二級建築士の過去問
平成30年(2018年)
学科3(建築構造) 問5
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問題
二級建築士試験 平成30年(2018年) 学科3(建築構造) 問5 (訂正依頼・報告はこちら)
図のような外力を受ける静定トラスにおいて、部材A、B、Cに生じる軸方向力の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、軸方向力は、引張力を「+」、圧縮力を「−」とする。
- A:+12kN B:+6√3kN C:0kN
- A:+12kN B:ー6√3kN C:0kN
- A:ー12kN B:+6√3kN C:+6kN
- A:+6kN B:ー3√3kN C:0kN
- A:−6kN B:+3√3kN C:ー6kN
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この過去問の解説 (2件)
01
• Cの部材について
C材の下の接点は、垂直反力を受ける部材が存在しないので、力が生じていないことになります。
C材は 0 kNとなります。
• Aの部材について
左の接点について、垂直の反力Paを求めます。
6 = Pa/2
Pa = 12(引張)
A材は +12 kN となります。
• Bの部材について
三角関数を用いて求めます。
Pb = 6√3(圧縮)
B材は -6√3 kN となります。
よって、2.が正解になります。
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02
軸方向力が0となる部材を見つけていきます。
形としては、材がL字型やT字型で、向かい合う反力もしくは部材がない場合が0部材になります。
今回、C材は向かい合う反力や部材がないT字型となっているため、0部材となります。
よって、C材は 0kN となります。
AとBの軸方向力を出すために、クレモナ法という解法を使って解きます。
クレモナ法では、支点に働く力を平行移動させ材とその力とで三角形を作ります。
その三角形において、力はそれぞれ向きが一周するような向きとなり、大きさも長さの比と同じになります。
今回の場合、左下の点に作用する 6kN を右にずらしA材とB材と力とで三角形を作ります。
この三角形の比は、
力:A:B = 1:2:√3 です。
力に 6kN を代入すると
6:12:6√3 となります。
したがって、Aは+12kN、Bは−6√3kN、Cは0kNとなります。
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