建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第53回(令和5年度(2023年))
問95 (建築物の構造概論 問95)
問題文
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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53回(令和5年度(2023年)) 問95(建築物の構造概論 問95) (訂正依頼・報告はこちら)
- 教室の床の構造計算をする場合の積載荷重は、一般に事務室より大きく設定されている。
- 地震力は、地震により建築物が振動することで生じる慣性力である。
- 片持ち梁(ばり)に分布荷重が作用する場合、その先端にはせん断力は生じない。
- 支点には、固定端、回転端(ピン)、移動端(ローラ)の3種類がある。
- 風圧力は、時間とともに変化する動的な荷重である。
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題で注目すべきポイントは以下の通りです。
建築物の荷重と構造力学に関する問題では、応力(軸方向力、せん断力、曲げモーメント)や、梁(はり)の支持形式について問われることがよくあります。
用語と合わせてしっかりと確認しておきましょう。
不正解です。
床の構造計算をする場合の積載荷重は、一般に教室よりも事務室の方が大きく設定されています。
逆に、地震力を計算する場合においては、事務室よりも教室の方が大きく設定されています。
正解です。
地震力は、地震が起こった時に、建築物が振動することで生じる慣性力を指します。
正解です。
片持ち梁に分布荷重が作用する場合、せん断力は梁の支持部で最も大きくなり、支持部からの距離が離れるほど小さくなっていきます。
よって、先端にはせん断力は生じません。
ちなみに片持ち梁の先端に集中荷重をかけた場合のせん断力は、どの箇所でも一定となります。
正解です。
支点には、固定端、回転端(ピン)、移動端(ローラ)の3種類があります。
正解です。
風圧力は風が物に当たったときにかかる圧力のことで、時間とともに変化する動的な荷重です。
建築物の荷重と構造力学に関しては、かなり専門的な分野となりますので、文章だけで理解するのは難しいかもしれません。
「どのような応力がかかるのか」など、覚えきれない場合は、自身で図を書いたりすることで落とし込んでいくことをお勧めします。
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02
正解は、「教室の床の構造計算をする場合の積載荷重は、一般に事務室より大きく設定されている。」です。
この問題は、建築物の荷重と構造力学に関するものです。
ポイントは二つで、ひとつは、建築基準法施行令に基づく用途別積載荷重の大小関係、
もうひとつは、せん断力・支点条件・地震力・風圧力といった構造力学の基本概念です。
地震力は慣性力、風圧力は時間的に変動する動的荷重、片持ち梁の自由端ではせん断力がゼロ、
支点条件は固定端・ピン・ローラの3種になります。
一方、積載荷重については、
法令上、事務室が 2,900 N/m²、教室が 2,300 N/m² とされています。
不適当です。建築基準法施行令第85条および関連資料では、
用途別の積載荷重が明示されています。
床版・小梁の構造計算用積載荷重は、
事務室:2,900 N/m²、教室:2,300 N/m² とされており、
事務室の方が大きい値です。
これは、事務室では机・キャビネット・書類などの重量が大きく、
かつレイアウト変更などで局所的に荷重が増える可能性が高いためです。
正しいです。地震力の本質は「地盤が揺れる → 建物が慣性で遅れる → 相対変位に応じた慣性力が生じる」というメカニズムです。
建物に直接「地震の力」が加わるのではなく、
地盤の加速度に対して建物が追従しきれないことで、
質量×加速度に相当する慣性力が構造体に作用します。
正しいです。片持ち梁に等分布荷重が作用する場合、
せん断力図は固定端で最大、自由端でゼロとなる三角形分布になります。
自由端には支点や反力が存在しないため、
そこでせん断力が「伝達される相手」がおらず、せん断力はゼロです。
曲げモーメントも自由端ではゼロとなり、固定端で最大となります。
正しいです。構造力学で扱う基本的な支点条件は、固定端・ピン支点・ローラー支点の3種類です。
固定端: 回転も移動も拘束され、曲げモーメント・せん断力・軸力を伝達します。
ピン支点: 回転は自由、移動は拘束され、せん断力・軸力は伝達するが曲げモーメントは伝達しません。
ローラー支点: 回転と一方向の移動が自由で、他方向の変位のみ拘束します。
これらの組み合わせで静定構造・不静定構造が構成され、骨組解析の前提となります。
正しいです。風圧力は、風速の変動に伴って時間的に変化する「動的荷重」です。
設計上は、平均風速に基づく静的な等価風圧として扱うことも多いですが、
実際の風は乱流成分を含み、突風・渦励振・ギャロッピングなどの動的現象を引き起こします。
高層建築物や煙突・タワーなどでは、風の動的影響が振動・疲労・居住性に大きく関わります。
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