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令和3年度 一級建築士 構造 No.13を解説、RC許容応力度計算に関する誤りを見抜くポイント

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令和3年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.13は、鉄筋コンクリート構造の許容応力度計算に関する問題です。

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. 片側スラブ付き梁の曲げ剛性とスラブの効果
  2. 柱の長期許容曲げモーメントとコンクリートの引張負担
  3. 梁の短期許容せん断力と主筋のせん断負担
  4. 柱の短期許容せん断力と軸圧縮応力度の効果

※ 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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スラブ付き梁の曲げ剛性は、スラブが一緒に働くぶん大きくなります。だから剛性増大率(片側スラブで1.5倍、両側で2.0倍が略算値)を掛けて評価するのが標準なんですね。選択肢1はその「スラブの効果を無視して計算した」としているので不適当です。

引張力の無視(選択肢2)・主筋のせん断負担の無視(選択肢3)・軸圧縮応力度の無視(選択肢4)は、いずれも安全側または標準的な扱いで正しい。スラブ付き梁の剛性はスラブの効果(剛性増大率)を考慮すると押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 片側スラブ付き梁の曲げ剛性はスラブの効果(剛性増大率)を考慮するのが標準で、無視するのは不適当。
2 ○(正しい) 許容応力度計算では、コンクリートの引張力負担を無視する(鉄筋が引張を負担)。正しい記述です。
3 ○(正しい) 梁の許容せん断力の算定で主筋のせん断負担は無視し、コンクリートとあばら筋で負担させる。正しい記述です。
4 ○(正しい) 柱の許容せん断力の算定で軸圧縮応力度の効果を無視するのは安全側の扱いで、不適当ではない。正しい記述です。

選択肢1は、スラブの効果を無視して梁の曲げ剛性を算定する点が誤りで、正しくは剛性増大率を考慮して評価します。

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選択肢1のポイント

選択肢1は、片側スラブ付き梁曲げ剛性の算定で、スラブの効果を無視してよいかが論点です。剛性は応力の分配に効くので、扱いを誤ると応力解析全体がずれます。

梁の上にスラブが付くと、スラブが梁と一体になって曲げに抵抗します。だから梁単体の長方形断面で考えた剛性より、実際の剛性は大きくなります。これを表すのが剛性増大率で、略算では片側スラブで1.5倍両側スラブで2.0倍を用います。

剛性を無視(小さく評価)すると、その梁が負担する応力を実際より小さく見積もってしまい、フレーム全体の応力分配が不正確になります。「無視=安全側」と単純に言えないのがポイントで、剛性は適切に考慮するのが原則です。選択肢2〜4の「無視」は許容応力度計算の標準的・安全側の前提なので正しく、剛性を無視した選択肢1だけが不適当というわけです。

ザックリ言えば、スラブ付き梁の剛性はスラブの効果(剛性増大率)を考慮して評価するということです。

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覚え方

  • スラブ付き梁の曲げ剛性=剛性増大率を考慮(片側1.5・両側2.0)。無視は不適当
  • 許容応力度計算=コンクリートの引張力は無視(鉄筋が負担)
  • 梁の許容せん断力=主筋のせん断負担は無視(コンクリート+あばら筋)
  • 柱の許容せん断力=軸圧縮応力度の効果を無視するのは安全側でOK

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一問一答

Q.

スラブ付き梁の曲げ剛性は、スラブの効果を無視して計算してよい?

無視は不適当です。スラブが梁と一体に働くため剛性は大きくなり、剛性増大率(片側1.5倍・両側2.0倍など)を考慮して評価します。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和3年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV(構造)問題」
  • 日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」
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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