一級建築士 過去問
令和7年(2025年)
問72 (学科4(構造) 問2)

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問題

一級建築士試験 令和7年(2025年) 問72(学科4(構造) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

図のような集中荷重Pを受ける梁A及びBの荷重点に生じるたわみδAとδBとの比として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、梁A及びBは同一断面で、全長にわたって等質等断面の弾性部材とし、自重は無視する。
δA:δB
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  • 1:1
  • 1:2
  • 1:3
  • 1:4

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この過去問の解説 (1件)

01

正しい比は、1:2です。
図を見ると、梁Aは長さlの片持ち梁で、先端に集中荷重Pがかかっています。梁Bは左端と中央で支持され、右にlだけ張り出した梁で、右端に集中荷重Pがかかっています。梁Aと梁Bは同じ材料・同じ断面なので、たわみは主に梁の支え方の違いで決まります。計算すると、δA=Pl^3/3EI、δB=2Pl^3/3EIとなるので、δA:δB=1:2です。

選択肢1. 1:1

これは誤りです。
梁Aと梁Bは同じ断面ですが、支え方が違うので、たわみは同じになりません。
梁Aは片持ち梁なので、先端たわみは

δA=Pl^3/3EI

です。
一方、梁Bは張り出し梁で、支点の位置が違うため、荷重点のたわみはこれより大きくなります。したがって、1:1にはなりません。

選択肢2. 1:2

これは正しいです。
梁Aは片持ち梁なので、先端たわみは

δA=Pl^3/3EI

です。
梁Bは、左端支点の反力が下向きP、中央支点の反力が上向き2Pとなります。そこから曲げモーメントを求めてたわみを計算すると、荷重点のたわみは

δB=2Pl^3/3EI

になります。
したがって、

δA:δB=(Pl^3/3EI):(2Pl^3/3EI)=1:2

となります。

選択肢3. 1:3

これは誤りです。
梁Bのたわみは梁Aの3倍ではありません。
実際には、梁AがPl^3/3EI、梁Bが2Pl^3/3EIなので、梁Bは梁Aの2倍たわみます。したがって、1:3にはなりません。

選択肢4. 1:4

これは誤りです。
梁Bの荷重点は、梁Aより大きくたわみますが、4倍までは大きくなりません。
計算結果は2倍なので、1:4は大きすぎます。

まとめ

この問題では、同じ断面・同じ材料でも、支え方が違うとたわみが変わることを押さえるのが大切です。
梁Aは片持ち梁の先端荷重、梁Bは張り出し梁の先端荷重です。図の形を正しく読み取って計算すると、

δA=Pl^3/3EI
δB=2Pl^3/3EI

となるため、比は1:2になります。

覚えておくポイントは、たわみの比較では、長さだけでなく支持条件がとても重要ということです。見た目が少し似ていても、支点の位置が変わると答えも変わるので、まずはどこで支えられている梁なのかをしっかり確認することが大切です。

 

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