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(4)

不静定ラーメン4

さっ、今回は最終回です

計算問題の話しとしては、前回の続きです。

☞前回の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(3)

今回で最終回となりますのでもう少しお付き合いをよろしくお願いしますね。

もう一度、今回の問題を載せておきます

オリジナル問題1

前回の問題では「柱と梁のせん断力まで計算しました」ね。

せん断力2

③:水平力の計算をしましょう

サクラ
サクラ
上に層があるときの水平力は、上の水平力を含んでいることだけを注意して考えれば良かったんだよねっ♪
水平力

【2階の床レベルに作用する水平荷重の130kNの式】

117.5+225+117.5=460kN

460kN-330kN(屋上の床レベル)=130kN

④:各軸力と反力を求めましょう

て、事で今回の記事の”キモ”はここなんです!。

ちょっとわかりやすく理解するためにせん断力の方向を分解して書いてみますね。

軸力
サクラ
サクラ
両端の柱の軸力と反力は、前に教えてもらったからやってみようっと♪
軸力3
サクラ
サクラ
真ん中の柱(中柱)の軸力と反力はどうするんだろぉ~?
サク
サク
中柱にかかっている分解したせん断力の両端を差し引きして計算してごらんっ!
サクラ
サクラ
あっ!わかったかも♪
軸力2
サク
サク
うんっ、大正解!
サクラ
サクラ
やったぁ~!

【真ん中の軸の反力50kNの根拠式】

下向きの力=44+80+59=183kN

上向きの力=32+59+42=133kN

下向きの力183kNから上向きの力133kNを差し引くと下向きの力50kNとなり、これが反力となります。

では、新しくもう1問

サク
サク
では、こんな問題ではどう?
別問題

サクラ
サクラ
なんかさっきまでやってた問題とほぼ一緒だけど、なんか書いてある・・・。

そうなんですっ!。

この問題は最初から剛度が計算されて剛比が親切に書いてくれているんです。

全く同じ梁であるのなら、前の問題のように「短い柱がお兄ちゃん」ってな感じで剛比を考えたらいいんですが、そうじゃない場合もありますもんね。

で、今回はすでに剛比を書いてくれているという親切バージョン♪。

まっ、梁の骨密度が違うっていうイメージくらいで考えたらいいと思います(笑)。

(厳密的な考え方は少し違いますが・・・。)

サク
サク
なので、各せん断力や軸力・反力は前の問題と同じ答えになるんだよ。

では、文章問題にチャレンジ

平成26年度の一級建築士の出題です。

純ラーメン構造の中高層建築物において、地震時の柱の軸方向力の変動は、一般に、外柱より中柱のほうが大きい。

答えはバツ

「中柱は、左右の軸力で差し引きされるされるから軸方向力の変動は小さくなっちゃうからね♪」

※オリジナル問題は少しパワーバランスのおかしい問題になっていので、あまり気にしないでね(苦笑)。

まとめ

この不静定ラーメンの計算問題は、平成30年度の構造問題のNO.4で出題されています。

そのあとの同じくNO.7の文章問題も解いてみるといいかも知れませんね。

☞関連記事平成30年度一級建築士学科を自分勝手に分析してみることにした(構造_01)

☞関連記事平成30年度一級建築士学科を自分勝手に分析してみることにした(構造_02)

この不静定ラーメンの問題を見た時はぜひ・・・。

ストップ

この女の子が出てきて「準備をすること」を忘れずにねっ♪。