令和4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 令和4年度(2022年6月12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間及びDC間に集中荷重が同時に作用するとき,支点Bに生じる水平反力HB,鉛直反力VB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の図。左下の支点A,右下の支点Bはともにピン支点で,A・B間の水平距離は2m + 2m + 2m = 6m。柱ADと柱BEの高さは6m(上から2mと4m)。梁DEの途中,Dから4m(Eから2m)の位置にヒンジCがある。梁DE上のDから2mの位置に鉛直下向きの集中荷重6kN,柱ADのDから2m下(Aから4m上)の位置に右向きの水平集中荷重6kNが作用する。

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:(1) HB = 2kN,VB = 6kN

解き方

  1. 支点A・Bはピン支点,Cはヒンジである。Aを原点に右向きをx,上向きをyとすると,Bは(6,0),Cは(4,6),鉛直荷重6kNは(2,6),水平荷重6kNは(0,4)に作用する。
  2. 全体の点Aまわりのモーメントのつり合いより,VB × 6 − 6kN × 2m − 6kN × 4m = 0 となり,VB = 36 / 6 = 6kN(上向き)である。
  3. ヒンジCより右側(C–E–B)には荷重がないので,点Cまわりの曲げモーメントは0である。VB × 2m − HB × 6m = 0 より,HB = 6 × 2 / 6 = 2kN(左向き)となる。
  4. よって HB = 2kN,VB = 6kN の(1)が正しい(参考:VA = 6 − 6 = 0kN,HA = 6 − 2 = 4kN(左向き))。

選択肢ごとの解説

  1. (1)正しい。HB = 2kN,VB = 6kN である。
  2. (2)誤り。VB = 6kN であり,9kNにはならない。
  3. (3)誤り。HB = 4kN は支点Aの水平反力の大きさである。
  4. (4)誤り。HB = 2kN,VB = 6kN であり,いずれの値も合わない。
引っかけ:3ヒンジは「全体のモーメントのつり合い」と「ヒンジで切った片側の曲げモーメント = 0」の2式で解く。荷重のない側で切ると計算が楽になる。

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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.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