二級建築士 過去問
令和3年(2021年)
問31 (学科2(建築法規) 問6)

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問題

二級建築士試験 令和3年(2021年) 問31(学科2(建築法規) 問6) (訂正依頼・報告はこちら)

図のような立面を有する瓦葺屋根の木造2階建て、延べ面積140m2の建築物に設ける構造耐力上必要な軸組を、厚さ3cmx幅9cmの木材の筋かいを入れた軸組とする場合、1階の張り間方向の当該軸組の長さの合計の最小限必要な数値として、建築基準法上、正しいものは、次のうちどれか。ただし、小屋裏等に物置等は設けず、区域の地盤及び風の状況に応じた「地震力」及び「風圧力」に対する軸組の割増はないものとし、国土交通大臣が定める基準に従った構造計算は行わないものとする。
問題文の画像
  • 1,155cm
  • 1,275cm
  • 1,540cm
  • 1,700cm
  • 2,150cm

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この過去問の解説 (3件)

01

軸組の長さを算出する場合、令第46条より

地震力に対する必要な軸組の長さと、風圧力に対する必要な軸組の長さを

比較してどちらか大きい値を採用するとあります。

・地震力

令第46条4項より、瓦葺屋根(重い材料で屋根を葺いた建築物)で

1階については33cm/㎡に床面積を乗ずることから

140㎡/2 = 1階の床面積 70㎡

33cm/㎡ × 70㎡ = 2310cm・・・①

・風圧力

同項より、特定行政庁が指定する強い風が吹く区域ではない区域の

数値50cm/㎡に見付面積(1階のFLからの高さ - 1.35mの部分を除いた面積)

を乗ずることから

高さ:2.75m + 2.60m + 1.10m - 1.35m = 5.10m

幅(張間方向):10m   

※風圧力は求めたい面に応じて方向が変わるので注意

5.10×10 = 51㎡

50cm/㎡ × 51㎡ = 2550cm・・・②

①と②を比べてより大きい方は②となります。

・筋交いの壁倍率(緩和規定)

問題文から厚さ3cmx幅9cmの筋交いを入れている為、令第46条の表から、壁倍率は1.5倍となります。

2550cm × 1/1.5 = 1700cm

よって問の答えは 4 となります。

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02

軸組の長さの合計の最小限必要な数値の求め方について、「地震力による必要軸組の長さ」と「風圧力による必要軸組の長さ」を算出した上で、大きいほうの数値を必要軸組長さとすることが示されています。

【地震力による必要軸組の長さ】

=【その階の床面積】×【令46条4項表2の会に応じた数値】

・令46条4項表2の会に応じた数値は、瓦屋根の2階建てでは「33」

・床面積は7m×10m=「70㎡」

よって地震力による必要軸組の長さは、70×33=2310cmとなります。

【風圧力による必要軸組の長さ】

=【張り間方向見付面積】×【令46条4項表3の会に応じた数値】

・令46条4項表3の会に応じた数値とは、区域に応じた数値になっており

 今回の場合は特定行政庁が指定する強い風が吹く区域の指定は無いため

 「50」となります。

・見付面積とは、算出する階の床から1.35mの位置より上にある部分の

 鉛直投影面積のことです。

今回問題文にて張間方向の指定があるため、

高さ×幅=(1.1+2.6+2.75ー1.35)m×10m=51㎡

*高さは床面からの高さとなるため、0.5は算入しないことに注意しましょう。

*張間方向とけた方向により計算式が変わるため注意しましょう。

よって風圧力による必要軸組の長さは、51×50=2550cmとなります。

地震力による必要軸組の長さ(2310)<風圧力よる必要軸組の長さ(2550)

