技術士一次 力学ノート

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令和4年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5 を解説、荷重と曲げモーメント図の組合せ

令和4年度 建設部門Ⅲ-5は、単純ばりABへの荷重の作用と曲げモーメント図の組合せから、誤っているものを選ぶ設問です。

この問題のポイント

荷重の分布の次数に2を足したものが、曲げモーメントの次数です。

集中荷重なら曲げモーメント図は直線で、荷重点が折れ点の三角形です。等分布荷重は0次の分布なので、曲げモーメント図は2次の放物線です。

※ 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(誤っているもの)

> この論点をやさしく解説:断面力図|せん断力と曲げモーメントの関係

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 集中荷重○(正しい)荷重点を頂点とする三角形。区間ごとに直線
2 上向きの集中荷重が加わる形○(正しい)符号が途中で変わり、折れ点を持つ直線
3 A端の集中モーメント○(正しい)端部で最大、他端で0になる直線
4 中間の集中モーメント○(正しい)作用点で段差ができ、その前後は直線
5 等分布荷重×(誤り)曲げモーメント図は放物線。三角形に描いてある

選択肢5は等分布荷重に三角形の図を組み合わせているので、そこで切れます。集中モーメントの図は、作用点で段差ができる直線です。

選択肢5のポイント(ここが誤り)

荷重の次数と図の次数

積分するたびに次数が1つ上がる

荷重を積分するとせん断力、せん断力を積分すると曲げモーメントです。等分布荷重は一定値なので、積分するとせん断力が直線、もう一度積分して放物線です。

集中荷重は区間内で荷重が0なので、せん断力が一定で曲げモーメントが直線です。図の形だけで荷重の種類が言えます。

集中モーメントは段差で見分ける

集中モーメントは、その点で曲げモーメントが不連続に飛びます。せん断力は変わらないので、図は段差のある直線です。

A端に作用する場合は段差が端に来るので、単純な直線に見えます。

覚え方

  • 集中荷重は三角形、等分布荷重は放物線と1組で覚えます。図が直線か曲線かを先に見れば、5つのうち1つはすぐ絞れます。

理解度チェック

Q.

等分布荷重の曲げモーメント図はどんな形か。

放物線です。2次曲線です。

Q.

集中荷重の曲げモーメント図はどんな形か。

荷重点を頂点とする三角形です。区間ごとの直線です。

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出典

公益社団法人 日本技術士会「令和4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-5

公益社団法人 日本技術士会「令和4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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