建築学生が学ぶ構造力学

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令和4年度 一級建築士 構造 No.14を解説、RC保有水平耐力計算に関する誤りを見抜くポイント

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令和4年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.14は、鉄筋コンクリート構造の保有水平耐力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. 引張側にスラブが取り付く大梁の曲げ終局モーメント
  2. 大梁のせん断終局耐力とせん断スパン比の関係
  3. 柱のせん断終局耐力と軸方向圧縮応力度の関係
  4. 柱梁接合部のせん断終局耐力と大梁幅の関係

※ 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3(これが最も不適当な記述)

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柱のせん断終局耐力と軸力の関係が逆なんです。柱に作用する軸方向の圧縮力は、せん断ひび割れの開きを抑えてアーチ機構を働かせるため、せん断終局耐力を高める方向に効きます。

つまり、一般的な範囲では軸方向圧縮応力度が大きいほど、柱のせん断終局耐力は大きくなるわけです。選択肢3は「小さいほど大きくなる」としているので逆なんですね。柱のせん断終局耐力は圧縮軸力が大きいほど大きいと押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 引張側にスラブが取り付く大梁の曲げ終局モーメントは、有効幅内のスラブ筋量が多いほど大きくなる。正しい記述です。
2 ○(正しい) 大梁のせん断終局耐力は、有効せいに対するせん断スパンの比が小さいほど大きくなる。正しい記述です。
3 ×(誤り) 柱のせん断終局耐力は、軸方向圧縮応力度が大きいほど大きくなる。「小さいほど大きくなる」は逆。
4 ○(正しい) 柱梁接合部のせん断終局耐力は、取り付く大梁の幅が大きいほど大きくなる。正しい記述です。

選択肢3は、柱のせん断終局耐力が軸方向圧縮応力度が小さいほど大きくなるとする点が誤りで、正しくは圧縮応力度が大きいほど大きくなるです。

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選択肢3のポイント

選択肢3は「柱のせん断終局耐力は、一般に、軸方向圧縮応力度が小さいほど大きくなる」としています。軸力がせん断耐力にどう効くかが論点です。

柱は、地震時に上部の重さなどで圧縮の軸力を受けています。この圧縮力は、せん断ひび割れが開こうとするのを押さえ込み、コンクリートの斜め圧縮(アーチ機構)を働きやすくします。

その結果、一般的な範囲では軸方向圧縮応力度が大きいほど、柱のせん断終局耐力は大きくなります。せん断耐力の終局式にも軸力項が入っていて、圧縮軸力が効くわけですね。選択肢3は大小が逆です。圧縮軸力はせん断耐力を増すと押さえましょう(ただし軸力が過大だと曲げ圧壊で低下します)。

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覚え方

  • 柱のせん断終局耐力は圧縮軸力が大きいほど大きい(アーチ機構が効く。過大だと逆に低下)
  • 大梁のせん断終局耐力は、せん断スパン比(M/Qd)が小さい=短スパンほど大きい
  • 引張側スラブ筋は梁の曲げ終局モーメントを増やす(有効幅内の筋量が多いほど大)
  • 柱梁接合部のせん断耐力は、取り付く大梁の幅が大きいほど大きい

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一問一答

Q.

RC柱のせん断終局耐力は、軸方向圧縮応力度が大きくなるとどうなる?

一般的な範囲では大きくなります。圧縮軸力がせん断ひび割れを抑え、アーチ機構を働かせるためです(軸力が過大だと曲げ圧壊で低下します)。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和4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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