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

けんせつる

けんせつる

モーメント荷重がかかると、曲げモーメント図はどう変わるんだっけ。

この記事の要点

令和5年度(前期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.10は、モーメント荷重を受ける単純梁の曲げモーメント図を選ぶ問題です。正解は選択肢1。

令和5年度(前期)2級建築施工管理技士 第一次検定 No.10は、図に示す単純梁ABの点Cおよび点Dにそれぞれモーメント荷重M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。なお、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。

この問題は図がないと解けません。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。ここでは図がなくても考え方が分かるように、解き方の筋道を解説します。

この問題では、4つの図のうち、正しいものを選びます。

正解:選択肢1

モーメント荷重がかかる点では、曲げモーメント図が段差状にジャンプするんです。集中荷重のように山型になると勘違いしがちですが、モーメント荷重はその点で図が一気に切り替わりますね。段差のできる位置と向きで図を見分ける、と押さえておきましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 点C・点Dで段差状に切り替わり、引張側に正しく描かれている
2 ×(誤り) 段差の向きまたは大きさが合わない
3 ×(誤り) 山型など、モーメント荷重の図になっていない
4 ×(誤り) 段差の位置や符号が合わない

正しい曲げモーメント図は選択肢1です。モーメント荷重の作用点で段差ができるという特徴を満たし、引張側に正しく描かれています。

この問題のポイント

この問題では、モーメント荷重を受けたときの曲げモーメント図の形が問われています。

集中荷重や分布荷重の図とは形が違うので、つまずきやすいところですね。

モーメント荷重とは、梁を回そうとするねじりのような力です。下向きに押す集中荷重とは性質が違うんです。

このモーメント荷重がかかる点では、曲げモーメント図が連続せず、その大きさMぶんだけ段差状にジャンプします。この段差こそが見分けのカギになるわけです。

選択肢1

これが正しい図です。点Cと点Dという2か所のモーメント荷重の作用点で、それぞれ図が段差状に切り替わっています。

解き方の筋道を追ってみましょう。まず両端の支点反力を、力とモーメントのつり合いから求めます。

次に梁の左端から順に、各点の曲げモーメントを計算します。モーメント荷重の作用点C・Dを通過するたびに、値がMぶんだけ飛びます。

最後に、求めた値を引張側に描けば、点C・Dで段差のある図になります。この形に合うのが選択肢1なので、正しいということです。

選択肢2

選択肢2は、段差の向きや大きさが計算結果と合わない図です。

モーメント荷重の向き(時計回りか反時計回りか)で段差の上下が決まります。ここを取り違えると、選択肢2のような図になってしまうんです。

向きが合わないため、選択肢2は適切ではありません。

選択肢3

選択肢3は、山型など、モーメント荷重らしくない形の図です。

山型に盛り上がる図は、集中荷重が作用したときの形です。今回はモーメント荷重なので、段差型にならなければおかしいわけですね。

荷重の種類と図の形が合わないため、選択肢3は適切ではありません。

選択肢4

選択肢4は、段差の位置や符号が計算と合わない図です。

段差は、モーメント荷重がかかる点C・Dの真上にできなければなりません。位置がずれていたり、プラスマイナスが逆だったりすると不正解になります。

位置や符号が合わないため、選択肢4も適切ではありません。

覚え方

曲げモーメント図は、荷重の種類ごとに形を覚えておくと見分けやすくなります。

モーメント荷重の作用点では、図がMぶんだけ段差状にジャンプします。集中荷重なら山型、等分布荷重なら放物線です。

モーメント荷重は作用点で段差、集中荷重は山型、等分布は放物線とセットで覚えると、選択肢1のような正しい図を選びやすくなるでしょう。

一問一答

Q.

梁にモーメント荷重が作用する点では、曲げモーメント図はどのように変化するか。

その点で連続せず、荷重Mの大きさぶんだけ段差状にジャンプします。

Q.

集中荷重を受ける単純梁の曲げモーメント図は、どのような形になるか。

荷重点をピークとする山型(三角形)になります。モーメント荷重の段差型とは区別します。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度(前期)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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