建築学生が学ぶ構造力学

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平成29年度 一級建築士 構造 No.15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29年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.15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

筋かいの保有耐力接合、溝形鋼筋かいの突出脚の無効長さ、両端ピン柱の座屈長さ、横補剛の方法が問われます。決め手は、保有耐力接合で「破断耐力」と「軸部の降伏耐力」のどちらを大きくするかです。

引っかけの核心は、引張筋かいの保有耐力接合を「筋かい端部・接合部の破断耐力より、筋かい軸部の降伏耐力のほうが大きくなるように設計した」としているところです。保有耐力接合は逆で、接合部の破断耐力のほうを大きくします。

※ 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1(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 ×(最も不適当) 保有耐力接合は、筋かい端部・接合部の破断耐力が軸部の降伏耐力より大きくなるように設計します。降伏耐力のほうを大きく、とする点が誤りです。
2 ○(正しい) 溝形鋼を用いた筋かいの設計で、ボルト本数に応じた突出脚の無効長さを考慮して断面積を低減するのは妥当です。正しい記述です。
3 ○(正しい) 横移動が拘束された両端ピン接合の柱材では、節点間距離を座屈長さとします。正しい記述です。
4 ○(正しい) 横補剛を全長に均等に設けられない場合、梁の端部に近い部分を主として横補剛する方法を採用できます。正しい記述です。

選択肢1は、保有耐力接合で軸部の降伏耐力のほうを大きくするとした点が誤りで、接合部の破断耐力を大きくします。

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選択肢1のポイント

保有耐力接合は、部材本体が降伏して粘っている間に、接合部が先に破断しないようにする接合です。筋かいが引張で降伏し、エネルギーを吸収して変形する前に、端部・接合部が破断してしまうと、建物は急に耐力を失います。

そのため、筋かい端部・接合部の破断耐力を、筋かい軸部の降伏耐力より大きくします(一般に一定の割増しを見込む)。こうすると、筋かい軸部が先に降伏して粘り、接合部は壊れずに持ちこたえます。

選択肢1は、破断耐力より軸部の降伏耐力のほうを大きくするとしていますが、これは大小関係がで誤りです。「保有耐力接合=接合部の破断耐力>軸部の降伏耐力」と押さえます。

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覚え方

  • 保有耐力接合=接合部の破断耐力>筋かい軸部の降伏耐力(軸部を先に降伏させる)
  • 溝形鋼筋かいは、突出脚の無効長さを考慮して断面積を低減
  • 横移動拘束の両端ピン柱は、節点間距離を座屈長さとする
  • 横補剛は、全長均等または梁端部付近を主として補剛する方法がある

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理解度チェック

Q.

保有耐力接合では、筋かい端部・接合部の破断耐力より、筋かい軸部の降伏耐力のほうを大きくする。〇か×か。

×。逆です。接合部の破断耐力を軸部の降伏耐力より大きくして、軸部を先に降伏させます。

Q.

横移動が拘束された両端ピン接合の柱材の座屈長さは、何とするか。

節点間距離とします。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「平成29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(保有耐力接合は破断耐力>降伏耐力、溝形鋼筋かいの無効長さ、両端ピン柱の座屈長さ、横補剛の方法):鋼構造設計規準・鋼構造塑性設計指針(日本建築学会)。
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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