技術士一次 力学ノート

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平成29年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8 を解説、まわし溶接部は有効長に含めない

平成29年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8は、鋼橋の設計に関する問題です。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、溶接の有効長という考え方を分かっているかを問うものです。引っかけの核心はまわし溶接部を数えてよいかで、含めると書いてあります。

残る4つは風による振動、トラスの二次応力、そりねじり、隅角部の施工性です。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3(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つは正しい記述なので、誤っている1つを探します。溶接の話だけが数え方に踏み込んでいます。

選択肢正誤解説
1 アーチ橋の細長い吊材や支柱は風による有害な振動に注意する○(正しい)細長い部材は風で振動しやすい
2 トラスは格点剛結による二次応力をできるだけ小さくする○(正しい)理想はピン結合だが実際は剛結になる
3 まわし溶接部分も有効長に含める×(誤り)含めない。端部の応力集中を避けるための処理で耐力には数えない
4 箱形断面主桁ではそりねじりによる応力を一般に無視できる○(正しい)閉断面はねじり剛性が高くそりが小さい
5 ラーメン隅角部は溶接施工性が耐荷力や疲労強度に影響する○(正しい)組立時の作業性が品質に直結する

選択肢4は開断面なら成り立たない話です。箱形という条件が付いているので正しい記述になります。

選択肢3のポイント(ここが誤り)

まわし溶接は溶接の端部を回り込ませる処理で、端部の応力集中をやわらげるために行います。耐力として数えるための溶接ではないので、有効長からは外します。

そりねじりは開断面でねじったときに断面がゆがむ現象です。箱形のような閉断面はねじり剛性が高く、そりが小さいので無視できます。

トラスの格点は理想ではピン結合ですが、実際は溶接やボルトで剛結になります。そこで生じる曲げが二次応力で、できるだけ小さくする設計にします。

覚え方

  • まわし溶接部は有効長に入れない
  • 閉断面はそりねじりを無視できる
  • トラスの二次応力は格点剛結から出る

理解度チェック

Q.

まわし溶接部を有効長に含めない理由は何か。

端部の応力集中を避けるための処理で、耐力として数える部分ではないためです。

Q.

箱形断面でそりねじりを無視できるのはなぜか。

閉断面はねじり剛性が高く、断面のそりが小さいためです。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成29年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」4ページ Ⅲ-8
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成29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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