1級土木施工管理技士 過去問
令和8年度
問4 (土木工学基礎 問4)

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問題

1級土木施工管理技士試験 令和8年度 問4(土木工学基礎 問4) (訂正依頼・報告はこちら)

下図の各部材の軸方向に、一対の荷重Pが断面全体に作用している場合、各部材に生じる軸方向応力σの値が、左側から小さい順に並べられているものはどれか。
ただし、部材の寸法は、a=200mm、(イ)及び(エ)の部材の厚さは、t=10mmとし、密度は均一なものとする。
問題文の画像
  • (ア) (ウ) (イ) (エ)
  • (エ) (ウ) (イ) (ア)
  • (ア) (イ) (ウ) (エ)
  • (エ) (イ) (ウ) (ア)

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この過去問の解説 (1件)

01

部材に引張荷重が作用するとき、部材の内部には軸方向応力が生じます。

選択肢1. (ア) (ウ) (イ) (エ)

正解です。

 

軸方向応力とは、部材を引っ張ったり押したりする力によって、断面の単位面積あたりに生じる力のことです。

軸方向応力σは、次の式で求めます。

σ=P/A

・σ:軸方向応力

・P:軸方向の荷重

・A:部材の断面積

 

今回の問題では、すべての部材に同じ荷重Pが作用しています。

そのため、断面積が大きいほど応力は小さく、断面積が小さいほど応力は大きくなります。

 

<(ア)の断面積>

(ア)は、中身が詰まった正方形の断面です。

A=a×a

=200×200

=40,000mm²

 

<(ウ)の断面積>

(ウ)は、中身が詰まった三角形の断面です。

A=a×a/2

=200×200/2

=20,000mm²

 

<(イ)の断面積>

(イ)は、厚さtの中空の正方形断面です。

外側の正方形から内側の空洞部分を引いて求めます。

A=a²−(a−2t)²

=200²−(200−2×10)²

=40,000−32,400

=7,600mm²

 

<(エ)の断面積>

(エ)は、厚さtの中空の三角形断面です。

外側の三角形から内側の空洞部分を引いて求めます。

同じ厚さtの中空断面で比較すると、(エ)は(イ)より断面積が小さくなります。

 

各部材の断面積を比較すると、

(ア)>(ウ)>(イ)>(エ)

となります。

したがって、軸方向応力が小さい順番は、

(ア)<(ウ)<(イ)<(エ)

です。

まとめ

軸方向応力を比較する問題では、次のポイントを覚えておくことが大切です。

・軸方向応力の式:σ=P/A

・荷重Pが同じ場合、断面積が大きいほど応力は小さくなります。

・断面積が小さいほど応力は大きくなります。

・中空の部材は、外側の断面積から空洞部分の断面積を引いて求めます。

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