1級建築施工管理技士 過去問
令和3年(2021年)
問9 (午前 問9)

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問題

1級建築施工管理技士試験 令和3年(2021年) 問9(午前 問9) (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す静定の山形ラーメン架構のAC間に等分布荷重wが作用したとき、支点Bに生じる鉛直反力VBと、点Dに生じる曲まげモーメントMDの値の大きさの組合せとして、正しいものはどれか。
問題文の画像
  • VB = 6kN、MD = 0kN・m
  • VB = 6kN、MD = 18kN・m
  • VB = 12kN、MD = 0kN・m
  • VB = 12kN、MD = 18kN・m

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この過去問の解説 (3件)

01

力学の分野では、反力とモーメント図からそれぞれ1問が出題されています。

固定端、ピン、ローラーを理解し、モーメント図はイメージできるように代表例を覚えておくと良いでしょう。

選択肢1. VB = 6kN、MD = 0kN・m

【✖】

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

選択肢2. VB = 6kN、MD = 18kN・m

【〇】

固定端:水平反力、垂直反力、曲げモーメントを生じる

ピン:曲げモーメントなし

ローラー:水平反力なし

最初にVbを求めます。A端はピン構造のため曲げモーメントはゼロです。

AC間にかかる等分布荷重を集中荷重に置き換えると、AC間の中点に12kNが作用していることが分かります。

A端の曲げモーメントに影響を与えるのは、この集中荷重12kNとVbの二つですから、この2点から生じるMa=0からVb(上向き)を求めることができます。

Ma=12kN*3m-Vb*6m=0

Vb=6kN

次にD端における曲げモーメントMdを求めます。

この場合、全体で考えると難しい問題になってしまいますが、右半分のDEBをD端を固定端とする片持ち梁として考えると簡単な問題に変わります。

Mdに影響を与えるのはVb=6kNだけですから、Md=6kN*3m=18kN・mとなります。

求めるのは大きさ(向きは関係ない)ですからVb=-6kNとして計算する必要はありません。

参考)Vb=6kNと分かった段階で、選択肢は2つに絞られます。Mdがゼロになるはずはありませんから、計算しなくてもMd=18kN・mが答えであることは分かります。

選択肢3. VB = 12kN、MD = 0kN・m

【✖】

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

選択肢4. VB = 12kN、MD = 18kN・m

【✖】

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

まとめ

ピン・ローラー構造は必ず理解しておきましょう。全体で60点が合格レベルなので力学や構造は最初から除外する人が多くみられますが、

出題される内容が決まっているので基本を覚えてしまえば確実に点を取れる分野でもあります。

参考になった数27

02

計算問題は式をしっかり覚えて解答しましょう。

選択肢2. VB = 6kN、MD = 18kN・m

この解答は『 〇 』です。

 

支点Bに生じる鉛直反力

MA=12kN*3m-VB*6m=0

VB=6kN

点Dに生じる曲まげモーメントMD

MD=6kN*3m=18kN・m

まとめ

計算問題を面倒くさがらずにしっかり覚えて解答しましょう。

参考になった数9

03

まず、点Aと点Bの支点にかかる反力数を考えます。支点の種類によって反力数が変わるので、以下を覚えておきましょう。

 

点Aの記号は回転端(ピンまたはヒンジ)

⇒反力数2(垂直反力、水平反力)

点Bの記号は移動端(ピンローラー)

⇒反力数1(鉛直反力)

 

この問題には出てきませんが、固定端(フィックス)は反力数3(垂直反力、水平反力、モーメント反力)です。

選択肢1. VB = 6kN、MD = 0kN・m

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

選択肢2. VB = 6kN、MD = 18kN・m

まず、反力を仮定し、つり合い式をたて、Vb(垂直反力)を求めます。点Aは回転端のため曲げモーメントはかかりません。(Ma=0)

 

また、等分布荷重の場合はAC間の中心に集中荷重が作用すると置き換えることができます。よってこのAC間に作用している等分布荷重はMa=2kN×6m=12kNが作用していることになります。

 

以上からMaでつり合い式を求めると、

 

Ma=12kN×3m-Vb×6m=0

Vb=6kN

 

次に点Dにおける曲げモーメントMdを求めます。

 

Mdでは左右にかかる曲げモーメントがつり合っています。

なので、左右どちらか計算しやすい方で計算すればMdがわかります。

 

左側はAC間にかかっている等分布荷重と点Aの2つの反力が作用しています。右側はVbしか作用していませんので、左側の方が計算しやすくなります。

 

よってMd=6kN×3m=18kN・mとなります。

選択肢3. VB = 12kN、MD = 0kN・m

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

選択肢4. VB = 12kN、MD = 18kN・m

間違いです。(正解選択肢を参照のこと)

まとめ

どの点でつり合い式をたてるかが重要になります。できるだけ力が作用していない点で考えると問題が解きやすくなります。

参考になった数0