構造

一級建築士試験で出題される不静定ラーメンの問題(3)

不静定ラーメン3

さぁ、不静定ラーメンの続きです

第3回にわたって書いています「不静定ラーメン」シリーズ。

・・・最近、記事が長文化してるのをいいことに、「シリーズ」というカッコイイ言い方にしてみた。

今回は、前回の記事にお伝えした通り、いつなる風・・・このサイト名の「いつか建築士になるまで」の略ねっ(笑)・・・のオリジナル問題をやっていこうと思います。

なので、初めてこの記事から読むよっ♪って方は、ぜひ最初から読んでみてね。

☞関連記事一級建築士試験で出題される不静定ラーメンの問題(1)

☞関連記事一級建築士試験で出題される不静定ラーメンの問題(2)

では、さっそくオリジナル問題から

類似問題が本試験で出題されたかどうかはわかりませんが・・・。

サクラ
サクラ
とりあえずやってみよう!
サク
サク
おっ、サクラやる気だなぁ~♪
オリジナル問題1

さぁ、始めま・・・。

ちょ、ちょっと待って!

ストップ

あれっ、デジャヴかしらっと思ったアナタ!(笑)。

前にも同じ事を書きましたよ♪

この問題を解く”コツ”は、”最初に準備すること”です!

さぁ、準備しましょう~。

下書き用

①:柱のせん断力を求めましょう

サクラ
サクラ
ここはサクラでもわかるよ♪。上と下を足して柱の長さで割って・・・。よしっ、出来た!
柱のせん断力
サク
サク
おっ、サクラ正解っ!

②:梁のせん断力を求めましょう

サクラ
サクラ
真ん中の柱のモーメントが両端の梁にどうモーメントがかかっているかわからないなぁ~(困)。
サク
サク
そうだねっ。ここはモーメントを分割しなくちゃいけなくて、分割モーメントは各部材の剛度や剛比に比例して・・・。
サクラ
サクラ
何か難しいこと言ってるけどわかんないや・・・(困)。

ですよねぇ~(笑)。

ここは難しく考えないでこう考えませんか?

その前に、話しは変わって兄弟漫才コンビの「中川家」って知っています?

知っていたら話しが早いんですが(笑)。

中川家

大きい方が礼二さんで、小さい方が剛でお兄ちゃん。

もう一度言いますっ!。

小さい方がお兄ちゃんなんですっ!

なので、小さい方(梁の短い方)がお兄ちゃんやから「お兄ちゃんに任せとけぇ~」って感じでモーメントを負担するんです。

今回は、左の梁が10mで右の梁が5m。

つまり長さの比率で言うと「2:1」なんですが、お兄ちゃん曰く「俺の方が1/2の長さやねんから、モーメントは2倍受け持ってあげるでぇ~、任せとけぇ~!」っと。

なので、分割モーメントは逆数の「1:2」となる訳です。

では、実際に「1:2」で分けて梁のモーメントを書いてみますね。

梁の曲げモーメント
サクラ
サクラ
うんっ、ここまで書いてくれたら後はわかるよっ。
梁のせん断力

ここまで準備出来たらあとは大丈夫!?

あとは何を聞かれても大丈夫だよっと以前書きましたが、少し補足したいことがありますので、それは次回の記事で。(また続くんかいっ!)

一旦、ここで終わって次に文章問題に繋げていきますね。

今回は小さい(短い)方がお兄ちゃんがポイント

短い柱や梁の方が大きいモーメントを負担するのは何となくイメージ出来たでしょうか?

中川家

でもねっ・・・お兄ちゃん・・・。

「任しとけ!っという割には、これ以上ダメだぁ~って時は、急にポキッてなるんですよ!」

このせん断力(横の力)によって急に「ポキッ」となる破壊を「せん断破壊」とか「脆性破壊(ぜいせいはかい)」と言います。

建築物の短い柱が急に「あかんわぁ~!・・・ポキ」ってなったらすごく危険です。

サクラ
サクラ
でも、同じ階で1本だけ短い柱ってそんなことあるのかしら?
サク
サク
腰壁やたれ壁がついちゃうと短い柱となるんだよ。
短柱

では、文章問題にチャレンジ

平成10年度の一級建築士の問題です。

腰壁や垂れ壁の付いた鉄筋コンクリート構造の柱(短柱)は、一般に、それらの付かない同一構内面の柱に比べて、地震時の塑性変形能力が大きく、破壊しにくい。

答えはバツ
サクラ
サクラ
塑性変形能力とかわからないけど、”破壊しにくい”ってとこが間違えているのはわかったよ。
サク
サク
そうだね。間違えているところは塑性変形能力が小さく、破壊しやすいが正しいんだよ。

※塑性変形能力については、必ず近日中に記事にしますね。

(今、語り出すとまた広がっていくので・・・。)

まとめ

腰壁やたれ壁のついた柱は、短い柱とみなされ長い柱よりもせん断力の負担が大きくなってしまいます。

そして、急にポキッとなってしまう危険な壊れ方をしてしまいます。

この破壊を脆性破壊といいます。