二級建築士の過去問
令和3年（2021年）
学科3（建築構造） 問23
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問題
二級建築士試験 令和3年（2021年） 学科3（建築構造） 問23 （訂正依頼・報告はこちら）
鋼材に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
- 鋼材は、炭素含有量が多くなっても、ヤング係数はほぼ同じ値となる。
- 鋼材の熱伝導率は、ステンレス鋼よりも大きい。
- 鋼材の降伏比（＝降伏応力／引張強さ）は、小さいほうが降伏後の余力が大きい。
- 鋼材の降伏点は、温度が300～400℃程度で最大となり、それ以上の温度になると急激に低下する。
- 異形棒鋼SD345の降伏点の下限値は、345N/mm2である。
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この過去問の解説 （3件）
01
1:正。
炭素含有量とヤング係数は関係がありません。強度に関わらず、ヤング係数は一定になります。
2:正。
鋼材の熱伝導率は、ステンレス鋼よりも大きいです。
3:正。
降伏比が小さいということは、降伏してからの余力が大きいということになります。
反対に降伏比が大きいと降伏してからの余力が小さいということとなり、粘りのない材料となります。
4:誤。
降伏比は「降伏応力（降伏点）/引張強さ」で表します。
まず、「降伏応力（降伏点）=降伏比×引張強さ」という式に変換します。
引張強さの最大値は200～300℃であり、それ以上の温度になると急激に低下します。
よって、鋼材の降伏点は200～300℃で最大となるため、設問は誤りとなります。
5:正。
異形棒鋼SD345の降伏点は、345N/mm2です。
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02
最も不適当な選択肢は、
「鋼材の降伏点は、温度が300～400℃程度で最大となり、それ以上の温度になると急激に低下する。」
です。
鋼材の引っ張り強さは、200～300℃程度で最大となり、それ以上の温度になると急激に低下します。
各選択肢の解説は以下のとおりです。
正しい選択肢です。
鋼材のヤング係数は、炭素含有量に関わらず一定の値です。
なお、具体的な値としては「2.05×105N/㎟」です
正しい選択肢です。
熱伝導率は、鋼材＞ステンレス鋼 となります。
※参考
ステンレスは、鉄に少量のクロム、ニッケル、炭素などを添加した材料です。
鋼材の熱伝導率は不純物が多いほど低くなるため、複数の物質が混じったステンレス鋼の方が熱伝導率は低くなります。
正しい選択肢です。
鋼材の降伏比は、小さい方が降伏後の余力が大きいと言えます。
※補足
０～降伏応力までが弾性域(応力を取り除くと元に戻る)の範囲で、
降伏応力～引張強さまでが塑性域(応力が無くなっても戻らない)でありつつ応力が上昇する範囲です。
降伏比が小さいというのは、「降伏応力～引張強さまで」が大きい(長い)という事であり、降伏後の余力が大きく、粘り強く、より安全であると言えます。
不適当な選択肢です。
鋼材の引っ張り強さは、200～300℃程度で最大となり、それ以上の温度になると急激に低下します。
正しい選択肢です。
後ろに付けられた３桁の数字は、
鉄筋の場合は降伏点の下限値、
鋼材の場合は引張強さの下限値を表しています。
鉄筋の場合は、降伏点を超えると鉄筋が変形し、コンクリートとかみ合わなくなるため、降伏点を基準としています。
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03
建築材料（鋼材）に関する問題です。
正しい内容です。
設問の通り、鋼材のヤング係数は炭素含有量に関係しません。
正しい内容です。
鋼材の熱伝導率は、ステンレス鋼よりも大きいです。
正しい内容です。
鋼材の降伏比（＝降伏応力／引張強さ）は、小さいほど降伏後の余力が大きく塑性変形性能が高くなります。
不適当な内容です。
鋼材の降伏点は、温度が「200～300℃で最大」となり、それ以上の温度となると急激に低下します。
正しい内容です。
設問の通りです。降伏点の下限値がSD材の記号に用いられています。
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