技術士一次 力学ノート

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令和元年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-8 を解説、薄肉だから変形しやすい

令和元年度 建設部門Ⅲ-8は、鋼構造の一般的な特徴について5つの記述を並べた設問です。

この問題のポイント

鋼構造は薄肉で軽いので、変形は大きく、振動や騒音も出やすい側です。

選択肢5は「変形が小さく、振動・騒音を生じにくい」と書いていて、向きが逆です。薄いほど曲がりやすく、軽いほど揺れやすいという単純な話です。

※ 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5(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:鋼構造の特徴|薄肉で軽いことの表と裏

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。

選択肢正誤根拠
1 薄肉構造なので重量が軽い○(正しい)薄い板厚の鋼板を溶接で組み立てる。コンクリート構造より軽い
2 工場製作なので現場の工期が短い○(正しい)主な部材を工場内で作る
3 加工と接合が容易○(正しい)曲げ・切断ができ、溶接やボルトで接合できるので補修・補強に向く
4 さびやすい○(正しい)防食防錆の対策が要る
5 変形が小さく振動しにくい×(誤り)薄肉で軽いので変形も振動も大きい側

だから鋼橋では、たわみの制限や振動対策が設計項目に入ります。残る4つは重量・工期・加工と接合・防食の説明で、いずれも正しい記述です。

選択肢5のポイント(ここが誤り)

薄肉であることの表と裏

★令和4年度Ⅲ-8と同じ設問で、正答の番号が違う

令和元年度Ⅲ-8と令和4年度Ⅲ-8は、同じ5つの記述が並ぶ設問です。令和元年度の正答は選択肢5、令和4年度の正答は選択肢3でした。

文言が動くのは工場製作の記述だけで、令和元年度の「主な部材は工場内で製作されるため」が令和4年度は「主として工場内で製作されるため」になっています。

並び替えだけで番号が変わるので、番号を覚える意味はありません。覚えるのは「薄肉だから変形も振動も大きい」という向きです。

同じ「薄肉」から逆の結論を引いている

選択肢1は、薄肉構造だから重量が軽いと書いています。選択肢5は、同じ薄肉構造を根拠にして変形が小さいと書いています。

薄くて軽いものが変形しにくいという理屈は通りません。1つの設問の中で同じ性質から逆の結論が出ていたら、片方が誤りです。

鋼橋で振動が問題になる場面

歩道橋は人が歩く周期と橋の固有振動数が近づくと、揺れが目立ちます。自動車が通る橋でも、床版の振動が騒音として周辺に伝わります。

軽くて薄いという鋼構造の利点が、そのまま対策の必要につながっています。

覚え方

  • 鋼構造は薄肉で軽いぶん、変形も振動も大きい側
  • 薄いことの裏は局部座屈と騒音
  • 利点は工場製作・加工と接合のしやすさ・自重の軽さ

理解度チェック

Q.

鋼構造は変形しやすいか、しにくいか。

薄肉で軽いので変形しやすい側です。

Q.

なぜ振動や騒音が生じやすいか。

自重が軽く剛性が相対的に小さいので、揺れが起きやすいからです。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和元年度 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「令和元年度 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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