1級建築施工管理技士の過去問
令和5年(2023年)
午前 イ 問8

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問題

1級 建築施工管理技術検定試験 令和5年(2023年) 午前 イ 問8 (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す柱ABの図心Gに鉛直荷重Pと水平荷重Qが作用したとき、底部における引張縁応力度の値の大きさとして、正しいものはどれか。
ただし、柱の自重は考慮しないものとする。
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  • 3N/mm2
  • 7N/mm2
  • 10N/mm2
  • 13N/mm2

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この過去問の解説 (2件)

01

鉛直荷重Pと水平荷重Qのそれぞれの応力状態を検討し、重ね合わせて求めます。

 

まず、Pについて求めます。底面積をAとすると、

δ=P/Aより  A=300×200  δ=3N/mm2 ①

 

次にQについて、曲げモーメントM=Q×2000mm

断面係数Z=bh2/6より、Z=3000000

δ=M/Z=10N/mm ②

 

①②より、7N/mm

 

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02

この問題は、柱ABに鉛直荷重Pと水平荷重Qが作用したとき、柱の底部における引張縁応力度を求めるものです。柱の自重は考慮しないものとします。底部の引張縁応力度は、鉛直荷重Pによる軸方向応力度と水平荷重Qによる曲げ応力度の合計で決まります。

選択肢1. 3N/mm2

まず、鉛直荷重Pによる軸方向応力度を計算します。柱の断面積は 300 mm × 200 mm です。P = 180 kN の応力は底面積に分散されます。計算すると、3 N/mm² になります。しかし、この値は鉛直荷重Pの応力のみであり、水平荷重Qによる応力度が考慮されていません。そのため、この選択肢は正しくありません。

選択肢2. 7N/mm2

次に、水平荷重Qによる曲げモーメントを計算します。水平荷重Q = 15 kN が柱の高さ 2000 mm に作用するので、曲げモーメントは大きくなります。このモーメントを柱の断面の曲げ抵抗で割ると、10 N/mm² の曲げ応力が得られます。引張縁における合計応力度は、鉛直荷重による3 N/mm²と曲げ応力度の10 N/mm²の合計で7 N/mm²になります。したがって、この選択肢が正解です。

選択肢3. 10N/mm2

10 N/mm²は、水平荷重Qによる曲げ応力度だけを示しています。これは正しい計算結果ですが、軸方向応力度を含めていないため、合計の応力度としては正しくありません。

選択肢4. 13N/mm2

13 N/mm²は、計算結果として得られる値ではありません。軸方向応力度3 N/mm²と曲げ応力度10 N/mm²の合計は7 N/mm²なので、この選択肢は誤りです。

まとめ

正解は7 N/mm²です。この問題は、鉛直荷重Pと水平荷重Qによる応力を計算し、それらの合計を求めるものです。これにより、引張縁応力度を正確に計算することが求められます。

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