建築学生が学ぶ構造力学

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平成28年度 一級建築士 構造 No.16を解説、鉄骨構造に関する誤りを見抜くポイント

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平成28年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.16は、鉄骨構造に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

高力ボルトへの変更、高力ボルト摩擦接合の許容せん断応力度、露出形式柱脚のベースプレート厚、埋込形式柱脚の応力伝達が問われます。決め手は、摩擦接合の二面せん断の短期許容せん断応力度をどう扱うかです。

引っかけの核心は、高力ボルト摩擦接合の二面せん断の短期許容せん断応力度を「高力ボルトの基準張力T0」としているところです。摩擦接合の許容せん断力はすべり係数を介して定まり、基準張力そのものにはなりません。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解:選択肢2(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) F10Tの代わりにF14T級の超高力ボルトを用いて、ボルト本数を減らし、スプライスプレートを小さくしました。正しい記述です。
2 ×(最も不適当) 摩擦接合の許容せん断力はすべり係数を介して定まります。二面せん断の短期許容せん断応力度を基準張力T0とした、とする点が誤りです。
3 ○(正しい) 露出形式柱脚で、ベースプレートの変形を抑えるため、その厚さをアンカーボルト径の1.3倍としました。正しい記述です。
4 ○(正しい) 埋込形式柱脚で、鉄骨柱の応力は埋込み部の上部と下部の支圧により基礎に伝わる設計としました。正しい記述です。

選択肢2は、二面せん断の短期許容せん断応力度を基準張力そのものとした点が誤りで、すべり係数分だけ小さい値になります。

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選択肢2のポイント

高力ボルト摩擦接合は、ボルトの締付け張力で生じる摩擦力によって力を伝えます。許容せん断力は、すべり係数(おおむね0.45)とボルト張力の積で決まります。

したがって、二面せん断で摩擦面が2面あっても、その短期許容せん断応力度は基準張力T0そのものにはなりません。すべり係数を介した値になります。

選択肢2は短期許容せん断応力度を基準張力T0としていますが、摩擦接合ではすべり係数が入るため過大です。「摩擦接合はすべり係数×張力で決まる」と押さえます。

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覚え方

  • 摩擦接合の許容せん断力はすべり係数×ボルト張力(基準張力そのものではない)
  • 遅れ破壊に強いF14T級超高力ボルトで本数・プレートを縮小
  • 露出柱脚のベースプレート厚はアンカーボルト径の1.3倍程度
  • 埋込形式柱脚は埋込み部の上下の支圧で応力を基礎に伝える

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理解度チェック

Q.

高力ボルト摩擦接合の二面せん断の短期許容せん断応力度は、基準張力T0に等しい。〇か×か。

×すべり係数を介して定まり、基準張力そのものにはなりません。

Q.

摩擦接合の許容せん断力は、何と何の積で決まるか。

すべり係数とボルト張力です。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「平成28年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • 鉄骨構造(摩擦接合はすべり係数×張力、超高力ボルト、露出柱脚のベースプレート厚、埋込柱脚の支圧伝達):鋼構造設計規準ほか。
ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

建築士 過去問(構造)

プロフィール

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