令和3年度 一級建築士 構造 No.17を解説、鉄骨構造の設計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.17は、鉄骨構造の設計に関する問題です。

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. 四周にアンカーボルトを用いた露出型柱脚の設計
2. H形鋼梁の横座屈を抑える圧縮側フランジの横補剛
3. 梁せいを小さくするためのSN490Bへの変更
4. 冷間成形角形鋼管の小梁と横座屈

※ 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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ベースプレートの四周にアンカーボルトを配置した露出型柱脚は、回転に対して抵抗するので、柱脚に曲げモーメントが生じます。だから軸力・せん断力だけでなく曲げに対しても設計が必要なんですね。選択肢1は「曲げモーメントは生じないものとし、軸方向力及びせん断力に対して設計した」としているので誤りです。

圧縮側フランジの横補剛・梁せい縮小のためのSN490B採用・冷間成形角形鋼管の小梁で横座屈を生じないとする扱いは、いずれも正しい。四周アンカーの露出型柱脚は曲げモーメントを負担すると押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢1は、四周アンカーの露出型柱脚を「曲げモーメントは生じない」として設計した点が誤りで、正しくは曲げモーメントを負担する柱脚として軸力・せん断力に加えて曲げにも対して設計します。

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、ベースプレートの四周にアンカーボルトを配置した露出型柱脚を、ピン（曲げを負担しない）とみなしてよいか、が論点です。柱脚の固定度を見極められるかがカギです。

柱脚をピンと扱えるのは、回転を拘束しない納まりの場合です。ところが、ベースプレートの四周にアンカーボルトを配置すると、柱が回転しようとしたときに引張側のアンカーボルトが抵抗し、曲げモーメントを負担します。これは半剛接〜固定に近い挙動です。

そのため、四周アンカーの露出型柱脚は、軸方向力・せん断力だけでなく曲げモーメントに対しても設計しなければなりません。選択肢1は「曲げは生じない」と決めつけている点が誤りというわけです。「四周アンカー＝曲げを負担」と覚えましょう。

ザックリ言えば、ベースプレートの四周にアンカーボルトを配した露出型柱脚は曲げモーメントを負担するということです。

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覚え方

• 四周アンカーの露出型柱脚＝曲げモーメントを負担（ピンにできない）
• H形鋼梁の横座屈防止＝圧縮側フランジの横変位を拘束する横補剛
• 梁せいを小さくしたい＝SN400B→SN490B（高強度鋼）
• 閉断面の角形鋼管の小梁＝横座屈が生じないとして断面検定できる

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一問一答

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