建築学生が学ぶ構造力学

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平成30年度 一級建築士 構造 No.13を解説、RC許容応力度計算に関する誤りを見抜くポイント

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平成30年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.13は、鉄筋コンクリート構造の許容応力度計算に関する問題です。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

開口耐力壁の低減、スラブ付き梁の曲げ剛性、ヤング係数比n、フェイスモーメントが問われます。決め手は、コンクリートの設計基準強度が高くなるとヤング係数比nがどう変わるかです。

引っかけの核心は、柱の断面算定でヤング係数比nを「設計基準強度が高くなるほど大きな値とした」としているところです。設計基準強度が高いとコンクリートのヤング係数Ecが大きくなり、n(=Es/Ec)は小さくなります。

※ 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 正誤 解説
1 ○(正しい) 開口を有する耐力壁で、許容せん断力だけでなくせん断剛性も、開口の大きさに応じた低減率を考慮するのは妥当です。正しい記述です。
2 ○(正しい) 両側スラブ付き梁の曲げ剛性に、スラブの協力幅を考慮したT形断面部材の値を用いるのは妥当です。正しい記述です。
3 ×(最も不適当) ヤング係数比n(=Es/Ec)は、設計基準強度が高いほどEcが大きくなり小さくなります。大きな値とする、とする点が誤りです。
4 ○(正しい) 純ラーメンの梁端部の断面算定で、水平荷重による設計用曲げモーメントにフェイスモーメント(柱面位置)を用いるのは妥当です。正しい記述です。

選択肢3は、ヤング係数比nを設計基準強度が高いほど大きな値とした点が誤りで、強度が高いほどnは小さくなります。

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選択肢3のポイント

ヤング係数比nは、鉄筋のヤング係数Esを、コンクリートのヤング係数Ecで割った値(n=Es/Ec)です。断面算定で、コンクリートと鉄筋の力の分担を換算するのに使います。

鉄筋のEsは鋼種によらずほぼ一定です。一方、コンクリートの設計基準強度が高いほど、Ecは大きくなります。分母のEcが大きくなるので、n(=Es/Ec)は小さくなります。強度の高いコンクリートほど、鉄筋との剛性差が縮まる、と考えると分かりやすいです。

選択肢3は、設計基準強度が高いほどnを大きな値とするとしていますが、関係はで誤りです。「Fcが高い=Ecが大きい=nは小さい」と押さえます。

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覚え方

  • ヤング係数比n=Es/Ec。設計基準強度が高いほどnは小さくなる
  • 開口耐力壁は、許容せん断力とせん断剛性の両方を開口の大きさで低減
  • スラブ付き梁の曲げ剛性は、協力幅を考慮したT形断面で評価
  • 梁端部の設計用曲げモーメントは、フェイスモーメント(柱面位置)を用いる

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理解度チェック

Q.

ヤング係数比nは、コンクリートの設計基準強度が高くなるほど大きな値になる。〇か×か。

×。設計基準強度が高いほどEcが大きくなり、n(=Es/Ec)は小さくなります。

Q.

両側スラブ付き梁の曲げ剛性は、どのような断面で評価するか。

スラブの協力幅を考慮したT形断面部材の値を用います。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「平成30年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • RC許容応力度計算(ヤング係数比nは設計基準強度が高いほど小さい、開口耐力壁の低減、スラブ付き梁のT形剛性、フェイスモーメント):鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説(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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