1級建築施工管理技士 過去問
令和元年(2019年)
問9 (午前(建築学・施工) 問9)

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問題

1級建築施工管理技士試験 令和元年(2019年) 問9(午前(建築学・施工) 問9) (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す3ヒンジラーメン架構のDE間に等変分布荷重が、AD間に集中荷重が同時に作用したとき、支点A及びBに生じる水平反力(HA、HB)、鉛直反力(VA、VB)の値として、正しいものはどれか。ただし、反力は右向き及び上向きを「 + 」、左向き及び下向きを「 − 」とする。
問題文の画像
  • HA = + 15 kN
  • HB = − 60 kN
  • VA = + 60 kN
  • VB = + 120 kN

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この過去問の解説 (3件)

01

点Aまわりのモーメントのつり合いより、

(40×1.5)+{(60×6)÷2×4.0}−(6×VB)=0

VB=130kN

 

鉛直方向の力のつり合いより、

VA+VB=(60×6)÷2

VA=50kN

 

点Cより左側の部分について、点Cまわりのモーメントのつり合いを考えると、

−{(30×3)÷2×1}−(40×1.5)+(VA×3)−(HA×3)=0

VA=50kNを代入すると、

−45−60+150−3HA=0

HA=15kN

 

水平方向の力のつり合いより、

HA+HB+40=0

HB=−55kN

 

したがって、

VA=+50kN、VB=+130kN、HA=+15kN、HB=−55kN

となります。

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02

3ヒンジラーメンでは、中央のヒンジCに曲げモーメントが生じないことを利用して反力を求めます。

 

点Aまわりのモーメントのつり合いより、

(40×1.5)+{(60×6)÷2×4.0}−(6×VB)=0

となるため、

VB=130kN

です。

 

鉛直方向の力のつり合いより、

VA+VB=(60×6)÷2

です。

VB=130kNを代入すると、

VA=50kN

となります。

 

点Cより左側の部分について、点Cまわりのモーメントのつり合いを考えると、

−{(30×3)÷2×1}−(40×1.5)+(VA×3)−(HA×3)=0

となります。

VA=50kNを代入すると、

HA=15kN

です。

 

水平方向の力のつり合いより、

HA+HB+40=0

となるため、

HB=−55kN

です。

以上から、各反力は次のとおりです。

VA=+50kN、VB=+130kN、HA=+15kN、HB=−55kN

選択肢1. HA = + 15 kN

正です。

解説は上記の通りです。

選択肢2. HB = − 60 kN

誤です。

解説よりHB=55kNです。

選択肢3. VA = + 60 kN

誤です。

解説よりVA=50kNです。

選択肢4. VB = + 120 kN

誤です。

VB=130kNです。

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03

3ヒンジラーメンでは、ヒンジ部分で曲げモーメントが0になることを利用して反力を求めます。

まず、DE間の三角形分布荷重を1つの集中荷重に置き換えます。

 

三角形分布荷重の合計は、

(60×6)÷2=180kN

です。

この荷重は、荷重が0となる点Dから4mの位置に作用します。

 

時計回りのモーメントを正として、点Aまわりのモーメントのつり合いを考えると、

(40×1.5)+(180×4)−(VB×6)=0

となるため、

VB=130kN

です。

 

鉛直方向の力のつり合いより、

VA+VB=180

です。

VB=130kNを代入すると、

VA=50kN

となります。

 

次に、点Cより左側の部分について考えます。

点Dから点Cまでの三角形分布荷重の合計は、

(30×3)÷2=45kN

です。

この45kNの荷重は、点Cから左へ1mの位置に作用します。

 

点Cまわりのモーメントのつり合いより、

−(45×1)−(40×1.5)+(VA×3)−(HA×3)=0

となります。

VA=50kNを代入すると、

−45−60+150−3HA=0

となるため、

HA=15kN

です。

 

水平方向では、HA、HB及び40kNの集中荷重がつり合うため、

HA+HB+40=0

となります。

HA=15kNを代入すると、

HB=−55kN

です。

 

したがって、各反力は次のようになります。

VA=+50kN、VB=+130kN、HA=+15kN、HB=−55kN

選択肢1. HA = + 15 kN

こちらが正解です。

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