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.16を解説、鉄骨構造の柱脚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.16は、鉄骨構造の柱脚の設計に関する問題です。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

露出形式のアンカーボルト、根巻形式のせん断力と高さ、埋込形式の固定位置が問われます。決め手は、埋込形式柱脚で鉄骨柱の剛性をどの位置で固定とみなすかです。

引っかけの核心は、埋込形式柱脚の鉄骨柱の剛性を「基礎コンクリート上端の位置で固定されたものとして算定する」としているところです。埋込形式では、固定位置は基礎上端ではなく、埋込み部の下端付近とみなします。

※ 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4(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) 露出形式柱脚の「伸び能力のあるアンカーボルト」(建築構造転造ねじアンカーボルト等)は、軸部が十分に塑性変形するまでねじ部が破断しない性能があります。正しい記述です。
2 ○(正しい) 根巻形式柱脚では、鉄骨柱の曲げモーメントが根巻RC頂部で最大となり、根巻RC部に作用するせん断力のほうが上部の鉄骨柱より大きくなります。正しい記述です。
3 ○(正しい) 根巻形式柱脚では、根巻鉄筋コンクリートの高さを鉄骨柱せいの2.5倍以上となるように設計します。正しい記述です。
4 ×(最も不適当) 埋込形式柱脚の鉄骨柱の剛性は、基礎コンクリート上端ではなく埋込み部の下端付近で固定されたものとして算定します。基礎上端で固定、とする点が誤りです。

選択肢4は、埋込形式柱脚の固定位置を基礎コンクリート上端とした点が誤りで、埋込み部の下端付近で固定とみなします。

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選択肢4のポイント

埋込形式柱脚は、鉄骨柱を基礎コンクリートの中に一定の深さまで埋め込んで固定する形式です。柱まわりのコンクリートが柱を抱え込むことで、大きな回転拘束(固定度)が得られます。

柱がコンクリートに拘束されるのは埋込み部全体なので、剛性を評価するときの「固定された位置」は、基礎コンクリートの上端ではなく、埋込み部の下端付近とみなします。基礎上端で固定と考えると、埋込みによる拘束を無視して柱の変形を過小に見積もってしまいます。

選択肢4は、固定位置を基礎コンクリート上端としていますが、埋込形式では埋込み部の下端付近が正しく、誤りです。「埋込み柱脚の固定位置は、上端でなく埋込み部の下端付近」と押さえます。

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覚え方

  • 埋込形式柱脚の固定位置は、基礎コンクリート上端でなく埋込み部の下端付近とみなす
  • 根巻形式柱脚は、根巻RCの高さを鉄骨柱せいの2.5倍以上
  • 根巻形式は、根巻RC部のせん断力>上部鉄骨柱のせん断力
  • 露出形式の伸び能力のあるアンカーボルトは、軸部が塑性変形するまでねじ部が破断しない

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理解度チェック

Q.

埋込形式柱脚の鉄骨柱の剛性は、基礎コンクリート上端の位置で固定されたものとして算定する。〇か×か。

×。固定位置は基礎上端でなく埋込み部の下端付近とみなします。

Q.

根巻形式柱脚では、根巻鉄筋コンクリートの高さを鉄骨柱せいの何倍以上とするか。

2.5倍以上です。

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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」
  • 鉄骨構造の柱脚(埋込形式の固定位置は埋込み部の下端付近、根巻形式の高さ2.5倍以上とせん断力、露出形式のアンカーボルト):鋼構造設計規準・鋼構造接合部設計指針(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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