 kN × 6 m = 270 kN・m になります。
図-2と一致しないため誤りです。
90kNならば曲げモーメント変化は540 kN・mとなり、図-2と大きくかけ離れています。
誤りです。
曲げモーメント図が直線でつながっている区間では、モーメントの傾きが一定となり、その値が区間内のせん断力の大きさを示します。
今回は−75 kN・mから−105 kN・mへ6 mで変化しているため、傾きは−5 kN、すなわち大きさ5 kNでした。
この「モーメントの変化量 ÷ 距離」という基本関係を押さえておくと、せん断力を素早く求められます。
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02
ΣMb=0より、Vaを求める。
(Va×12m)-(P ×9m)-(2P ×3m)=0
∴Va=5P/4 kN(上向き)
ΣMc=0
5P/4kN×3mーMc=0
∴Mc=15P/4 kN・m(下凸)
Mc=15P/4kNm=75kNm
P=20kN
Va=5P/4=5/4×20kN=25kN
ΣY =0より、
25kN-20kN-Qcd=0
∴Qcd=5kN(↑↓)時計回り⊕
誤りです。
正しいです。
誤りです。
誤りです。
誤りです。
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03
せん断力を求める問題です。
この手の問題は手順を追ってしっかり計算しましょう。
※矢印は上向き、右向き、時計回りが(+)、下向き、左向き、反時計回りが(-)です。
まずは支点A、Bの反力を仮定します。
今回、水平力はありませんので、HAは0です。
A点まわりのモーメントのつり合いで考えると、
ΣMA=0より、
P×3(m)+2P×9(m)-VB×12(m)=0。
VB=7/4P(上向き)
※答えがプラス(+)で出たのでVBは仮定した向きと同じです。
次にD点で切断した右側部分を取出します。
問題より、D点には105kN・mのモーメントが発生しています。
D点まわりのモーメントのつり合いで考えると、
ΣMD=0より、
105(kN・m)-7/4P×3(m)=0。
P=20(kN)
最後にC-D間で切断した右側部分を取り出し、鉛直方向のつり合いで求めます。
ΣY=0より、
QCD-2P+7/4P=0
QCD=1/4P
先ほど求めたP=20を代入し、
QCD=5kN(上向き)
※答えがプラス(+)で出たのでQCDは仮定した向きと同じです。
誤りです。
正しいです。
誤りです。
誤りです。
誤りです。
それぞれ段階を追って書き出しながら解くとミスが減ります。
面倒くさがらずに1つ1つ書くことをおすすめします。
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