ゼロから学ぶ建築施工管理

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令和6年度 1級建築施工管理技士 No.5を解説、3ヒンジラーメンの水平反力の求め方

令和6年度 1級建築施工管理技士 第一次検定 No.5は、3ヒンジラーメン架構に集中荷重が作用したときの水平反力を求める問題です。

この問題では、4つの選択肢の中から、支点Bに生じる水平反力HBの正しい値を選びます。

この問題で問われていること

  1. 全体の釣り合い(ΣM・ΣV・ΣH)から鉛直反力を求められるか
  2. 中間ヒンジCでモーメントがゼロになると理解しているか
  3. C点から見た半体の釣り合いを立てられるか
  4. 水平反力HBの値を正しく算出できるか

※ 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4つ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3(HB=4 kN)

3ヒンジラーメン架構では、中間ヒンジCでのモーメントがゼロという条件を使います。ヒンジCから支点Bを見た半体の釣り合いから水平反力を算出するわけです。

選択肢3のポイント(正解の求め方)

3ヒンジラーメンを解く手順は決まっています。まず全体の釣り合い条件(ΣM = 0、ΣV = 0、ΣH = 0)から両支点の鉛直反力を求めます。

次に、中間ヒンジCでのモーメント = 0という条件を使い、C点から見た半体について水平反力を立てます。これがこの架構特有の解法の核心ですね。

支点Bを含む半体について、ヒンジCを回転中心としたモーメントの釣り合いΣMc = 0を立てます。すでに求めた鉛直反力と、その半体に作用する荷重・架構寸法を代入すると、水平反力HBが1つだけ未知数として残り、HB = 4 kN が得られます。

ザックリ言えば、ヒンジは曲げを伝えないので、そこで構造を2つに切って釣り合いを立てる、ということです。

覚え方

  • 3ヒンジラーメンの核心は中間ヒンジでモーメント=0(曲げを伝えない)
  • 手順は①全体の釣り合いで鉛直反力 → ②ヒンジCのMC=0で水平反力
  • この問題のHBは4 kN
  • 非対称荷重なら水平反力は0にならない。0という選択肢に飛びつかない

一問一答

Q.

3ヒンジラーメン架構で水平反力を求めるとき、どの条件を使うか。

中間ヒンジCでの曲げモーメントがゼロという条件(MC = 0)を使います。C点から見た半体の釣り合いから水平反力が求まります。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6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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