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令和5年度(後期)2級建築施工管理技士 No.10を解説、片持梁の曲げモーメント図の考え方

けんせつる

けんせつる

等分布荷重の曲げモーメント図って、まっすぐな直線でいいんだっけ。

この記事の要点

令和5年度(後期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.10は、片持梁ABのCD間に等分布荷重wが作用したときの曲げモーメント図を問う問題です。正解は選択肢4です。

令和5年度(後期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.10は、片持梁ABのCD間に等分布荷重wが作用したときの曲げモーメント図として正しいものを選ぶ問題です。曲げモーメントは材の引張側に描くものとされています。

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。ここでは図を載せず、曲げモーメント図の形を読み取る筋道で説明します。

正解:選択肢4

等分布荷重がかかる区間の曲げモーメント図は2次曲線(放物線)になるんです。荷重のない区間は直線になります。荷重がのっている範囲なのに直線で描いてある図を選ぶのが一番ありがちなミスですね。荷重の種類と曲線の形を結びつけるのがコツです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 曲線・直線の組合せや向きが条件に合わない
2 ×(誤り) 荷重区間が直線になっているなど形が合わない
3 ×(誤り) 最大値の位置や描く向きが条件に合わない
4 ○(正しい) 荷重区間が放物線、固定端側が直線で正しく描かれている

この問題は「正しいもの」を選ぶ形式で、荷重区間が放物線になる曲げモーメント図の選択肢4が正解です。

この問題のポイント

この問題では、荷重の種類によって曲げモーメント図の形がどう変わるかを読み取る力が問われています。

覚えておきたいルールは、荷重の種類と図の形の対応です。

荷重がのっていない区間の曲げモーメント図は直線になります。一方、等分布荷重がのっている区間は2次曲線(放物線)になるんです。

なぜかというと、等分布荷重ではせん断力が一定の傾きで変化し、その積み重ねである曲げモーメントが2次関数になるからなんです。

選択肢1

選択肢1は、曲線部分と直線部分の組合せ、あるいは描く向きが条件と合っていません。

固定端側の自由な区間(荷重なし)が直線、CD間(等分布荷重)が放物線、という関係になっていない図は誤りです。

よって選択肢1は誤りです。

選択肢2

選択肢2は、等分布荷重がのっている区間を直線で描いてしまっているなど、形が合いません。

荷重がのる区間は放物線になるはずなので、ここを直線にしている図は条件を満たしません。これが一番ひっかかりやすいパターンですね。

よって選択肢2は誤りです。

選択肢3

選択肢3は、曲げモーメントが最大になる位置や、引張側に描く向きが条件と合いません。

片持梁では固定端に近づくほど曲げモーメントが大きくなります。最大値の位置がずれている図は誤りです。

よって選択肢3は誤りです。

選択肢4

これが正しい選択肢です。等分布荷重がのるCD間が放物線で、その先の荷重がない区間が直線になっています。

さらに曲げモーメントを材の引張側に描く向きも条件どおりです。固定端に向かって曲げモーメントが大きくなる様子も正しく表されています。

荷重の種類と図の形がきちんと対応しているので、選択肢4が正解です。

覚え方

曲げモーメント図は、「荷重なし=直線、等分布荷重=放物線」と荷重の種類で形を覚えると間違えにくくなります。

集中荷重だけなら折れ線、等分布荷重なら曲がる、とイメージするわけです。

荷重なしの区間は直線、等分布荷重の区間は放物線(2次曲線)とセットで覚えると、選択肢2のような引っかけに強くなるでしょう。

一問一答

Q.

等分布荷重がのっている区間の曲げモーメント図は、どんな形になるか。

放物線(2次曲線)になります。荷重のない区間は直線です。

Q.

片持梁では、曲げモーメントが最も大きくなるのはどこか。

固定端です。固定端に近づくほど曲げモーメントが大きくなります。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5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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