令和4年度 No.10論点:構造力学重要度 A配点 1点未着手

単純梁の曲げモーメント図

これは1級建築施工管理技士 第一次検定 令和4年度(2022年6月12日(日)実施) No.10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。

図に示す単純梁ABのCD間に等分布荷重wが,点Eに集中荷重Pが同時に作用するときの曲げモーメント図として,正しいものはどれか。

ただし,曲げモーメントは,材の引張側に描くものとする。

単純梁ABの図。左端Aはピン支点,右端Bはローラー支点。A,C,D,E,Bが2m間隔で並び,スパンは8m。CD間に等分布荷重w = 2kN/m,点Eに鉛直下向きの集中荷重P = 6kNが作用する。
選択肢の曲げモーメント図4つ(いずれも材軸の下側に描かれ,A・B端で0)。(1) AからCD間の途中まで直線で増え,そこからEまで一定,EからBへ直線で0に戻る(曲線部分がない)。(2) AからCまで直線で増え,CからDまでは傾きが次第に小さくなる曲線でDで水平になり,DからEまで一定,EからBへ直線で0に戻る。(3) AからCまで直線で増えてCで最大となり,CD間は曲線で小さくなり,DからEまで一定の値(Cより小さい),EからBへ直線で0に戻る。(4) A付近から曲線で増え,C付近で最大となった後,DからEまでは緩やかに小さくなり,EからBへ直線で0に戻る。

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:(2) (2) の図

解き方

  1. 支点反力は,点Bまわりのモーメントのつり合いより RA × 8 = (2 × 2) × 5 + 6 × 2 = 32 なので RA = 4kN,RB = 10 − 4 = 6kN である。
  2. 曲げモーメントは,A–C間が M = 4x の直線で MC = 8kN・m,C–D間は等分布荷重により M = 4x − (x − 2)² の放物線で,D点でせん断力が 4 − 2 × 2 = 0 となり MD = 12kN・m で水平になる。
  3. D–E間はせん断力が0なので曲げモーメントは12kN・mで一定(ME = RB × 2 = 12kN・m),E–B間は直線で0に戻る。
  4. A–C直線,C–D曲線(D点で水平),D–E一定,E–B直線の形をした(2)が正しい。

選択肢ごとの解説

  1. (1)誤り。CD間に等分布荷重があるので,C–D間は直線ではなく放物線(曲線)になる。
  2. (2)正しい。A–C直線,C–D曲線でD点で水平,D–E一定,E–B直線の形である。
  3. (3)誤り。最大値はCではなくD–E間(12kN・m)に生じ,MC = 8kN・m はMDより小さい。
  4. (4)誤り。A–C間は荷重がないので直線であり,D–E間はせん断力0で一定値となる。
引っかけ:荷重のない区間は直線,等分布荷重の区間は放物線,せん断力0の区間は一定値。せん断力が0になる点で曲げモーメントは極値をとる。

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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 令和4年度(2022年6月12日(日)実施) No.10。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