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令和5年度 1級建築施工管理技士 No.6を解説、鉄骨構造と幅厚比

けんせつる

けんせつる

幅厚比が大きいと、局部座屈は起きやすいの?起きにくいの?

この記事の要点

令和5年度 1級建築施工管理技士 第一次検定 No.6は、鉄骨構造に関する問題です。正解は選択肢2。幅厚比と局部座屈の関係が逆に書かれています。

令和5年度 1級建築施工管理技士 第一次検定 No.6は、鉄骨構造に関する問題です。

問題文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。

この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

正解:選択肢2

H形鋼はフランジやウェブの幅厚比が大きくなるほど板が薄く幅広になり、局部座屈を生じやすくなります。選択肢2の「生じにくい」という記述が逆で誤りなわけです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 内ダイアフラムはせいの異なる梁を1本の柱に取り付ける場合等に用いる
2 ×(誤り) 幅厚比が大きくなると局部座屈を生じやすい(生じにくいは誤り)
3 ○(正しい) スラブと結合された梁は上端圧縮の曲げに対し横座屈を生じにくい
4 ○(正しい) 孔周辺の応力集中は高力ボルト摩擦接合より普通ボルト接合のほうが大きい

選択肢2は幅厚比が大きいと局部座屈を生じにくいとした部分が誤りで、正しくは幅厚比が大きいほど生じやすくなります。

この問題のポイント

この問題では、鉄骨部材の座屈や接合部の挙動を理解しているかが問われています。

見るべきポイントは「薄くて幅広い板は座屈しやすい」という基本イメージです。

幅厚比とは、板の幅をその板厚で割った値です。幅厚比が大きいほど、板は相対的に薄く幅広くなります。

薄くて幅の広い板は、圧縮を受けると波打つように局部的に座屈します。これが局部座屈なんです。

選択肢1

内ダイアフラムは、角形鋼管柱の中に設けて梁からの力を伝える補強板です。

柱に取り付く梁のせい(高さ)が異なる場合などに、各梁の位置に合わせて柱内部に内ダイアフラムを配置します。

これにより、梁のフランジからの力を柱へスムーズに伝えられます。問題文どおりで、この記述は正しいということです。柱まわりの板はダイアフラムで力を流す、という考え方ですね。

選択肢2

これが誤りを含む選択肢です。幅厚比が大きくなると、局部座屈はどうなるでしょうか。

幅厚比が大きい板は、薄くて幅が広い板です。薄く幅広い板ほど、圧縮を受けたときに波打って座屈しやすくなります。

つまりH形鋼のフランジやウェブは、幅厚比が大きくなるほど局部座屈を生じやすくなります。

問題文の「幅厚比が大きくなると局部座屈を生じにくい」という記述は逆で誤りです。正しくは幅厚比が大きいほど局部座屈を生じやすいということなんです。

選択肢3

鉄骨梁は、上端が圧縮になる曲げを受けると横へ倒れる横座屈を起こすことがあります。

シヤコネクタでコンクリートスラブと結合された梁は、上端のフランジがスラブに固定されます。

上端が横へ動けなくなるため、上端圧縮となる曲げに対して横座屈を生じにくくなります。問題文どおりで、この記述は正しいということです。

選択肢4

引張力を受ける部材では、ボルト孔の周辺に応力集中が生じます。

高力ボルト摩擦接合は、ボルトで母材を締め付けて生じる摩擦で力を伝えるため、孔まわりに力が集まりにくくなります。

一方、普通ボルト接合はボルト軸が支圧で力を受け、孔周辺に力が集中します。そのため応力集中の度合いは普通ボルト接合のほうが大きくなります。問題文どおりで、この記述は正しいということです。

覚え方

幅厚比と局部座屈は、「薄い板ほど座屈しやすい」というイメージで覚えられます。

幅厚比が大きい=板が薄く幅広い=圧縮で波打ちやすい=局部座屈しやすい、と素直につながります。

幅厚比が大きい → 薄く幅広い板 → 局部座屈を生じやすいという順番でつなげば、「生じにくい」の引っかけに気づけるでしょう。

一問一答

Q.

H形鋼のフランジやウェブは、幅厚比が大きくなると局部座屈をどうなるか。

生じやすくなります。幅厚比が大きい板は薄く幅広く、圧縮で波打って座屈しやすいためです。

Q.

引張力による孔周辺の応力集中は、高力ボルト摩擦接合と普通ボルト接合のどちらが大きいか。

普通ボルト接合のほうが大きくなります。摩擦接合は孔まわりに力が集まりにくいためです。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5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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