令和3年度 一級建築士 構造 No.7を解説、地震時の振動に関する誤りを見抜くポイント

令和3年度 一級建築士試験 学科IV（構造）No.7は、地震時における建築物の振動に関する問題です。

この問題では、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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この問題で問われていること

1. 変位応答スペクトルと周期の関係
2. 固有周期と水平剛性の関係
3. 一次固有周期と二次固有周期の大小
4. RC造とS造の内部粘性減衰の減衰定数

※ 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。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解：選択肢1（これが最も不適当な記述）

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変位応答スペクトルは、一般に周期が長くなるほど大きくなる傾向があります（長周期の建築物ほど大きく揺れて変位が増える）。選択肢1の「周期が長くなるほど小さくなる」は逆で誤りなんですね。なお加速度応答スペクトルは長周期ほど小さくなる傾向で、変位とは逆向きです。

固有周期と剛性・一次／二次固有周期・減衰定数の記述は、いずれも正しい。変位応答スペクトルは長周期ほど大きいと押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢1は、変位応答スペクトルが「周期が長くなるほど小さくなる」とする点が誤りで、変位応答スペクトルは一般に周期が長くなるほど大きくなります。

独学だと、こういう論点の背景を一つずつ調べるだけで時間が溶けます。要点を絞った講義で効率よく進めたいなら、スタディングの建築士講座（スマホ完結・大手の約1/10）を無料で試せます。

選択肢1のポイント

選択肢1は、変位応答スペクトルと周期の関係についての記述です。長周期側で大きくなるか小さくなるかが論点です。

応答スペクトルは、いろいろな固有周期の1質点系が地震動に対してどれだけ応答するかを、周期ごとに並べたものです。変位応答スペクトルで見ると、周期が長い（柔らかい）建築物ほどゆっくり大きく揺れるため、周期が長くなるほど応答変位は大きくなる傾向があります。

一方、加速度応答スペクトルは逆で、周期が長くなるほど小さくなる傾向です。設計用地震力（Rt など）が長周期側で低減されるのはこのためです。選択肢1は、変位応答スペクトルなのに加速度のような「長周期ほど小さい」を当てはめているので誤りですね。

ザックリ言えば、変位応答スペクトルは長周期ほど大きい・加速度応答スペクトルは長周期ほど小さいということです。変位と加速度で向きが逆と覚えましょう。

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覚え方

• 変位応答スペクトル＝長周期ほど大きい／加速度応答スペクトル＝長周期ほど小さい
• 固有周期 T＝2π√(m/k)（剛性k大ほど短い・質量m大ほど長い）
• 一次固有周期＞二次固有周期
• 減衰定数はRC造＞S造（RCのほうが減衰が大きい）

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一問一答

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