建築学生が学ぶ構造力学

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平成27年度 二級建築士 構造 No.16を解説、鉄骨構造に関する誤りを見抜くポイント

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平成27年度 二級建築士試験 学科Ⅲ(建築構造)No.16は、鉄骨構造に関する問題です。5つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

補剛材に必要な剛性と強度、横座屈と細長比の関係、H形鋼の幅厚比と局部座屈、柱の組合せ応力、埋込み柱脚のパンチングシヤーが問われます。決め手は、H形鋼の局部座屈が幅厚比の大小どちらで生じやすいかです。

引っかけの核心は、選択肢3の幅厚比と局部座屈の関係です。局部座屈は板要素の幅厚比が大きいものほど生じやすく、記述は大小を逆にしています。

※ 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。

正解:選択肢3(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 座屈を拘束するための補剛材には、十分な剛性と強度が必要です。
2 ○(正しい) 横座屈のおそれがある曲げ材の許容曲げ応力度は、曲げ材の細長比が大きいものほど小さくなります。
3 ×(不適当) H形鋼の局部座屈は、板要素の幅厚比が大きいものほど生じやすいです。幅厚比が小さいものほど生じやすいとした点が誤りです。
4 ○(正しい) 柱の設計では、一般に軸方向力曲げモーメントによる組合せ応力を考慮します。
5 ○(正しい) 中柱の埋込み柱脚で埋込み深さが浅いと、パンチングシヤー破壊が生じやすくなります。

選択肢3は、H形鋼の局部座屈を幅厚比が小さいものほど生じやすいとした点が誤りで、正しくは幅厚比が大きいものほど生じやすいです。

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選択肢3のポイント

幅厚比は、板要素の幅を板厚で割った値です。同じ板厚なら幅が広いほど、同じ幅なら板が薄いほど、幅厚比は大きくなります。

板が薄く幅が広いほど、圧縮を受けたときに面外へ波打つように座屈しやすくなります。つまり、幅厚比が大きいものほど局部座屈が生じやすいです。

選択肢3は「幅厚比が小さいものほど局部座屈が生じやすい」としていますが、大小が逆です。局部座屈を防ぐため、板要素には幅厚比の上限が定められています。

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覚え方

  • 局部座屈は幅厚比が大きいものほど生じやすい(薄く広い板ほど波打つ)
  • 座屈を拘束する補剛材には、剛性と強度の両方が必要
  • 横座屈する曲げ材の許容曲げ応力度は、細長比が大きいものほど小さい

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理解度チェック

Q.

H形鋼の局部座屈は、板要素の幅厚比が小さいものほど生じやすい。〇か×か。

×。局部座屈は幅厚比が大きいものほど生じやすいです。

Q.

横座屈のおそれがある曲げ材の許容曲げ応力度は、細長比が大きいものほど小さい。〇か×か。

。細長比が大きいものほど、許容曲げ応力度は小さくなります。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「平成27年度 二級建築士試験 学科の試験 学科Ⅲ(建築構造)問題」
  • 鉄骨構造(局部座屈は幅厚比が大きいものほど生じやすい、補剛材に剛性と強度、横座屈と細長比、埋込み柱脚のパンチングシヤー):日本建築学会 鋼構造設計規準ほか
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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