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2級建築施工管理技士の構造問題でモーメントを解く｜反力と曲げモーメントの計算手順

この記事の要点

2級建築施工管理技士の構造分野では、単純梁や片持ち梁の曲げモーメントを求める問題が出題されます。まず支点反力を求め、そこから各断面のモーメントを計算するという2段階の手順で解きます。

施工管理試験は設計専門職ほど深い計算は問われませんが、基本的な力学の理解は必要です。反力の求め方（ΣM=0）とモーメント図の形を公式パターンで覚えておくと、本番で時間をかけずに解ける問題が増えます。

モーメントとは物体を回転させる力であり、ピン支点でのモーメントは0となる性質を利用してつり合い式を立てる。この基本手順を繰り返し練習することで確実に得点できる。

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2級建築施工管理技士では建築構造に関する問題が8～9問出題されます。

計算問題は２問出題され、梁（またはラーメン構造）のモーメントやせん断力の計算が必要です。

今回は2級建築施工管理技士の過去問を元に、梁のモーメントやせん断力の計算方法、解き方について説明します。

梁のモーメント、せん断力の求め方は下記も参考になります。

曲げモーメントの公式は？1分でわかる公式、導出、両端固定、単純梁、片持ち梁

梁のせん断応力度の計算方法｜断面形状別の分布と許容値

2級建築施工管理技士の構造力学の問題は？過去問の傾向、特徴

2級建築施工管理技士の構造問題とモーメントの関係は？

2級建築施工管理技士の学科試験では、建築構造に関する問題が8～9問出題されます。その中でもモーメントを計算する問題が１～２問出題されます。

モーメントとは、「物を回転させようとする力」です。例えば、棒を両手に持って曲げようとします。

この力がモーメントです。モーメントの詳細は下記が参考になります。

力のモーメントとは？意味・計算方法と建築構造への応用

2級建築施工管理技士で出題されるモーメントに関する問題は、大学や高専で学ぶ構造力学が分かれば十分対応できます。

「構造力学が苦手」と思わずに、是非取り組みましょう。※構造力学が苦手な方は下記も参考になります。

構造力学が苦手な人の特徴

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2級建築施工管理技士のモーメントに関する過去問の解き方と計算

下記に示す2級建築施工管理技士の過去問を解きましょう。

2級建築施工管理技士のモーメント1

解き方の流れを下記に示します。

①　支点反力を求める

②　D点に生じるせん断力を求める

③　D点に生じるモーメントを求める

④　選択肢を選ぶ

上記の流れに従い、過去問を解きましょう。

①　支点反力を求める

まず支点反力を求めます。なお、A支点はピン支点、B支点はローラー支点です。

ピン支点は鉛直反力と水平反力、ローラー支点は鉛直反力のみ生じます。

今回は水平方向の外力が0なので反力も0です。

鉛直方向の反力のつり合い式をたてます。

A支点を起点にモーメントのつり合い式をたてます。A点はピン支点なのでモーメントは0です。よって、

2級建築施工管理技士のモーメント3

これでA点とB点の反力が分かりました。

②　D点に生じるせん断力を求める

次にD点のせん断力Qを求めます。せん断力を求める時、下図のように部材を仮想的に切断します。

切断位置の左側（または右側）の外力（反力）と、せん断力Qの力のつり合いをたてます。なお、せん断力は下向きに仮定します。

2級建築施工管理技士のモーメント4

よって、

2級建築施工管理技士のモーメント5

です。選択肢をみると、いずれの値も違いますね。

③　D点に生じるモーメントを求める

次にD点のモーメントを求めます。モーメントは、せん断力と同様に切断位置の左側（または右側）の外力（反力）と、モーメントとの力のつり合いをたてます。

2級建築施工管理技士のモーメント6

④　選択肢を選ぶ

モーメントの値は2kNmなので解答は3ですね。

混同しやすい用語

モーメント vs せん断力

モーメント（曲げモーメント）は部材を曲げようとする力×距離（単位：kN・m）。

せん断力は部材を横に切断しようとする力（単位：kN）。

計算では「切断して左側の力の和」を使う点は同じだが、求め方の計算式が異なる。

ピン支点 vs ローラー支点（反力の方向）

ピン支点は鉛直・水平の2方向に反力が生じ、支点でのモーメントは0。

ローラー支点は鉛直方向のみ反力が生じ、モーメントも0。

反力計算ではこの条件を正確に使いこなすことが重要。

つり合い式の立て方

力のつり合いには「ΣX=0（水平力の和=0）」「ΣY=0（鉛直力の和=0）」「ΣM=0（モーメントの和=0）」の3式を使う。

支点まわりのモーメントのつり合い式が反力を求める際の基本手順。

試験での問われ方｜管理人の一言

2級建築施工管理技士のモーメント計算問題は、「支点反力→せん断力→曲げモーメント」という解法の流れを完全に身につけることが最重要だ。

特に「A点まわりのモーメントのつり合い式」でB点反力を求め、続いてA点反力を求めるパターンが頻出。（2級建築施工管理技士頻出：支点反力→せん断力→曲げモーメントの手順でモーメントを求める問題が繰り返し出題）

計算自体はそれほど難しくないが、ミスしやすい符号（正・負）の扱いに慣れるため、過去問を最低3〜4問自分で解いてみることを強く推奨する。

モーメント計算の解法手順（2級建築施工管理技士）
手順	作業内容	ポイント
①	支点反力を求める	力・モーメントの釣り合い式を立てる
②	せん断力を求める	断面から外力の合力を計算
③	曲げモーメントを求める	符号（正・負）に注意して計算
④	選択肢を選ぶ	計算値と照合して最適解を選ぶ