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令和4年度 一級建築士 構造 No.29を解説、鋼材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.29は、鋼材に関する問題です。

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. 硫黄の含有量とシャルピー吸収エネルギー・板厚方向の絞り値の関係
  2. 極端に小さな曲げ半径での冷間曲げ加工と変形性能
  3. SN材C種の板厚方向の絞り値の規定
  4. SN400Aの規定内容と適した使用部位

※ 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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C種はむしろ板厚方向の性能が保証された鋼材なんです。SN材C種は、通しダイアフラムのように板の厚さ方向(Z方向)に引張力を受ける部位で使うことを想定した鋼材です。

板厚方向に引っ張られると層状にはがれる(ラメラテア)おそれがあるため、C種は板厚方向の絞り値(Z方向の性能)が規定されています。選択肢3は「絞り値の制限がない」としているので逆なんですね。SN材C種は板厚方向の絞り値が規定されていると押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 硫黄は不純物で、含有量が少ないほどシャルピー吸収エネルギーや板厚方向の絞り値は大きくなる。正しい記述です。
2 ○(正しい) 極端に小さな曲げ半径で冷間曲げ加工すると、加工硬化で強度が上がる一方、変形性能は低下する。正しい記述です。
3 ×(誤り) SN材C種は板厚方向の絞り値が規定されている鋼材。「制限がない」は逆。
4 ○(正しい) SN400Aは降伏点の下限のみ規定で変形性能の保証がないため、弾性範囲で使う部位に用いる。正しい記述です。

選択肢3は、SN材C種に板厚方向の絞り値の制限がないとする点が誤りで、C種は板厚方向の絞り値が規定されています。

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選択肢3のポイント

選択肢3は「通しダイアフラム等に用いられるSN材C種には、板厚方向の絞り値の制限がない」としています。C種がどんな部位向けの鋼材かが論点です。

SN材(建築構造用圧延鋼材)はA・B・Cの3種類に分かれます。A種は弾性範囲で使う一般部位向け、B種は塑性変形能力が必要な部位向け、C種はそれに加えて板の厚さ方向に引張力を受ける部位向けです。

通しダイアフラムは、柱の板に対して厚さ方向に力が伝わるため、層状にはがれる「ラメラテア」が起きないよう、板厚方向の絞り値(Z方向性能)が保証されている必要があります。C種はまさにこの性能が規定された鋼材です。だから「制限がない」は逆で、C種こそ板厚方向の絞り値が規定されています。C種=板厚方向(Z方向)の性能が保証された鋼材と覚えておきましょう。

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覚え方

  • SN材C種は板厚方向(Z方向)の絞り値が規定された鋼材(通しダイアフラム用)
  • SN材=A種(弾性範囲)・B種(塑性変形)・C種(板厚方向の性能も保証)
  • 硫黄が少ないほどシャルピー吸収エネルギー・絞り値は大きい
  • SN400Aは降伏点の下限のみ規定→弾性範囲で使う部位向け

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一問一答

Q.

SN材C種は、板厚方向の絞り値の制限がない鋼材?

いいえ、板厚方向の絞り値が規定された鋼材です。通しダイアフラムなど厚さ方向に引張を受ける部位向けで、ラメラテアを防ぐためZ方向の性能が保証されています。

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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」
  • 日本産業規格 JIS G 3136(建築構造用圧延鋼材)
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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