建築学生が学ぶ構造力学

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令和2年度 二級建築士 構造 No.12を解説、木質構造に関する誤りを見抜くポイント

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令和2年度 二級建築士試験 学科Ⅲ(建築構造)No.12は、木質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

土台継手のアンカーボルト、引張を受けるボルト接合の許容引張耐力、柱と横架材の接合、大規模木造の接合金物、燃えしろ設計が問われます。判断の決め手は、引張を受けるボルト接合の許容引張耐力が、ボルトの長さで変わるかどうかです。

引っかけの核心は、許容引張耐力を決める要素です。木材の引張ボルト接合の許容引張耐力は、座金下の木材のめり込みで決まり、ボルトの長さには左右されません。

※ 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2(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) 土台継手のアンカーボルトは、押さえ込む側(上木側)に設置します。
2 ×(不適当) 許容引張耐力は座金下のめり込みで決まり、ボルトの長さでは大きくなりません。材質・径・座金・樹種が同じなら同じ値です。
3 ○(正しい) 柱の上下端部と横架材の接合部は、ほぞ差しなどによってせん断力を伝達できる仕口とします。
4 ○(正しい) 接合金物は加熱されると急激に耐力が低下するため、部材内部に埋め込んで火災から保護します。
5 ○(正しい) 燃えしろ設計では、柱や梁の燃えしろを除いた有効断面を用いて許容応力度等計算を行います。

選択肢2は、引張ボルト接合の許容引張耐力がボルトが長くなるほど大きくなるとした点が誤りで、条件が同じなら許容引張耐力は変わりません。

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選択肢2のポイント

木材どうしを引張方向にボルトでつなぐ接合では、引張力がどのように伝わるかを考えると分かりやすくなります。引張力は、ボルトを通じて座金に伝わり、座金から座金下の木材へめり込み(支圧)として伝わります。

つまり、この接合がどれだけの引張力に耐えられるかは、座金の寸法木材のめり込みの許容応力度(樹種で決まる)でほぼ決まります。ボルトの材質・径・座金の寸法・樹種が同じであれば、許容引張耐力は同じです。

一方、ボルトの長さは、木材を貫通する長さが変わるだけで、座金下のめり込みには直接関係しません。選択肢2は「ボルトが長くなるほど大きくなる」としていますが、ボルト長は許容引張耐力に影響しないのが正しく、ここが誤りです。

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覚え方

  • 木材の引張ボルト接合の許容引張耐力は、座金下の木材のめり込み(支圧)で決まる。ボルトの長さは無関係
  • 土台継手のアンカーボルトは上木側に設置/柱と横架材の接合はほぞ差し等でせん断力を伝達
  • 接合金物は火災で急激に耐力低下するので部材内部に埋め込む/燃えしろ設計は燃えしろを除いた有効断面で計算

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理解度チェック

Q.

引張を受けるボルト接合で、材質・径・座金・樹種が同じなら、許容引張耐力はボルトが長くなるほど大きくなる。〇か×か。

×。許容引張耐力は座金下のめり込みで決まり、ボルトの長さには左右されません。条件が同じなら同じ値です。

Q.

大規模木造建築物の接合金物は、火災時に急激に耐力が低下するため、部材内部に埋め込むとよい。〇か×か。

。鋼製の接合金物は加熱で急に耐力が落ちるため、木材の中に埋め込んで火災から保護します。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和2年度 二級建築士試験 学科の試験 学科Ⅲ(建築構造)問題」
  • 木材のボルト接合(引張は座金下のめり込みで決まる)・燃えしろ設計:日本建築学会「木質構造設計規準・同解説」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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