一級建築士の過去問
令和2年（2020年）
学科4（構造） 問85
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問題
一級建築士試験 令和2年（2020年） 学科4（構造） 問85 （訂正依頼・報告はこちら）
鉄骨構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
- 横移動が拘束されていないラーメン架構において、柱材の座屈長さは、梁の剛性を高めても節点間距離より小さくすることはできない。
- 有効細長比 λ が小さい筋かい（ λ = 20 程度）は、中程度の筋かい（ λ = 80 程度）に比べて塑性変形性能が低い。
- 柱材を建築構造用圧延鋼材SN400Bから同一断面のSN490Bに変更しても、細長比がSN400Bの限界細長比以上であれば、許容圧縮応力度は変わらない。
- 梁の塑性変形性能は、使用する鋼材の降伏比が小さいほど、向上する。
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この過去問の解説 （3件）
01
正解は2です。
1.〇
水平移動拘束されていないの座屈長さは、節点間距離をlとすると、一端ピン他端固定で2l、両端ピンでlとなるので、節点間距離 lより小さくすることはできません。
2.✕
有効細長比 λ が小さい筋かいの方は、中程度の筋かいに比べて塑性変形性能は高いです。
有効細長比の大きい材は、座屈しやすいです。
3.〇
SS400 からSS490へ変更してもヤング係数は変わらないので、許容圧縮応力度は変わりません。
4.〇
塑性変形性能は降伏比が小さい鋼材の方が高いです。降伏比が小さいと、降伏してから引張強さに達するまでの塑性領域が大きいためです。
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02
1.設問の通りです。
水平移動拘束の座屈長さは、節点間距離をlとすると、両端固定で0.5l、一端ピン他端固定で0.7l、両端ピンでlとなるので、節点間距離lより小さくすることはできません。
2.設問の記述は誤りです。
有効細長比の大きい材は座屈しやすいです。よって、有効細長比 λ が小さい筋かいの方が、中程度の筋かいに比べて塑性変形性能は高いです。
3.設問の通りです。
限界細長比は弾性座屈と非弾性座屈の境界の細長比です。弾性座屈と非弾性座屈の判定にも用いられます。弾性座屈の場合、弾性座屈荷重によって求められます。弾性座屈荷重(Pe)は、Pe=π²EＩ/ｌ²で求められます。SS400 からSS490へ変更してもヤング係数（E）は変わらないので、許容圧縮応力度は変わりません。
4.設問の通りです。
降伏比が小さい鋼材は、降伏してから引張強さに達するまでの塑性領域が大きいので、塑性変形能力は高いです。
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03
この問題は鉄骨構造に関する問題です。鉄骨構造は座屈を考慮することが他の構造と異なる点であるため、座屈の考え方をしっかり理解することが重要です。
正しいです。
横移動が拘束されていないラーメン架構の場合、梁の剛性を高めて両端固定としても柱材の座屈長さは節点間距離よりも小さくなることはありません。
誤りです。
有効細長比は部材の断面二次半径に対する座屈長さの比であり、値が大きいほど座屈しやすく塑性変形能力が低くなります。
正しいです。
限界細長比とは弾性座屈と非弾性座屈の境界の細長比であり、細長比が限界細長比以上ということは弾性座屈を考慮します。弾性座屈荷重は部材が同一断面であればヤング係数に比例しますがSN400BからSN490Bに変更してもヤング係数は変わらないため、弾性座屈荷重も変わりません。よって、許容圧縮応力度も変わりません。
正しいです。
降伏比とは引張強さに対する降伏点の比であり、値が小さいほど塑性変形能力が向上します。
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