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令和6年度(後期)2級建築施工管理技士 No.3を解説、単純梁の鉛直反力の求め方

令和6年度(後期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.3は、単純梁ABの点Cと点Dに集中荷重が作用したときの、支点Bの鉛直反力の大きさを求める計算問題です。

この問題では、4つの選択肢のうち、正しい値を選びます。

この問題で問われていること

  1. 反力を1つだけ求めるときの中心の取り方
  2. モーメントのつり合い式の立て方
  3. 支点Bの鉛直反力の値
  4. 鉛直方向の力のつり合いによる検算

※ 問題文と図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、その計算で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢3(これが正しい値)

反力を1つだけ求めたいときは、もう一方の支点まわりのモーメントのつり合いを使うのがコツなんです。支点Bの反力を出したいなら、点Aまわりで式を立てると反力Aが消えて、一発で解けますね。やみくもに全部の式を立てると混乱しやすいところです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 × 4 kN。つり合い式の値と一致しない
2 × 5 kN。つり合い式の値と一致しない
3 ○(正しい) 7 kN。点Aまわりのモーメントのつり合いから得られる値
4 × 8 kN。つり合い式の値と一致しない

正しい値は選択肢3の7 kNです。点Aまわりのモーメントのつり合いから、支点Bの反力が定まります。

選択肢3のポイント(ここが正しい値)

支点Bの反力を求めるには、反対側の点Aを中心にモーメントのつり合いを取ります。点Aを中心にすると、点Aにかかる反力は腕の長さがゼロになって式から消えるので、計算が楽になるわけです。

点Aまわりのモーメントの式は「P1×(AからCまでの距離)+P2×(AからDまでの距離)=反力B×(AからBまでの距離)」という形になります。

図に示された荷重P1・P2の大きさと、点A・C・D・Bの位置関係を代入して解くと、支点Bの鉛直反力は7 kNと定まります。

検算として、鉛直方向の力のつり合い「反力A+反力B=P1+P2」も成り立つことを確認しておくと安心ですね。よって正しい値は7 kNということです。

覚え方

  • Bの反力はAまわり、Aの反力はBまわりでモーメントのつり合いを取る
  • 反対側の支点を中心にすると、もう一方の反力が式から消える
  • つり合い条件=鉛直力の和ゼロ・水平力の和ゼロ・モーメントの和ゼロ

一問一答

Q.

支点Bの鉛直反力だけを求めたいとき、どの点を中心にモーメントのつり合いを取るとよいか。

反対側の支点Aを中心にします。点Aの反力が式から消えて、反力Bだけを求められます。

Q.

静止した梁で成り立つつり合いの条件を3つ挙げよ。

鉛直方向の力の和がゼロ、水平方向の力の和がゼロ、任意の点まわりのモーメントの和がゼロ、の3つです。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6年度(後期)2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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