二級建築士Ｈ28 座屈耐力の大小を見つける問題

この記事の要点

座屈耐力（座屈荷重）はPcr=π²EI/lk²で決まり、座屈長さlkが小さいほど、断面二次モーメントIが大きいほど座屈耐力は大きくなる。

Ｈ28年問題では複数の柱の端部条件と断面を比較し、それぞれのPcrを計算または定性的に比較して大小を判定する。

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Ｎｏ．６から応力や反力を求める問題から解放されました。今までとはタイプの違う問題ですから、気を引き締めて取り組みましょう。

座屈荷重の大小関係として正しいものを選ぶ問題です。座屈荷重とは、座屈耐力と言い換えると理解が早いと思います。

座屈に関する耐力が大きいものから順に並び替えれば良いのです。

この問題は直観的に解くのは、やや難しいかもしれません。普通なら柱の長さが長い方が、座屈（つまり圧縮力）に弱い気がします。しかし、良く見ると境界条件が、Ａ，Ｂ，Ｃで異なっています。

これらの違いを、どう評価すれば良いでしょうか。

さて、座屈耐力は部材の剛性と、座屈長さが関係していました。座屈長さは、部材長さＬをそのまま適用できるわけでもなく、部材長さに換算係数を掛けた値となります。

もう一度、問題を眺めてみるとＡ，Ｂ，Ｃの柱は、剛性は同じようです。違うのは境界条件だけ。つまり、座屈長さの小さい順に座屈耐力が大きくなるのです。

Ａは両端固定と書いてあります。両端固定の場合、座屈長さ＝部材長さ×0.5倍です。よって、

Ｂは両端ピンです。両端ピンのとき、座屈長さ＝部材長さ×１.0倍なので、そのままＬです。

Ｃは、片持ち柱です。片持ちのとき、座屈長さ＝部材長さ×2.0倍なので、

となります。

座屈長さが短い方が座屈耐力としては大きくなりますから、

Ｃ＞Ａ＝Ｂ

が答え。5番が正解です。

混同しやすい用語

座屈耐力（座屈荷重 Pcr）

Pcr=π²EI/lk²。lkが小さい（端部が固定に近い）ほど、またIが大きいほどPcrは大きくなる（座屈しにくい）。

許容圧縮応力度

座屈を考慮した実用的な圧縮許容値。細長比λが大きいほど低下する。Pcrは理論値、許容圧縮応力度は設計に使う実用値。

弱軸方向

断面二次モーメントIが小さい方向。座屈は弱軸方向に先に発生する。H形鋼などで弱軸方向のIを確認することが重要。

強軸方向

断面二次モーメントIが大きい方向。同じ断面でも方向によりIが異なり、座屈耐力も変わる。大小比較問題では弱軸と強軸を区別する。

試験での問われ方｜管理人の一言

座屈耐力の大小比較問題はPcr=π²EI/lk²の比で考えると楽。数値を全部計算しなくても、分子（EI）と分母（lk²）の大小関係を見れば順番がわかる。H28年問題では端部条件とIの両方が変化するので丁寧に整理しよう。

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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

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