1級建築施工管理技士の過去問
令和2年(2020年)
午前 問10
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問題
1級 建築施工管理技術検定試験 令和2年(2020年) 午前 問10 (訂正依頼・報告はこちら)
図に示すラーメン架構に集中荷重3P及び2Pが同時に作用したときの曲げモーメント図として、正しいものはどれか。
ただし、曲げモーメントは材の引張り側に描くものとする。
ただし、曲げモーメントは材の引張り側に描くものとする。
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この過去問の解説 (3件)
01
答えは 3 です。
柱脚は左がローラー支柱、右がピン支柱です。
外力の作用点で曲げモーメントが大きくなります。
左側柱はローラー支柱なので2P作用点までは曲げモーメントが発生しません。2P~3P作用点間は P=3P-2P より3P作用点が最大曲げモーメントになります。
したがって設問3が正しいです。
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02
3ヒンジラーメン架構において左側の支点Aから距離 𝑙22l の位置に3Pの集中荷重、右側の支点Bから同じ距離に2Pの集中荷重がかかっています。この架構における曲げモーメント図を解析することが目的です。
左側のヒンジ部分から中央ヒンジへの曲げモーメントが連続して増加し、中央ヒンジで急激に減少する図です。しかし、左側の荷重だけを考えると、中央ヒンジでモーメントがゼロになるべきであり、この図は左側の荷重の影響を正確に反映していません。
右側のヒンジ部分から中央ヒンジへの曲げモーメントが連続して増加し、中央ヒンジで急激に減少する図です。この図も同様に、右側の荷重だけを考えると、中央ヒンジでモーメントがゼロになるべきであり、右側の荷重の影響を正確に反映していません。
左側から中央に向かって反時計回りのモーメントが増加し、右側から中央に向かって時計回りのモーメントが増加し、中央ヒンジでこれらが中和されてゼロになる図です。この図は、左右の荷重が適切にバランスを取って中央で中和されており、3ヒンジラーメン架構の特性を正確に示しています。これが正解の曲げモーメント図です。
この選択肢の図は、中央での曲げモーメントが不自然に大きいため、3ヒンジラーメン架構の性質に合っていません。中央ヒンジでモーメントがゼロでなければならないため、この図は誤っています。
3ヒンジラーメン架構においては、中央ヒンジで曲げモーメントがゼロになる必要があり、左右の荷重が中央で適切に中和されていることが求められます。正解肢の図は、この条件を満たしており、構造の力学的な挙動を適切に表現しています。他の選択肢は、この特性を正確に反映していないため、不適切です。この解析を通じて、ユーザーは3ヒンジラーメン架構の基本的な力学を理解し、試験の準備と理解を深めることができます。
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03
支点反力を求めてすべての外力を明らかにしてから、曲げ応力を求め、曲げモーメント図を描きます。
左足をA、2Pの荷重がかかる点をB、左上をC、右上をD、右足をE点とし、支点反力Va、Ve、Heを仮定します。
ΣX=3P-2P-He=0 He=P
ΣY=-Va+Ve=0 Va=Ve
ΣMe=-Ve×L-2P×L/2+3P×L=0 Va=Ve=2P
①B点の曲げ応力
A点は、ローラー支点で水平反力がないため、Mb=0
②C点の曲げ応力
Mc=2P×L/2×L=PL 右側引っ張り
③D点の曲げ応力
Md=PL 右側引っ張り
上記①②③の解説により、こちらが正解となります。
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