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平成27年度 2級建築施工管理技士 学科試験 No.9 を解説、片持ち梁の反力

平成27年度 2級建築施工管理技士 学科試験 No.9 は、片持ち梁に荷重が作用したときの支点の反力に関する図問題です。

この問題では、4つの組合せのうち、正しいものを選びます。

この問題で問われていること

  1. 片持ち梁の固定端にどんな反力が生じるか
  2. 集中荷重Pによる鉛直反力
  3. 等分布荷重wによる鉛直反力
  4. 固定端に生じるモーメント反力の向きと大きさ

※ 図および荷重の数値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、その図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)

片持ち梁は支点が1か所しかないので、そこで全部受け止めると考えるのがコツですね。

正しい組合せは選択肢2です。鉛直反力は荷重の合計、モーメント反力は荷重×距離の合計でつり合うんです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 反力の値がつり合い式と合わない
2 ◯(正しい) 鉛直反力とモーメント反力がつり合い式に一致
3 ×(誤り) モーメント反力の向きが逆になっている
4 ×(誤り) 鉛直反力に等分布荷重の分が含まれていない

選択肢2のポイント(ここが正しい)

片持ち梁は、一方の端だけが固定されている梁です。固定端では、鉛直反力とモーメント反力の二つが生じます。

反力を求める原理は、つり合い式です。物体が動かないなら、力もモーメントもちょうど打ち消し合っているはずなんです。

まず鉛直方向のつり合いを考えます。上向きの反力Vは、梁にかかる荷重をすべて足した分と同じ大きさになります。集中荷重Pと、等分布荷重wを区間で合計した分の合計です。

次に固定端まわりのモーメントのつり合いを考えます。固定端のモーメント反力Mは、各荷重が固定端を回そうとする力(荷重×距離)をすべて足した分でつり合います。

この二つの式を満たしている組合せが選択肢2です。具体的な数値は公式PDFの図で確認してください。

ザックリ言えば、片持ち梁の反力は鉛直力の和とモーメントの和をゼロにすれば求まる、ということです。

覚え方

  • 片持ち梁の固定端=鉛直反力とモーメント反力が生じる
  • 鉛直反力Vは荷重の合計と等しい
  • モーメント反力Mは(荷重×距離)の合計でつり合う

一問一答

Q.

片持ち梁の固定端に生じる鉛直反力の大きさは、何と等しくなるか。

梁にかかる荷重をすべて足し合わせた合計と等しくなります。集中荷重と等分布荷重の合計を、固定端の鉛直反力が上向きに受け止めます。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「平成27年度 2級建築施工管理技術検定(学科)試験 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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