建築学生が学ぶ構造力学

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令和2年度 一級建築士 構造 No.24を解説、建築物の耐震設計に関する誤りを見抜くポイント

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令和2年度 一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)No.24は、建築物の耐震設計に関する問題です。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

固有周期の精算、構造特性係数Dsと減衰、剛性率・偏心率による割増し、限界耐力計算の減衰特性が問われます。判断の決め手は、構造特性係数Dsが架構の減衰に対してどう動くかです。

引っかけの核心は、構造特性係数Dsを「架構の減衰が小さいほど小さくできる」としているところにあります。Dsは逆で、減衰が大きいほど小さくできます。

※ 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) RC造の固有周期を精算で求める場合、ひび割れのない初期剛性を用い、基礎・基礎杭の変形はないと仮定します。
2 ×(誤り) 構造特性係数Dsは、架構の減衰が大きいほど小さくできます。減衰が小さいほどは誤りです。
3 ○(正しい) 剛性率が0.6を下回る場合、または偏心率が0.15を上回る場合は、必要保有水平耐力の値を割増しします。
4 ○(正しい) 限界耐力計算では、塑性化の程度が大きいほど、安全限界時の各部材の減衰特性を表す係数を大きくできます。

選択肢2は、Dsが減衰の小さいほど小さくできるとした点が誤りで、減衰が大きいほどDsを小さくできます。

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選択肢2のポイント

構造特性係数Dsは、必要保有水平耐力を計算するときに地震力を低減する係数です。建物が地震のエネルギーをうまく吸収できるほど、必要な耐力を小さくしてよい、という考え方で、Dsが小さいほど有利です。

エネルギーの吸収は、架構の粘り(靱性)減衰で決まります。塑性変形で粘れるほど、また揺れを早く減衰させられるほど、エネルギーをよく吸収します。したがって、減衰が大きいほど、Dsを小さくできます。逆に減衰が小さいと、エネルギーを吸収しきれないので、Dsは大きくなります。

選択肢2は「減衰が小さいほどDsを小さくできる」としていますが、これは関係がです。減衰が大きい=よく吸収する=Dsを小さくできる、と押さえます。なお、選択肢4のとおり、限界耐力計算でも塑性化が進むほど減衰特性を表す係数を大きく見込めます。

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覚え方

  • 構造特性係数Dsは、架構の減衰が大きい・靱性が高いほど小さくできる(減衰が小さいほどDsは大きい)
  • 剛性率0.6未満、または偏心率0.15超で必要保有水平耐力を割増しする
  • RCの固有周期の精算ではひび割れのない初期剛性・基礎杭の変形なしと仮定する

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理解度チェック

Q.

構造特性係数Dsは、一般に、架構の減衰が小さいほど小さくできる。〇か×か。

×。Dsは、架構の減衰が大きいほど(よくエネルギーを吸収するほど)小さくできます。減衰が小さいほどDsは大きくなります。

Q.

各階の保有水平耐力計算で、剛性率が0.6を下回る場合は、必要保有水平耐力の値を割増しする。〇か×か。

。剛性率が0.6未満(または偏心率が0.15超)の場合は、Fesにより必要保有水平耐力を割増しします。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和2年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅳ(構造)問題」
  • 耐震設計(構造特性係数Dsは減衰が大きい・靱性が高いほど小さい、剛性率0.6未満や偏心率0.15超でFes割増し、固有周期の精算、限界耐力計算の減衰特性):建築基準法施行令第82条の3・建築物の構造関係技術基準解説書
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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