建築学生が学ぶ構造力学

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令和6年度 一級建築士 構造 No.9を解説、木造の梁横座屈・母屋継手・床梁切欠きに関する誤りを見抜くポイント

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令和6年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.9は、木造軸組工法による建築物の柱及び横架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. 心持ち材の乾燥割れを制御する背割り
  2. 梁の横座屈を抑えるには梁幅と梁せいのどちらが有効か
  3. 母屋の継手を設ける位置(小屋束間のどこか)
  4. 床梁中央部上端の切欠きと有効断面の取り方

※ 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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母屋の継手の位置が誤りなんです。継手は構造的な弱点になるため、曲げモーメントが最小となる小屋束の位置(支持点)付近に設けます。小屋束間の中央部は曲げモーメント最大点なので、そこに継手を置いた選択肢3が最も不適当ということです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 心持ち材は乾燥すると内部から割れが生じやすいため、背割りを入れて割れの位置を制御することがある
2 ○(正しい) 梁の横座屈は面外変形なので、梁幅(面外剛性)を大きくするほうが梁せいを大きくするより効果的
3 ×(誤り) 母屋の継手は小屋束の位置(支持点付近)に設ける。小屋束間の中央部は曲げモーメント最大点なので不適当
4 ○(正しい) 床梁中央部付近の上端に切欠きを設ける場合、切欠きを除いた正味断面を有効断面として設計できる

選択肢3の「小屋束間の中央部付近に設ける」という記述が誤りで、正しくは小屋束の位置(支持点)付近に設けるです。

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選択肢3のポイント

母屋は、屋根面の荷重を受けて小屋束の間に架かる横架材です。小屋束が支持点になるので、小屋束間の中央部は曲げモーメントが最大になる位置なんです。

継手はその断面が弱くなる箇所です。腰掛け蟻継ぎや鎌継ぎといった継手でも、周囲の断面に比べると耐力は下がります。最大応力が集中する中央部に継手を置くのは危険ですね。

正しくは、小屋束の直上付近(支持点に近い位置)に継手を設けます。支持点付近は曲げモーメントが小さく、継手の影響が小さくて済むんです。一方、正しい肢を整理すると、心持ち材は背割りで乾燥割れを制御し(選択肢1)、梁の横座屈は梁せいより梁幅(面外剛性)を大きくするのが有効で(選択肢2)、床梁中央上端の切欠きは正味断面を有効断面として設計できる(選択肢4)、という流れです。

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覚え方

  • 継手 → 支持点付近(曲げモーメントが小さい位置)。中央部は危険、支持点は安全
  • 横座屈の防止は梁幅(面外剛性)を大きく/心持ち材は背割りで割れ制御

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一問一答

Q.

木造の母屋継手は、小屋束間のどの位置に設けるのが適当か。

小屋束の位置(支持点)付近。小屋束間の中央部付近は曲げモーメントが最大になるため、継手を設けることは不適当です。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和6年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV(構造)問題」
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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