となり、軸組の長さの合計の最小限必要な数値は2550cmとなります。

また、今回軸組に「厚さ3cmx幅9cmの木材の筋かいを入れた軸組」とあります。

令46条4項表1位により壁の倍率は「1.5」となります。

軸組の換算長さ=軸組の長さ×壁倍率となるため、

組の長さの合計の最小限必要な数値は下記となります。

2550÷1.5=1700

以上より正解は、4です。

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03

この問題を解くしてほしい3つのポイントは

1. 地震力と風圧力のどちらか大きい方を採用する原則

建築物の構造計算では、地震力と風圧力という2つの主要な外力に対する強度を検討します。それぞれの外力に対して必要な軸組の長さを算出し、そのいずれか大きい方の値を最終的な必要軸組の長さとして採用します。これは、より厳しい条件で建物の安全性を確保するためです。

 

2. 仕様規定の係数を正確に把握する

この問題は、詳細な構造計算ではなく、建築基準法で定められた仕様規定(簡易計算)に基づいています。仕様規定では、床面積や見付面積に応じて定められた係数(cm/m2)を乗じて、必要な軸組の長さを求めます。瓦葺屋根の建物や、風圧力に対する計算など、条件によって異なる係数が定められているため、それぞれの係数を正確に覚えておく必要があります。

 

3. 壁倍率の適用方法を理解する

筋かい(筋交い)は、単なる壁よりも高い耐力を持つため、その強さに応じて壁倍率が定められています。壁倍率を適用することで、必要な軸組の長さを短くすることができます。筋かいの仕様(厚さ、幅)によって壁倍率が異なるため、問題文で指定された筋かいの仕様に対応する壁倍率を正確に適用することが重要です。この問題では「厚さ3cm x 幅9cm」の筋かいの壁倍率が1.5であることを踏まえて計算する必要があります。

 

この3つを意識しながら取り組むようにしましょう。

選択肢4. 1,700cm

この問題の計算過程は以下の4つです。

1. 地震力に対する必要な軸組の長さの算出

地震力に耐えるために必要な軸組の長さは、床面積屋根の重さによって決まります。ここでは、提供された計算方法に従います。

延べ面積: 140 m

1階の床面積: 延べ面積を2で割って70 mと仮定します。

瓦葺屋根(重い屋根)の係数: 1階の床面積1 mあたり 33cm とします。

33cm/m×70m=2,310cm

 

2. 風圧力に対する必要な軸組の長さの算出

風圧力に耐えるために必要な軸組の長さは、見付面積によって決まります。見付面積とは、風を受ける建物の垂直な投影面積です。

見付面積の算出:

高さ: 1階の高さ(2.75m) + 2階の高さ(2.60m) + 屋根の高さ(1.10m) - 1.35m (※) = 5.10m

幅: 張り間方向のうち長い方の幅10.00mとします。

見付面積: 5.10m×10.00m=51m

風圧力の係数: 見付面積1mあたり 50cm とします。

50cm/m×51m=2,550cm

※この計算では、地盤面から1.35m以下の部分は風圧力による影響が小さいとみなされることがありますが、このような計算方法は一般的な仕様規定とは異なります。

 

3. どちらか大きい値を採用

地震力と風圧力の計算で得られた軸組の長さのうち、より大きい値を建物の必要軸組の長さとして採用します。

地震力に対する軸組の長さ: 2,310cm

風圧力に対する軸組の長さ: 2,550cm

→ より大きい値は 2,550cm となります。

 

4. 筋かいの長さに換算する

使用する筋かいは「厚さ3cm x 幅9cm」の木材です。これは壁倍率1.5倍の軸組に相当します。この壁倍率は、筋かいの強さを単純な壁の強さに換算した数値で、軸組の長さを緩和することができます。

必要となる筋かいの長さは、必要軸組の長さを壁倍率で割ることで算出できます。

2,550cm÷1.5=1,700cm

 

よって必要な軸組の長さの合計は1,700cmです。

まとめ

この計算方法に従うと、必要な軸組の長さの合計は1,700cmとなります。

 

重要な注意点: この計算で使用されている係数(地震力33cm/m、風圧力50cm/m)や、見付面積の計算方法をしっかりと、意識しながら取り組むことが求められます。

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