技術士一次 力学ノート

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平成30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2次と3次に分かれる

平成30年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8は、はりの断面力図に関する問題です。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、荷重の形と断面力図の次数の対応を問うものです。引っかけの核心は三角形分布荷重での2つの図の次数で、両方とも3次と書いてあります。

この設問は令和3年度Ⅲ-5に5つの記述が同じ内容で出ています。設問文は「最も不適切な」から「不適切な」に変わり、正答の番号も違います。

※ 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5(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:断面力図|荷重の形と図の次数

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。

選択肢正誤解説
1 曲げモーメント図の勾配=せん断力○(正しい)微分の関係がそのまま図に出る
2 集中荷重の作用点○(正しい)せん断力図は階段状、曲げモーメント図は折れ曲がる
3 集中モーメント荷重の作用点○(正しい)せん断力図は変化せず、曲げモーメント図が階段状
4 等分布荷重の区間○(正しい)せん断力図は直線、曲げモーメント図は2次曲線
5 三角形分布荷重で両方とも3次曲線×(誤り)せん断力図は2次曲線、曲げモーメント図が3次曲線

選択肢4を読めば、等分布荷重で「直線と2次」と1つずつ上がることが分かります。三角形ならそこからもう1つずつ上がるだけです。

選択肢5のポイント(ここが誤り)

荷重の形が1次上がるごとに、せん断力図も曲げモーメント図も次数が1つずつ上がります。等分布なら直線と2次、三角形なら2次と3次です。

せん断力は荷重を1回積分した量、曲げモーメントはもう1回積分した量なので、2つの図の次数は常に1つ違います。両方が同じ次数になることはありません。

令和3年度Ⅲ-5は5つの記述が同じ内容で、平成30年度の①②③が令和3年度で③④⑤へ回る巡回シフトです。正答は令和3年度が②でした。

覚え方

  • 2つの図の次数は常に1つ違う(せん断力<曲げモーメント)
  • 集中→階段と折線、等分布→直線と2次、三角形→2次と3次
  • 荷重の次数が上がれば両方とも1つずつ上がる

理解度チェック

Q.

三角形分布荷重の区間で2つの図はどうなるか。

せん断力図が2次曲線、曲げモーメント図が3次曲線です。

Q.

2つの図の次数が1つ違うのはなぜか。

せん断力は荷重を1回、曲げモーメントはもう1回積分した量だからです。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成30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30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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