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.29を解説、鋼材等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.29は、鋼材等に関する問題です。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

シャルピー衝撃試験、SN490Bの引張強さ、アルミニウム合金の線膨張係数ステンレス鋼の性質が問われます。判断の決め手は、アルミニウム合金の線膨張係数が炭素鋼の何倍かです。

引っかけの核心は、アルミニウム合金の線膨張係数を炭素鋼の「約1/2倍」としているところにあります。実際は逆で、約2倍です。

※ 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) シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが大きい鋼材は、溶接部の脆性破壊を防ぐのに有利です。
2 ○(正しい) SN490Bの引張強さの下限値は490N/mm²です。数値が鋼種名に表れています。
3 ×(誤り) アルミニウム合金の線膨張係数は、炭素鋼の約2倍です。約1/2倍は誤りです。
4 ○(正しい) ステンレス鋼は、炭素鋼に比べて耐食性・耐火性に優れています。

選択肢3は、アルミニウム合金の線膨張係数を炭素鋼の約1/2倍とした点が誤りで、実際は約2倍です。

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選択肢3のポイント

線膨張係数は、温度が1℃上がったときに材料がどれだけ伸びるかを表す値です。値が大きいほど、温度変化で大きく伸び縮みします。

炭素鋼の線膨張係数は約12×10⁻⁶/℃、アルミニウム合金は約23×10⁻⁶/℃です。比べると、アルミニウム合金は炭素鋼の約2倍伸びやすい材料です。

選択肢3は「約1/2倍」としていますが、大小がです。アルミは鋼より膨張しやすい、と押さえます。鋼とアルミを併用すると、温度変化で伸び量が食い違うため、その差を吸収する納まりが必要になります。

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覚え方

  • アルミニウム合金の線膨張係数は炭素鋼の約2倍(アルミのほうが伸びやすい)
  • SN490Bの「490」は引張強さの下限値(N/mm²)を表す
  • シャルピー吸収エネルギーが大きい鋼材ほど、溶接部の脆性破壊に有利

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理解度チェック

Q.

アルミニウム合金の線膨張係数は、炭素鋼の約1/2倍である。〇か×か。

×。アルミニウム合金の線膨張係数は、炭素鋼の約2倍です(鋼≒12×10⁻⁶、アルミ≒23×10⁻⁶ /℃)。

Q.

建築構造用圧延鋼材SN490Bの引張強さの下限値は、490N/mm²である。〇か×か。

。SN490Bの「490」は、引張強さの下限値(N/mm²)を表しています。降伏点ではない点に注意します。

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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」
  • 鋼材等(アルミニウム合金と炭素鋼の線膨張係数、シャルピー衝撃試験と脆性破壊、SN490Bの引張強さ、ステンレス鋼の耐食性・耐火性):JIS G 3136(SN材)・鋼構造設計規準・アルミニウム建築構造設計規準(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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