技術士一次 力学ノート

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令和元年度(再試験) 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5 を解説、斜材が交互なのはワーレントラス

令和元年度(再試験) 建設部門Ⅲ-5は、トラス構造について5つの記述を並べた設問です。

この問題のポイント

斜材の向きが交互に並ぶのはワーレントラスです。

選択肢4はその説明にハウトラスという名前が付いているので、そこが誤りです。ハウトラスの斜材は向きがそろっていて、中央へ向かって下がります。

※ 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4(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:トラスの軸力|節点法と断面法

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 トラスの定義○(正しい)両端をヒンジ結合した棒材を三角形に組んだ構造物
2 軸方向力のみ○(正しい)圧縮力または引張力だけが働き、曲げは生じない
3 節点法と断面法○(正しい)静定トラスの部材力を求める2つの方法
4 ハウトラスは斜材が交互×(誤り)交互なのはワーレントラス
5 平行弦と曲弦○(正しい)上弦材と下弦材が平行なら平行弦、そうでなければ曲弦

プラットトラスはその逆向きで、中央へ向かって上がります。残る4つはトラスの定義・軸方向力・解法・弦材の呼び方で、いずれも正しい記述です。

選択肢4のポイント(ここが誤り)

斜材の向きで見分ける

トラスに曲げが生じない理由

節点がヒンジなので、部材の端でモーメントを伝えられません。荷重も節点にだけ載ると仮定するので、部材の途中に力がかかりません。

その結果、部材には軸方向の力だけが残ります。選択肢2はこの前提をそのまま書いています。

節点法と断面法の使い分け

節点法は、1つの節点に集まる力の釣り合いを順に解いていく方法です。全部材の力を出すときに向いていますが、遠い部材まで届くのに手数がかかります。

断面法はトラスを仮想的に切って、切った面の3本ぶんをまとめて出す方法です。特定の1本だけ知りたいときは断面法が速く済みます。

★Ⅲ-5が計算でない年度

令和2年度から令和7年度までのⅢ-5は、曲げモーメントや座屈荷重を出す計算でした。この年度だけトラスの用語を問う形になっています。

番号と出題分野の対応は固まっていても、計算か用語かまでは固定されていません。

覚え方

  • 斜材が交互=ワーレン、中央へ下がる=ハウ、上がる=プラット
  • トラスは節点ヒンジ+節点載荷なので軸力だけ
  • 全部材なら節点法、1本だけなら断面法

理解度チェック

Q.

斜材の向きが交互なのはどのトラスか。

ワーレントラスです。ハウトラスではありません。

Q.

ハウトラスの斜材はどう並ぶか。

中央へ向かって下がる向きにそろいます。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和元年度(再試験) 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」2ページ Ⅲ-5

公益社団法人 日本技術士会「令和元年度(再試験) 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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