過去問.com - 資格試験の過去問 | 予想問題の解説つき無料問題集

一級建築士の過去問 令和3年(2021年) 学科4(構造) 問72

問題

このページは問題閲覧ページです。正解率や解答履歴を残すには、 「条件を設定して出題する」をご利用ください。
[ 設定等 ]
図のような梁A、梁B及び梁Cにそれぞれ荷重Pが作用している場合、梁A、梁B及び梁Cにおける応力、たわみ等の大きさの比(梁A:梁B:梁C)として、最も不適当なものは、次のうちどれか。ただし、全ての梁は同一断面で、全長にわたって等質等断面の弾性部材とし、自重は無視する。
問題文の画像
   1 .
鉛直方向の支点反力  梁A:梁B:梁C = 1:1:1
   2 .
最大曲げモーメント  梁A:梁B:梁C = 2:1:2
   3 .
最大せん断力     梁A:梁B:梁C = 1:1:1
   4 .
荷重点のたわみ    梁A:梁B:梁C = 2:1:2
( 一級建築士試験 令和3年(2021年) 学科4(構造) 問72 )
このページは問題閲覧ページの為、解答履歴が残りません。
解答履歴を残すには、
条件を設定して出題する」をご利用ください。

この過去問の解説 (3件)

6

① 正しい 梁の真ん中に荷重Pが作用しているので、両端の支点反力(垂直応力)は左右で等しくなり、すべて P/2 となります。

② 正しい 最大曲げモーメントは、いくつか基本の形を覚える必要があるかもしれません。

梁長さ L = 2ℓ として

梁A:Mmax = PL/4(中央)

梁B:Mmax = PL/8(中央、両端)

梁C:Mmax = PL/4(両端)

よって、梁A:梁B:梁C = 2:1:2 となります。

③ 正しい ①より、荷重、反力が同じなので、せん断力も等しくなります。

④ 誤り たわみ についてもある程度覚えるしかないですかね。

梁A:PL3/48EI = P(2ℓ)3/48EI = 8Pℓ3/48EI = Pℓ3/6EI

梁B:PL3/192EI = P(2ℓ)3/192EI = 8Pℓ3/192EI = Pℓ3/24EI

梁Cは中央で切断し、片持ち梁のたわみとして求めます。この時、梁長さはℓ、荷重は P/2 となり

梁C:(P/2)ℓ3/3EI = Pℓ3/6EI

よって、梁A:梁B:梁C = 4:1:4 となります。

付箋メモを残すことが出来ます。
6

1.各梁の鉛直方向の支点反力を求めます。

梁A~Cは全て中央に鉛直荷重Pがあります。

よって、各支点の反力は全て P/2(上向き) になります。

A:B:C = P/2:P/2:P/2 = 1:1:1 になり、選択肢1は正しいです。

2. 各梁の最大曲げモーメントを求めます。

曲げモーメント図を書くとよくわかります。最大曲げモーメントの位置を確認します。

梁Aは、単純梁ですので、荷重点でモーメントが最大となります。

 MAmax = P/2 × ℓ = Pℓ/2

梁Bは、固定端と荷重点でモーメントが最大となります。

 MBmax = P/2 × ℓ/2 = Pℓ/4

梁Cは、固定端でモーメントが最大となります。

 MCmax = P/2 × ℓ = Pℓ/2

A:B:C = Pℓ/2:Pℓ/4:Pℓ/2 = 2:1:2 になり、選択肢2は正しいです。

3. 各梁の最大せん断力を求めます。

梁A~Cを左右で切断してつり合いを考えると、部材に生じるせん断力は支点反力とつり合い、反力の大きさとなります。

よって、選択肢1で計算したとおり、それぞれ P/2 になります。

A:B:C = P/2:P/2:P/2 = 1:1:1 になり、選択肢3は正しいです。

4. 荷重点のたわみを求めます。

梁Aのたわみを求めます。

単純梁の公式 σ = PL3/48EI より、

 σA = P×(2ℓ) 3/48EI

 σA = 8Pℓ 3/48EI

 σA = Pℓ 3/6EI

梁Bのたわみを求めます。

両端固定梁の公式 σ = PL3/192EI より、

 σB = P×(2ℓ) 3/192EI

 σB = 8Pℓ 3/192EI

 σB = Pℓ 3/24EI

梁Cのたわみを求めます。中央部がピン接合のため、接合部で切断し片持ち梁として考えます。

片持梁の公式 σ = PL3/3EI より、

 σC = P/2×ℓ3/3EI

 σC = Pℓ 3/6EI

A:B:C = Pℓ 3/6EI:Pℓ 3/24EI:Pℓ 3/6EI = 4:1:4 になり、選択肢4は誤りです。

2

1.正しいです。

鉛直荷重が梁A、梁B、梁C共に中心にかかっているため、鉛直反力は全て鉛直荷重の1/2の値となります。

よって、梁A:梁B:梁C = P/2:P/2:P/2 = 1:1:1 となります。

2.正しいです。

梁A 最大曲げモーメント(MA)の位置・・・荷重点

 MA = P/2×l = Pl/2

梁B 最大曲げモーメント(MB)の位置・・・固定端又は荷重点

 MB = P/2×l/2 = Pl/4

梁C 最大曲げモーメント(MC)の位置・・・固定端

 MC = P/2×l = Pl/2

よって、梁A:梁B:梁C = Pl/2:Pl/4:Pl/2 = 2:1:2 となります。

3.正しいです。

梁A、梁B、梁C共に鉛直反力がP/2となるため、最大せん断力も全てP/2となります。

よって、梁A:梁B:梁C = P/2:P/2:P/2 = 1:1:1 となります。

4.誤りです。

梁A 荷重点のたわみ(δA)は δA = P(2l)3/48EI = 8Pl3/48EI = Pl3/6EI

梁B 荷重点のたわみ(δB)は δB = P(2l)3/192EI = 8Pl3/192EI = Pl3/24EI

梁C 片持ち梁として求めるため、荷重点のたわみ(δC)は δC = (P/2)l3/3EI = Pl3/6EI

よって、梁A:梁B:梁C = Pl3/6EI:Pl3/24EI:Pl3/6EI = 4:1:4 となります。

問題に解答すると、解説が表示されます。
解説が空白の場合は、広告ブロック機能を無効にしてください。
他のページから戻ってきた時、過去問ドットコムはいつでも続きから始めることが出来ます。
また、広告右上の×ボタンを押すと広告の設定が変更できます。
この一級建築士 過去問のURLは  です。
付箋は自分だけが見れます(非公開です)。