平成29年度 一級建築士 構造 No.29を解説、金属材料に関する誤りを見抜くポイント

平成29年度 一級建築士試験 学科Ⅳ（構造）No.29は、金属材料に関する問題です。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

SN400Bの基準強度、圧延方向と板厚方向の強度、シャルピー衝撃試験と脆性破壊、アルミの線膨張係数が問われます。決め手は、脆性破壊の防止に、シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが大きい鋼材と小さい鋼材のどちらが有効かです。

引っかけの核心は、「シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが小さい鋼材を使用することは、溶接部の脆性的破壊の防止に有効である」としているところです。吸収エネルギーが小さい鋼材はもろく、脆性破壊防止には吸収エネルギーが大きい鋼材が有効です。

※ 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3（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3は、脆性破壊防止に吸収エネルギーが小さい鋼材が有効とした点が誤りで、吸収エネルギーが大きい（靱性の高い）鋼材が有効です。

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選択肢3のポイント

シャルピー衝撃試験は、切欠きを入れた試験片に振り子で衝撃を与え、破断までに吸収したエネルギー（吸収エネルギー）を測る試験です。吸収エネルギーが大きいほど、粘り強く（靱性が高く）、急にパキッと割れる脆性破壊を起こしにくい鋼材です。

溶接部は、熱の影響でもろくなりやすく、脆性破壊が心配される部位です。これを防ぐには、吸収エネルギーが大きい（靱性の高い）鋼材を選びます。吸収エネルギーが小さい鋼材はもろく、脆性破壊を起こしやすいので逆効果です。

選択肢3は、吸収エネルギーが小さい鋼材が脆性破壊防止に有効としていますが、有効なのは吸収エネルギーが大きい鋼材で誤りです。「シャルピー吸収エネルギーが大きい＝靱性が高い＝脆性破壊しにくい」と押さえます。

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覚え方

• 脆性破壊の防止には、シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが大きい（靱性の高い）鋼材が有効
• 板厚40mm以下のSN400Bの基準強度F＝235N/mm²
• 熱間圧延鋼材は、圧延方向より板厚方向のほうが強度が小さい
• アルミニウムの線膨張係数は、鉄の約2倍

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理解度チェック

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