令和5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の水平反力

これは1級建築施工管理技士 第一次検定 令和5年度(2023年6月11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DE間に等分布荷重wが作用したとき,支点Aの水平反力HA及び支点Bの水平反力HBの値として,正しいものはどれか。

ただし,反力は右向きを「+」,左向きを「-」とする。

3ヒンジラーメン架構。支点A(左下)と支点B(右下)はピン支点で、柱の高さはいずれも3m。柱頂部をD(左)・E(右)とし、梁DE上にヒンジCがある。DからCまで4m、CからEまで2m(スパン6m)。梁DE全長に等分布荷重w = 3kN/mが下向きに作用する。支点Aの水平反力HA、支点Bの水平反力HBはいずれも右向きの矢印で示されている。

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) HB = -4kN

解き方

  1. 等分布荷重の合計はw × 6m = 3 × 6 = 18kNで、DEの中央(Aから3m)に作用する。支点Aまわりのモーメントのつり合いから、VB × 6 = 18 × 3よりVB = 9kN(上向き)、VA = 18 - 9 = 9kN(上向き)である。
  2. ヒンジCで曲げモーメントは0なので、Cより右側(CE・EB)についてCまわりのモーメントを考える。右向きを正としたHBは、Cより3m下のBに作用する。CE間の荷重は3 × 2 = 6kNで、Cから1mの位置に作用する。
  3. Cまわりのつり合い:VB × 2 + HB × 3 - 6 × 1 = 0(反時計回りを正)より、18 + 3HB - 6 = 0、HB = -4kN(左向き4kN)となる。
  4. 水平方向のつり合いHA + HB = 0よりHA = +4kNである。よって(4)のHB = -4kNが正しい。

選択肢ごとの解説

  1. (1)誤り。HA = +4kNである。
  2. (2)誤り。HAは右向き4kN(+4kN)である。
  3. (3)誤り。3ヒンジラーメンでは鉛直荷重に対しても水平反力が生じ、HB = -4kNである。
  4. (4)正しい。ヒンジCまわりのモーメントのつり合いからHB = -4kNとなる。
引っかけ:3ヒンジラーメンは、全体のつり合い3式にヒンジ点のM = 0を加えて4つの反力を求める。ヒンジ点の式は片側の部分だけで立てる。

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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5年度(2023年6月11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