技術士一次 力学ノート

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平成26年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8 を解説、三角形分布荷重は3次曲線

平成26年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8は、単純ばりへの荷重の作用と曲げモーメント図の組合せを選ぶ問題です。この問題では、5つの組合せのうち最も不適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、荷重の形と曲げモーメント図の次数が結びついているかを問うものです。引っかけの核心は三角形分布荷重に折れ線の図と組み合わせてある点で、正しくは滑らかな曲線です。

荷重が1次上がるごとに曲げモーメント図の次数も上がります。集中荷重が折れ線、等分布が2次、三角形分布が3次です。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢2(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:断面力図|せん断力と曲げモーメントの向き

各選択肢の正誤

5つの図をそれぞれ荷重の形と突き合わせます。次数だけを見れば1つずつ判定できます。

選択肢正誤解説
1 端Aにモーメント荷重/Aで最大でBでゼロの直線○(正しい)モーメント荷重は直線の図になる
2 中央が最大の三角形分布荷重/折れ線の図×(誤り)3次曲線になる。折れ線は集中荷重のとき
3 中央より右寄りに集中荷重/荷重点で折れる折れ線○(正しい)集中荷重は折れ線
4 中央に下向きPと右寄りに上向きP/+と−が入れ替わる折れ線○(正しい)集中荷重が2つで折れ点も2つ
5 中間にモーメント荷重/作用点で飛ぶ2本の直線○(正しい)モーメント荷重の位置で段差ができる

選択肢3と4はどちらも集中荷重で折れ線です。荷重の形が違うのに同じ図になっているのが2の誤りです。

選択肢2のポイント(ここが誤り)

荷重の形と図の次数は1段ずつ上がります。集中荷重なら曲げモーメント図は折れ線、等分布荷重なら2次曲線、三角形分布荷重なら3次曲線です。

せん断力図はそれぞれ1段低くなります。集中荷重なら段差のある直線、等分布なら直線、三角形分布なら2次曲線です。

平成30年度Ⅲ-8と令和3年度Ⅲ-5も三角形分布荷重の次数を論点にしています。年度をまたいで繰り返し出る型です。

覚え方

  • 集中荷重は折れ線、等分布は2次、三角形分布は3次
  • せん断力図はそれぞれ1段低い
  • モーメント荷重は作用点で段差ができる

理解度チェック

Q.

三角形分布荷重の曲げモーメント図は何次曲線か。

3次曲線です。等分布荷重なら2次になります。

Q.

モーメント荷重が中間に作用するとどんな図になるか。

作用点で値が飛び、2本の直線に分かれます。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成26年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」5ページ Ⅲ-8
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成26年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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