木造建築士試験 学科の試験 学科Ⅲ 建築構造 練習問題 第13問: 木造の住宅の床ばりを、スパン3.0mの単純ばりとみなす。はりには等分布荷重2kN/m(自重を含む)が作用し、断面は幅120mm・せい150mmの長方形で、せいの
学科Ⅲ 建築構造
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第13問
木造の住宅の床ばりを、スパン3.0mの単純ばりとみなす。はりには等分布荷重2kN/m(自重を含む)が作用し、断面は幅120mm・せい150mmの長方形で、せいの方向に曲げを受ける。最大曲げモーメントM=wL²/8、断面係数Z=bh²/6(b:幅、h:せい)、曲げ応力度σ=M/Zとするとき、はりの縁に生じる最大曲げ応力度として、正しいものはどれか。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 2. 5.0N/mm²
「5.0N/mm²」が正しい値です。最大曲げモーメントは M=wL²/8=2×3.0²/8=18/8=2.25kN·m で、N·mm に直すと 2.25×10⁶N·mm です。
断面係数は Z=bh²/6=120×150²/6=120×22,500/6=450,000mm³ です。よって σ=M/Z=2.25×10⁶/450,000=5.0N/mm² となります。
「10.0N/mm²」は、M を wL²/4 として 4.5kN·m を使った値です(Z に bh²/12 を使っても同じ値になります)。「6.25N/mm²」は、幅とせいを入れ替えて Z=150×120²/6=360,000mm³ とした値で、はりをせいの方向に使う意味を見落としています。
「20.0N/mm²」は、片持ちばりの式 wL²/2 で M=9kN·m とした値です。「0.5N/mm²」は、kN·m を N·mm に直すときに 10⁶ でなく 10⁵ を掛けた桁の誤りです。
単純ばりの等分布荷重は wL²/8、断面係数はせいの2乗に比例すると押さえれば、5.0N/mm² が求まります。
関連キーワード: 曲げ応力度・断面係数・単純ばり・等分布荷重・断面の決定
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