平成30年度 No.9論点:構造力学重要度 A配点 1点未着手

3ヒンジラーメンの支点反力

これは1級建築施工管理技士 第一次検定 平成30年度(2018年6月10日(日)実施) No.9の問題です。論点は「構造力学」(重要度A・解答の形は四肢択一)。採点すると、解き方 4 手順・選択肢 4 つそれぞれの解説・引っかけの指摘が読めます。

図に示す3ヒンジラーメン架構のAD間に等分布荷重が作用したとき,支点Aに生じる水平反力HA及び鉛直反力VAの値の大きさの組合せとして,正しいものはどれか。

3ヒンジラーメン架構。左の柱AD(高さ4m)の下端Aと右の柱EB(高さ6m)の下端Bがピン支点で,AはBより2m高い位置にある。梁DE(スパン6m)の中央,Dから3mの位置Cにヒンジがある(DC 3m,CE 3m)。柱ADの全長4mに,左から右向きの等分布荷重30kN/mが作用している。

解答欄

選択肢を 1 つ選んで「採点する」を押してください。

正解

正解:(4) HA = 96kN,VA = 48kN

解き方

  1. 等分布荷重の合力は W = 30kN/m × 4m = 120kN(右向き)で,Aから2mの高さに作用する。D点を原点に右と上を正とすると,A(0, −4),B(6, −6),C(3, 0) である。
  2. ヒンジCより右側(C–E–B)には荷重がないので,Cまわりのモーメントは 3VB + 6HB = 0 となり,VB = −2HB である。
  3. 全体のAまわりのモーメントのつり合いは 6VB + 2HB − 120 × 2 = 0 である。VB = −2HB を代入すると −10HB = 240 より HB = −24kN(左向き24kN),VB = 48kN(上向き)となる。
  4. 水平方向のつり合い HA + HB + 120 = 0 より HA = −96kN(左向き96kN),鉛直方向のつり合い VA + VB = 0 より VA = −48kN(下向き48kN)となる。大きさは HA = 96kN,VA = 48kN であり,(4) が正しい。

選択肢ごとの解説

  1. (1)誤り。HA,VAとも値が小さい。
  2. (2)誤り。VAは正しいが,HAは96kNである。
  3. (3)誤り。HAは正しいが,VAは48kNである。
  4. (4)正しい。HA = 96kN(左向き),VA = 48kN(下向き)である。
引っかけ:3ヒンジラーメンは「全体のモーメント」と「ヒンジから片側のモーメント = 0」の2式で解く。荷重のない側の支点反力はヒンジの方向を向く。

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出典:一般財団法人 建設業振興基金が実施した1級建築施工管理技士 第一次検定 平成30年度(2018年6月10日(日)実施) No.9。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する