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二級建築士の過去問 令和3年(2021年) 学科3(建築構造) 問4

問題

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図のような、荷重条件が異なる静定トラスA、B、Cにおいて、軸方向力が生じない部材の本数の組合せとして、正しいものは、次のうちどれか。ただし、荷重条件以外の条件は、同一であるものとする。
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( 二級建築士試験 令和3年(2021年) 学科3(建築構造) 問4 )
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この過去問の解説 (3件)

6

トラスの図の接点に、上から順番にa〜hまで記号を振ります。

(上:a、真ん中左:b、真ん中右:c、下左1:d、下左2:e、下真ん中:f、

 下右2:g、下右1:h)

また、全ての反力を書き込んでおきます。

静定トラスの特徴として、T字の縦線方向とL字になる箇所は、ゼロメンバーと言われる軸方向力の生じない部材となります。

トラスの部材と外力、反力を全て含めて、T字やL字になっている場所を探していきます。

今回は全てT字を探すと解くことができます。

まず図Aを解きます。

図Aでは、d-fとe-b、f-hとg-cがT字となっているため、e-bとg-cはゼロメンバーとなります。

ゼロメンバーとなった部材を消すと、d-aとb-f、a-hとc-fという新たなT字が現れます。

よってb-fとc-fもゼロメンバーとなります。

さらに、d-hとf-aのT字が現れ、f-aがゼロメンバーとなります。

よって、図Aの軸方向力が生じない部材の本数は5本となります。

続いて図Bを解きます。

d-fとe-b、f-hとg-cがT字となっているため、e-bとg-cはゼロメンバーとなります。

ゼロメンバーとなった部材を消すと、d-aとb-f、a-hとc-fという新たなT字が現れます。

よってb-fとc-fもゼロメンバーとなります。

よって、図Bの軸方向力が生じない部材の本数は4本となります。

最後に図Cを解きます。

d-fとe-b、f-hとg-cがT字となっているため、e-bとg-cはゼロメンバーとなります。

よって、図Cの軸方向力が生じない部材の本数は2本となります。

以上より、選択肢4が正解です。

付箋メモを残すことが出来ます。
2

問題図のような静定トラスおいて、軸方向力が生じない部材は以下のようなパターンがあります。

・部材が一直線に並んでおり、そこから飛び出した部材(T型)

T型の縦棒部分を指します。部材と荷重が一直線の場合も同様です。

・2つの部材同士がある角度をもって接合しており、そこに荷重や反力が作用していない場合(L型)

 直角でなくでもOKです。

また、軸方向力が生じていない部材はないものとして考えます。

これを基に考えると、

A:大きな三角形の中の部材は全て軸方向力が生じていません。よって5つです。

B:Aと違い、大きな三角形の真ん中の縦棒の所に荷重がかかっているため、T型に当てはまらず軸方向力が生じます。それ以外はAと同様なので、4つです。

C:荷重Pがかかっている3つの縦棒のうち、左右の部材がT型となります。

 それ以外は該当する部材がないため、2つです。

よって、正答はA:5つ、B:4つ、C:2つとなります。

2

正しい選択肢は「A=5|B=4|C=2」です。

静定トラスにおいて、軸方向力が生じない部材(ゼロメンバー)を探す場合は、荷重・部材同士の接点に注目します。

・T型の接点の垂直部材は、軸方向力が生じません(水平側は生じる可能性があります)

・L型の接点の場合、水平・垂直部材どちらも軸方向力が生じません

以上をふまえてゼロメンバーを探します。

静定トラスA

トラス内の右側・左側に下向きT型の接点があり、ここの垂直部材がゼロメンバーです。(2本

また、上記のゼロメンバーを除いて考えると、トラス外周部の斜め部分にT型の接点があり、ここの垂直部材もゼロメンバーです。(2本

さらに、上記のゼロメンバーも除いて考えると、トラス外周部に下向きT型の接点があり、この垂直部材もゼロメンバーです。(1本

以上より、図Aのゼロメンバーは 2 + 2 + 1 = 5本 です。

静定トラスB

トラス内の右側・左側に下向きT型の接点があり、ここの垂直部材がゼロメンバーです。(2本

また、上記のゼロメンバーを除いて考えると、トラス外周部の斜め部分にT型の接点があり、ここの垂直部材もゼロメンバーです。(2本

以上より、図Bのゼロメンバーは 2 + 2= 4本 です。

静定トラスC

トラス内の右側・左側に下向きT型の接点があり、ここの垂直部材がゼロメンバーです。(2本

以上より、図Cのゼロメンバーは 2本 です。

以上をまとめると、軸方向力が生じない部材の本数は、

図Aは5本図Bは4本図Cは2本 となります。

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