技術士一次 力学ノート

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平成27年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8 を解説、摩擦力で伝えるのは摩擦接合

平成27年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8は、道路橋における鋼構造物及び鋼材に関する問題です。この問題では、5つの記述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、高力ボルト継手の2つの方式を区別できるかを問うものです。引っかけの核心は名前と伝達機構を入れ替えてある点で、説明そのものは摩擦接合として正しいものです。

残る4つは連結部の構造、防食、疲労耐久性、縁端距離です。いずれも正しい記述です。

※ 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4(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:溶接継手|のど厚と有効長の考え方

各選択肢の正誤

5つのうち4つは鋼橋の設計で言われていることです。誤りは接合方式の説明にあります。

選択肢正誤解説
1 連結部の構造は単純にして応力伝達が明確で、部材軸に偏心がない構造が望ましい○(正しい)設計の基本方針
2 鋼材は不可逆的に腐食するため表面被覆や表面改質など防せい・防食の処置を講じる○(正しい)放置すれば進む一方
3 溶接継手では溶接品質や応力状態が疲労耐久性に大きく影響する○(正しい)疲労は溶接部から進む
4 支圧接合は母材及び連結板を締付け、それらの間の摩擦力によって応力を伝達させる継手×(誤り)それは摩擦接合。支圧接合はせん断と支圧で伝える
5 ボルト孔の中心から板の縁までの最小距離は縁端部が先に破断しないように決める○(正しい)縁端距離の考え方

選択肢4の説明は摩擦接合としてなら正しいものです。名前だけを入れ替えた形になっています。

選択肢4のポイント(ここが誤り)

摩擦接合は高力ボルトで板を強く締め付け、板と板の間に生じる摩擦で力を伝えます。ボルト自体には力が直接かかりません。

支圧接合はボルトの軸部がせん断され、ボルトが孔の内側を押す支圧で力を伝えます。滑ってから力が伝わるので、変形が大きくなります。

平成28年度Ⅲ-8⑤は逆に、支圧接合の説明を正しく書いたうえで溶接との併用ができると誤らせています。同じ2方式を別の角度から問う形です。

覚え方

  • 摩擦力で伝えるのは摩擦接合
  • 支圧接合はボルトのせん断と支圧
  • 溶接と併用できるのは摩擦接合

理解度チェック

Q.

摩擦接合はどうやって力を伝えるか。

高力ボルトで締め付けた板と板の間の摩擦で伝えます。

Q.

支圧接合はどうやって力を伝えるか。

ボルト軸部のせん断と、ボルトが孔の内側を押す支圧で伝えます。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成27年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」6ページ Ⅲ-8
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成27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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