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令和6年度(後期)2級建築施工管理技士 No.11を解説、片持ち梁の曲げモーメント図

令和6年度(後期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.11は、片持ち梁の点Aに集中荷重Pが作用したときの、正しい曲げモーメント図を選ぶ問題です。

この問題では、4つの図のうち、正しいものを選びます。曲げモーメントは材の引張側に描く、という条件がついていますね。

この問題で問われていること

  1. 片持ち梁に集中荷重がかかったときの曲げモーメントの形
  2. 曲げモーメントが最大になる位置はどこか
  3. 曲げモーメント図を描く向き(引張側)
  4. 正しい曲げモーメント図はどれか

※ 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、その図の選択で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢1(これが正しい図)

片持ち梁の先端に荷重がかかると、固定端から遠いほど「てこ」が長くなるので曲げモーメントは大きくなります。荷重点でゼロ、固定端で最大になる三角形を描くのが基本なんです。現場で水平に突き出した梁を思い浮かべると、根元が一番つらいのは感覚でわかるでしょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 荷重点でゼロ、固定端で最大の三角形。引張側(上側)に描かれている
2 ×(誤り) 描く向き(引張側)が逆になっている
3 ×(誤り) 最大位置が逆。固定端でゼロ、荷重点で最大になっている
4 ×(誤り) 形・向きが片持ち梁の集中荷重と合わない

正しい図は、荷重がかかる点でゼロ、固定端で最大となる三角形で、引張側に描かれているものです。

選択肢1のポイント(ここが正しい図)

片持ち梁は片方だけが固定された梁で、ある位置の曲げモーメントは、そこから荷重点までの距離に荷重Pをかけたものになります。

荷重点では距離がゼロなのでモーメントもゼロ、固定端では距離が最大なのでモーメントも最大です。つまり荷重点でゼロ、固定端で最大の三角形になります。

さらに、下向きの荷重がかかると片持ち梁は上側が引っ張られます。曲げモーメントは引張側に描くという条件なので、上側に三角形が出る形になりますね。

選択肢1は大きさの変化も描く向きも条件に合っているため、これが正しい図ということです。水平に突き出した梁は根元(固定端)が一番つらいからです。

覚え方

  • 片持ち梁+集中荷重=荷重点でゼロ、固定端で最大の三角形
  • 距離が長いほどモーメントが大きい(固定端が最大)
  • 曲げモーメント図は引張側に描く(下向き荷重なら上側)

一問一答

Q.

先端に集中荷重を受ける片持ち梁で、曲げモーメントが最大になるのはどこか。

固定端です。荷重点から最も離れているため、距離が最大となりモーメントも最大になります。

Q.

曲げモーメント図は材のどちら側に描くか。

引張側に描きます。下向き荷重を受ける片持ち梁では、上側が引張側になります。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6年度(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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