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.25を解説、制振構造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.25は、制振構造に関する問題です。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

ダンパーの配置、オイルダンパーの効き始め、履歴型ダンパーの耐力設定、金属系ダンパーのエネルギー吸収が問われます。決め手は、履歴型ダンパーの耐力を主架構に対してどう設定するかです。

引っかけの核心は、履歴型ダンパーの耐力を「主架構の耐力よりも大きくする」としているところです。ダンパーが主架構より先に働くよう、耐力は主架構より小さくします。

※ 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) ダンパーは、建築物全体の耐力分布や振動性状を踏まえて適切に配置します。正しい記述です。
2 ○(正しい) オイルダンパーは速度依存型で、建築物の動きが比較的小さな段階から制振効果を発揮します。正しい記述です。
3 ×(最も不適当) 履歴型ダンパーの耐力を主架構より大きくすると、ダンパーが先に降伏せず制振効果を発揮しません。主架構より大きくする、とする点が誤りです。
4 ○(正しい) 鋼材や鉛などの金属製の履歴型ダンパーは、金属の塑性化のエネルギー吸収を利用し、安定した復元力特性と十分な疲労強度が必要です。正しい記述です。

選択肢3は、履歴型ダンパーの耐力を主架構より大きくするとした点が誤りで、ダンパーが先に降伏するよう主架構より小さくします。

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選択肢3のポイント

履歴型ダンパーは、鋼材や鉛が塑性変形するときのエネルギー吸収を利用して揺れを抑える装置です。地震のエネルギーをダンパーに集中して吸収させ、主架構(柱・梁)を守るのがねらいです。

そのためには、ダンパーが主架構より先に降伏して働く必要があります。もしダンパーの耐力を主架構より大きくすると、主架構のほうが先に降伏してしまい、ダンパーは塑性化せず、エネルギーを吸収しません。また地震後の残留変形を抑えるうえでも、主架構を弾性に保ち、その復元力でダンパーの変形を戻せるよう、ダンパーの耐力は主架構より小さく設定します。

選択肢3は、残留変形の抑制のためにダンパーの耐力を主架構より大きくするとしていますが、これはで誤りです。「履歴型ダンパーは主架構より先に降伏させる=耐力は主架構より小さく」と押さえます。

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覚え方

  • 履歴型ダンパーの耐力は主架構より小さくする(先に降伏させてエネルギーを吸収させる)
  • ダンパーが先に降伏=主架構を守り、残留変形も抑えやすい
  • オイルダンパー(速度依存型)は、動きが小さい段階から効く
  • 金属系履歴型ダンパーは、安定した復元力特性と十分な疲労強度が必要

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理解度チェック

Q.

残留変形を抑えるため、履歴型ダンパーの耐力は主架構の耐力より大きくする。〇か×か。

×。ダンパーを先に降伏させるため、耐力は主架構より小さくします。大きくすると先に降伏せず効きません。

Q.

オイルダンパーは、建築物の動きがどの段階から制振効果を発揮するか。

速度依存型なので、動きが比較的小さな段階から効きます。

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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」
  • 制振構造(履歴型ダンパーは主架構より先に降伏させる=耐力は主架構より小さく、オイルダンパーの速度依存、金属系ダンパーのエネルギー吸収):制振構造設計・施工マニュアル(日本免震構造協会)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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