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.23を解説、鋼材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.23は、鋼材に関する問題です。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

ヤング係数、伸びの計算、硬さと引張強さの関係、炭素含有量と溶接性、FR鋼の性能が問われます。決め手は、鋼材のヤング係数が鋼種によって変わるかどうかです。

引っかけの核心は、選択肢1です。鋼材のヤング係数は、鋼種によらずほぼ一定で、約2.05×10⁵N/mm²です。SS400材とSN400材でヤング係数は同じ値で、選択肢1はここに差があるとしています。

※ 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1(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 ×(不適当) 鋼材のヤング係数は鋼種によらずほぼ一定で、SS400材もSN400材も同じ値です。SS400材よりSN400材のほうが大きいとした点が誤りです。
2 ○(正しい) 長さ10mの棒材に全長にわたり一様に100N/mm²の引張応力が生じる場合、伸びは約5mmです。ヤング係数を約2.05×10⁵N/mm²として計算します。
3 ○(正しい) 鋼材の硬さは引張強さと相関があり、ビッカース硬さなどの測定値から引張強さを推定します。
4 ○(正しい) 鋼材は炭素含有量が多くなると、一般に溶接性が低下します。
5 ○(正しい) 建築構造用耐火鋼(FR鋼)は、600℃における降伏点が常温規格値の2/3以上あることを保証した鋼材です。

選択肢1は、常温における鋼材のヤング係数をSS400材よりSN400材のほうが大きいとした点が誤りで、正しくはヤング係数は鋼種によらずほぼ一定で、両者は同じ値です。

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選択肢1のポイント

鋼材のヤング係数は、鋼種や強度の等級にかかわらず、ほぼ一定で約2.05×10⁵N/mm²です。強度の高い鋼材でも、同じ応力に対する弾性域の伸びは変わりません。

SS400材は一般構造用圧延鋼材、SN400材は建築構造用圧延鋼材で、用途や品質保証の範囲は違いますが、ヤング係数は共通です。選択肢1は、この共通の値に差をつけた引っかけです。

ヤング係数が一定であることは、たわみや変形の計算にも直結します。強度が違っても弾性係数は同じという点を、繰り返し出る要点として押さえておきましょう。

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覚え方

  • 鋼材のヤング係数は鋼種によらずほぼ一定(約2.05×10⁵N/mm²)
  • 炭素含有量が多くなると、一般に溶接性は低下する
  • FR鋼は600℃で降伏点が常温規格値の2/3以上あることを保証した鋼材

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理解度チェック

Q.

常温における鋼材のヤング係数は、SS400材よりSN400材のほうが大きい。〇か×か。

×。鋼材のヤング係数は鋼種によらずほぼ一定で、SS400材もSN400材も同じ約2.05×10⁵N/mm²です。

Q.

鋼材は炭素含有量が多くなると、一般に溶接性が低下する。〇か×か。

。炭素含有量が多くなると、一般に溶接性が低下します。

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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」
  • 鋼材(ヤング係数は鋼種によらず約2.05×10⁵N/mm²、炭素含有量と溶接性、FR鋼):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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