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.17を解説、鉄骨構造の接合部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.17は、鉄骨構造の接合部に関する問題です。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

通しダイアフラムへの溶接、異強度鋼材の突合せ溶接、高力ボルトの肌すき、縁端距離が問われます。決め手は、強度の違う鋼材をつないだ溶接部の許容応力度をどちらの鋼材で決めるかです。

引っかけの核心は、強度の異なる鋼材の突合せ溶接部の許容応力度を「強度の高いほうの鋼材と同じにできる」としているところです。溶接部は、強度の低いほうの鋼材によります。

※ 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2(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) 梁フランジを通しダイアフラムに突合せ溶接する場合、梁フランジはダイアフラムの板厚の内部に納めて溶接します。正しい記述です。
2 ×(最も不適当) 強度の異なる鋼材の突合せ溶接部の許容応力度は、強度の低いほうの鋼材によります。高いほうと同じにできる、とする点が誤りです。
3 ○(正しい) 高力ボルト摩擦接合で肌すきが1mm以内なら、フィラープレートを挿入せずそのまま締め付けてよいとされています。正しい記述です。
4 ○(正しい) 高力ボルトの最小縁端距離は、切断精度の高い「自動ガス切断縁」のほうが「手動ガス切断縁」より小さい値です。正しい記述です。

選択肢2は、異強度鋼材の突合せ溶接部の許容応力度を強度の高いほうと同じにできるとした点が誤りで、正しくは強度の低いほうによります。

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選択肢2のポイント

強度の異なる2つの鋼材を突合せ溶接でつなぐと、溶接部は両方の母材にはさまれた形になります。ここに力が流れるとき、弱いほうの母材が先に降伏するので、接合部全体の強さは強度の低いほうの鋼材で頭打ちになります。

そのため、突合せ溶接部の許容応力度は、接合される母材のうち強度の低いほうの値を用いると決められています。溶接材料や溶接条件を強いほうの鋼材に合わせても、弱い母材が先に効いてしまうため、許容応力度は強いほうの値までは上がりません。

選択肢2は、溶接部の許容応力度を強度の高いほうと同じにできるとしていますが、これは低いほうによるという原則に反し誤りです。「異強度の突合せ溶接は、弱いほうの鋼材で決まる」と押さえます。

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覚え方

  • 異強度鋼材の突合せ溶接部の許容応力度は、強度の低いほうの鋼材による
  • 梁フランジは通しダイアフラムの板厚の内部で溶接
  • 高力ボルトの肌すき1mm以内はフィラープレート不要
  • 最小縁端距離は、自動ガス切断縁<手動ガス切断縁(自動は精度が高く小さくできる)

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理解度チェック

Q.

強度の異なる鋼材の突合せ溶接部の許容応力度は、強度の高いほうの鋼材と同じにできる。〇か×か。

×。弱い母材が先に効くため、強度の低いほうの鋼材の許容応力度によります。

Q.

高力ボルトの最小縁端距離は、自動ガス切断縁と手動ガス切断縁のどちらが小さいか。

自動ガス切断縁です。切断精度が高いため、縁端距離を小さくできます。

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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」
  • 鉄骨構造の接合部(異強度鋼材の突合せ溶接部の許容応力度は強度の低いほうによる、肌すき1mm以内、縁端距離):鋼構造設計規準(日本建築学会)、建築基準法施行令第92条ほか。
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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