建築学生が学ぶ構造力学

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令和元年度 一級建築士 構造 No.7を解説、風圧力に関する誤りを見抜くポイント

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令和元年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.7は、建築基準法における建築物の構造計算に用いる風圧力に関する問題です。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

速度圧と基準風速の関係、ガスト影響係数の大小、そして風圧力を構造骨組に使うか外装材に使うかが問われます。決め手は、同じ建築物でも風圧力の大きさが用途で変わるという点です。

引っかけの核心は、風圧力を「外装材に用いる場合より構造骨組に用いる場合のほうが大きい」としているところです。局部的な風の力を受ける外装材のほうが、風圧力は大きくなります。

※ 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) 速度圧qは、基準風速V02乗に比例します(q=0.6・E・V02)。正しい記述です。
2 ○(正しい) 基準風速V0は、稀に発生する暴風時の地上10mにおける10分間平均風速に相当する値です。正しい記述です。
3 ○(正しい) ガスト影響係数Gfは、風の乱れが大きい「都市化が著しい区域」のほうが、「平坦で障害物がない区域」より大きくなります。正しい記述です。
4 ×(最も不適当) 風圧力は、外装材に用いる場合のほうが大きくなります。構造骨組に用いる場合のほうが大きい、とする点が誤りです。

選択肢4は、風圧力を構造骨組に用いる場合のほうが大きいとした点が誤りで、正しくは外装材に用いる場合のほうが大きくなります。

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選択肢4のポイント

風圧力は、速度圧qに風力係数Cfを掛けて求めます。この風力係数が、構造骨組を設計する場合と、外装材(外壁パネルやガラスなど)を設計する場合で別々に定められています。

構造骨組は建築物全体で風を受け止めるので、風の力は建物の広い面積で平均されます。一方、外装材は建物の一部分だけを受け持つため、風の乱れによる局部的なピークの力をまともに受けます。とくに屋根の隅やパラペット際、開口部まわりでは、瞬間的に強い負圧(吸い出す力)が働きます。

そのため、外装材の設計に用いるピーク風力係数は、構造骨組用より大きく設定されています。結果として、風圧力は外装材に用いる場合のほうが大きくなります。選択肢4はこの大小関係がで誤りです。「全体でならす骨組より、局部を受ける外装材のほうが大きい」と押さえます。

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覚え方

  • 風圧力は、構造骨組に用いる場合より外装材に用いる場合のほうが大きい(局部のピークを受けるため)
  • 速度圧q=0.6・E・V02。基準風速V0の2乗に比例
  • 基準風速V0=暴風時の地上10mでの10分間平均風速に相当
  • ガスト影響係数Gfは、都市化が著しい区域ほど大きい(風の乱れが大きいため)

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理解度チェック

Q.

風圧力は、外装材に用いる場合より構造骨組に用いる場合のほうが大きい。〇か×か。

×。局部的なピークの力を受ける外装材に用いる場合のほうが大きくなります。

Q.

速度圧qは、基準風速V0に対してどのような関係にあるか。

V02乗に比例します(q=0.6・E・V02)。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和元年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • 風圧力(速度圧q=0.6・E・V02、風圧力=速度圧×風力係数、外装材用の風圧力は構造骨組用より大きい):建築基準法施行令第87条、平成12年建設省告示第1454号。
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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