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令和3年度 1級建築施工管理技士 No.9を解説、山形ラーメンの反力とモーメント

令和3年度 1級建築施工管理技士 第一次検定 No.9 は、静定の山形ラーメンの反力と曲げモーメントに関する問題です。

等分布荷重が作用したときの支点反力と曲げモーメントの組合せを選ぶ計算問題です。

この問題で問われていること

  1. 等分布荷重の合力と作用位置
  2. 力のつり合いによる鉛直反力
  3. モーメントのつり合いの取り方
  4. 指定点の曲げモーメントの算出

※ 問題文そのものは建設業振興基金が公開している公式PDFで確認できます。上記は、その記述で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢2(これが正しい組合せ)

静定ラーメンの反力は、力のつり合いとモーメントのつり合いの式だけで求められるんです。

この問題の正解は選択肢2(V=6 kN、M=18 kN・m)です。図は公式PDFで確認し、つり合い式の立て方を押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ◯(正しい) 組合せが合わない(計算で除外)
2 ◯(正しい) V=6 kN、M=18 kN・m(これが正解)
3 ◯(正しい) 組合せが合わない(計算で除外)
4 ◯(正しい) 組合せが合わない(計算で除外)

選択肢2のポイント(計算の考え方)

まず等分布荷重 w を1つの集中荷重に置き換えます。合力は w×(載荷長さ)で、その作用位置は載荷区間の中央です。

次に支点まわりのモーメントのつり合い(ΣM=0)から一方の鉛直反力を求め、鉛直方向のつり合い(ΣV=0)でもう一方を求めます。

点Dの曲げモーメントは、Dで切断して片側の外力によるモーメントを合計すれば出ます。ザックリ言えば、合力に直す→反力→切断、の順です。図は公式PDFで確認しましょうね。

覚え方

  • 等分布は合力=w×長さ・中央作用に置換
  • 反力はΣM=0とΣV=0で算出
  • 点の曲げは切断して片側の外力で計算

一問一答

Q.

等分布荷重を集中荷重に置き換えるとき、合力の作用位置はどこか。

載荷区間の中央です。合力の大きさは w×載荷長さです。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和3年度 1級建築施工管理技術検定 第一次検定 問題」
けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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