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-7 を解説、支圧接合に摩擦接合の説明が付けてある

令和元年度(再試験) 建設部門Ⅲ-7は、道路橋における鋼構造物の接合部について5つの記述を並べた設問です。

この問題のポイント

締付けで生じる摩擦力によって応力を伝えるのは、高力ボルト摩擦接合です。

選択肢4はその説明に支圧接合という名前が付いているので、そこが誤りです。支圧接合は、ボルト軸部のせん断と、ボルトが板を押す支圧で力を伝えます。

※ 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:溶接継手|開先と溶接の種類

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 構造詳細○(正しい)応力伝達が明確で、各材片に偏心がないようにする
2 溶接と高力ボルトの併用○(正しい)それぞれが適切に応力を分担するよう設計する
3 溶接継手と疲労○(正しい)溶接品質や応力状態が疲労耐久性に大きく影響する
4 支圧接合を摩擦力で説明×(誤り)その説明は摩擦接合のもの
5 最小縁端距離○(正しい)縁端部の破壊で継手強度が制限値を下回らない寸法にする

本文だけ読むと正しく見えるので、先頭の名前を確かめる必要があります。残る4つは構造詳細・併用継手・溶接と疲労・最小縁端距離で、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)

高力ボルト継手の3つの伝え方

★名前だけ入れ替える崩し方

令和5年度Ⅲ-7の選択肢4は、同じ内容が「高力ボルト摩擦接合は」で始まっていて正しい記述でした。この年度は先頭の名前を支圧接合に替えただけです。

本文が正しく読めても、名前を見落とすと取れません。組合せを問う設問だけでなく、こういう1語の入れ替えでも同じことが起きます。

摩擦接合と支圧接合の違い

摩擦接合はボルトを強く締めて、板と板の間に大きな摩擦力を作ります。力はその摩擦で伝わるので、ボルト自体はせん断を受けない前提です。

支圧接合は摩擦が滑ったあと、ボルト軸が板の孔に当たって力を伝えます。国内の道路橋では摩擦接合が標準で、支圧接合は限られた場面で使います。

最小縁端距離が要る理由

ボルト孔が板の縁に近すぎると、縁までの部分が引きちぎられます。ボルトが本来の強度を出す前に板が壊れると、継手として成立しません。

だから孔の中心から縁までの距離に下限を決めます。

覚え方

  • 摩擦接合=板と板の摩擦力、支圧接合=ボルトのせん断と支圧
  • 引張接合はボルト軸方向の引張
  • 説明が正しくても先頭の名前を確かめる

理解度チェック

Q.

摩擦力で応力を伝えるのはどの接合か。

高力ボルト摩擦接合です。支圧接合ではありません。

Q.

支圧接合はどう力を伝えるか。

ボルト軸部のせん断と、ボルトが板を押す支圧です。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和元年度(再試験) 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」3ページ Ⅲ-7

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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