建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問96 (建築物の構造概論 問97)
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問題
建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第51回(令和3年度(2021年)) 問96(建築物の構造概論 問97) (訂正依頼・報告はこちら)
- スランプ試験によるスランプ値が大きいほど、コンクリートの流動性が高いと評価できる。
- CLTは、挽板を繊維方向が直交するように積層した板材である。
- AE剤は、モルタルやコンクリートの中に多数の微小な空気泡を均一に分布させるために用いる。
- 鋼材の引張試験において、破断したときのひずみ度を伸びという。
- 木材の強度は、幹の半径方向(放射離)、年輪の接線方向、繊維方向(幹軸)の順に大きくなる。
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、「木材の強度は、幹の半径方向(放射離)、年輪の接線方向、繊維方向(幹軸)の順に大きくなる。」です。
この問題は、建築材料や部材の性質に関するものです。
コンクリート、木材、鋼材などの物性や試験方法、加工技術に関する理解は、
建築物の安全性・耐久性・施工性に直結します。
特に天然資源である木材の強度方向は重要です。
材料の構造特性を正しく把握することが、環境衛生管理にも重要です。
正しいです。スランプ試験は、コンクリートの施工時の流動性を評価するための代表的な試験方法です。
円錐台形の型枠にコンクリートを詰めて型を抜き、
崩れた高さ(スランプ値)を測定します。
スランプ値が大きいほど、コンクリートは柔らかく流動性が高いと判断され、
ポンプ圧送や複雑な型枠への充填に適しています。
正しいです。CLT(Cross Laminated Timber)は、
木材の繊維方向が直交するように複数の挽板(ラミナ)を積層接着した構造用パネルです。
繊維方向を交差させることで、寸法安定性や強度の均一性が向上し、
面剛性を持つ構造材として壁・床・屋根などに利用されます。
CLTは木造建築の中高層化を可能にする技術として注目されています。
正しいです。AE剤(Air Entraining Agent)は、
コンクリートやモルタルに微細な空気泡を均一に分散させるための混和剤です。
これにより、凍結融解による劣化を防ぎ、耐久性が向上します。
特に寒冷地での施工や耐久性が求められる構造物において、
AE剤の使用は重要です。
正しいです。鋼材の引張試験では、試験片に引張力を加えて破断するまでの、
応力とひずみの関係を測定します。
破断時のひずみ度、すなわち「伸び」は、材料の延性を評価する指標となります。
伸びが大きいほど、材料は破断前に大きく変形し、粘り強さがあるとされます。
構造物の安全性や地震時のエネルギー吸収に関わるため重要です。
不適当です。木材の強度は、繊維方向(幹軸方向)が最も高く、
次に年輪の接線方向、最も弱いのが半径方向(放射方向)です。
繊維方向は細胞が縦に並び、引張・圧縮に強く、
構造材としての主要な荷重支持方向です。
接線方向は繊維が交差し、やや強度が劣ります。
放射方向は繊維の連続性が乏しく、割れやすく強度が最も低いです。
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02
建築材料には、コンクリート、木材、鋼材などさまざまな種類があり、それぞれ異なる性質を持っています。建築物の安全性や耐久性を確保するためには、材料の強度や変形性能、施工性などを正しく理解することが重要です。本問では、コンクリートの流動性、木質材料の特徴、混和剤の役割、鋼材の力学的性質、木材の異方性など、建築材料に関する基本事項が問われています。特に木材は方向によって強度が大きく異なるため、その特徴を正確に理解しておくことが重要です。
適切です。スランプ試験は、まだ固まっていないコンクリートの軟らかさや流動性を確認するための試験です。スランプコーンを引き上げた際にコンクリートがどの程度沈下するかを測定し、その値をスランプ値といいます。数値が大きいほどコンクリートは柔らかく、型枠内へ流れ込みやすい状態と判断できます。ただし、スランプ値が大きすぎると材料分離や強度低下を招く場合もあるため、用途に応じた適切な値を選定することが重要です。
適切です。CLTはCross Laminated Timberの略称で、ひき板を繊維方向が互いに直交するように積み重ねて接着した木質パネルです。繊維方向を交互に配置することで、木材特有の変形や収縮を抑え、面材として高い強度や剛性を確保できます。近年は中高層建築物にも利用が進んでおり、環境負荷の低減や施工性の向上にも寄与する建築材料として注目されています。
適切です。AE剤は空気連行剤とも呼ばれ、コンクリート内部に微細な独立気泡を均一に分散させるための混和剤です。これらの気泡によって施工時の流動性が改善され、作業性が向上します。また、寒冷地ではコンクリート内部の水が凍結した際の膨張圧を吸収するため、凍害に対する抵抗性を高める効果もあります。現在の一般的なコンクリートでは広く使用されている材料です。
適切です。鋼材の引張試験では、試験片を引っ張って破断するまでの挙動を調べます。破断時にどれだけ長さが増加したかを示す割合を伸びといい、鋼材の粘り強さや変形能力を評価する指標として用いられます。伸びが大きい材料は、破断前に十分な変形を生じるため、地震などの大きな力を受けた場合でも急激に壊れにくい特徴があります。
不適切です。木材の強度は方向によって大きく異なり、最も強いのは繊維方向、次いで半径方向、最も弱いのが年輪の接線方向です。設問では半径方向から繊維方向へ順に強くなるとしていますが、実際には繊維方向の強度が圧倒的に大きく、半径方向や接線方向の数倍から十数倍に達することもあります。木材は繊維が縦方向に並んでいるため、柱や梁として使用する際には繊維方向の強度を活用するよう設計されています。
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03
この問題で覚えておくポイントは以下の通りです。建築材料の問題では、木材の方向別強度の大小関係が混乱しやすいテーマです。木材は「異方性材料」であり、繊維方向(幹軸方向)に最も強く、放射方向・接線方向はそれより小さいことを基本として押さえておきましょう。
正しいです。
スランプ試験はコンクリートの流動性(ワーカビリティー)を評価する試験です。スランプ値が大きいほど軟らかく流動性が高いことを示します。
正しいです。
CLT(Cross Laminated Timber:直交集成板)は、薄い挽板(ラミナ)を繊維方向が互いに直交するように交互に積層接着した板材です。
正しいです。
AE剤(Air Entraining剤)はコンクリート中に微小な独立気泡を導入するための混和剤です。凍結融解に対する耐久性の向上などに効果があります。
正しいです。
引張試験で試験体が破断したときの最終的なひずみ度を「伸び(破断伸び)」といい、鋼材の延性・靭性を評価する指標として用いられます。
誤りです。
木材の強度は繊維方向(幹軸方向)が最も大きく、次に放射方向、接線方向(年輪接線方向)の順に小さくなります。正しい順は「接線方向 < 放射方向 < 繊維方向」です。選択肢は放射方向と接線方向の大小関係が逆になっているため、最も不適当です。
木材の強度は異方性が特徴で、繊維方向(幹軸)>放射方向>接線方向の順であることを確実に覚えましょう。各建築材料(コンクリート・CLT・AE剤・鋼材)の基本性質も頻出テーマです
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