一級建築士 過去問
令和7年(2025年)
問90 (学科4(構造) 問20)
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問題
一級建築士試験 令和7年(2025年) 問90(学科4(構造) 問20) (訂正依頼・報告はこちら)
- 弾性支承梁理論の適用条件は、地震時の地盤変位が小さく、かつ、杭変形に影響を与える範囲の地盤がほぼ均一とみなせることである。
- 長い杭において、杭頭が回転拘束の場合、杭の曲げ剛性、杭幅及び杭に作用する水平力が同じであれば、水平地盤反力係数が大きいほど杭頭の曲げモーメントは小さくなる。
- 長い杭において、杭の曲げ剛性、杭幅及び杭に作用する水平力が同じであれば、水平地盤反力係数が大きいほど杭頭の水平変位は大きくなる。
- 応答変位法は、地震時の杭頭に作用する水平力と地盤変位を考慮して杭応力等を計算する方法であり、地震時に液状化しやすい軟弱地盤における杭の検討にも適用できる。
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この過去問の解説 (2件)
01
杭基礎に関する問題です。
正しいです。
弾性支承梁とは杭周辺の地盤を弾性のバネとして考え、応力を算定する方法です。
地震時の地盤変位が小さく、地盤がほぼ均一とみなせることが適用条件です。
正しいです。
杭頭が回転拘束されている場合、水平地盤反力係数が大きい(=地盤が硬い)ほど曲げモーメントは小さくなります。
誤りです。
水平力が同じ場合、水平地盤反力係数が大きい(地盤が硬い)ほど杭頭の水平変位は小さくなります。
正しいです。
軟弱地盤においては原則、応答変位法による杭の検討を行います。
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02
この問題で覚えておくポイントは以下のとおりです。
杭基礎の水平抵抗については、「水平地盤反力係数(地盤の硬さ)」と「杭の変形・応力」の関係を理解することが重要です。
水平地盤反力係数とは、杭が横方向に押されたときに地盤が抵抗する力の大きさを表す値で、値が大きいほど地盤が硬く、杭を支える力が大きくなります。
つまり、地盤が硬くなるほど杭の水平変位は小さくなるという点を判断できれば、正誤を見分けることができます。では問題をみてみましょう。
弾性支承梁理論は、杭を「地盤ばねで支持された梁」として扱い、杭に作用する水平力による変形や曲げモーメントを求める考え方です。
この理論を適用する場合、杭周辺の地盤が大きく変形したり、地盤条件が大きく変化したりすると、正確な評価が難しくなります。そのため、地震時の地盤変位が小さく、杭の挙動に影響する範囲の地盤が均一とみなせる場合に適用します。
正しい記述です。
正しい記述です。
水平地盤反力係数が大きいということは、地盤が硬く杭を強く支えるということです。
地盤が硬い場合、杭の変形は抑えられ、杭全体の曲げ変形も小さくなります。その結果、杭頭に生じる曲げモーメントも小さくなります。
ただし、杭頭が固定されている場合は、杭頭部に曲げモーメントが発生しやすいため、杭頭条件も重要な判断要素になります。
水平地盤反力係数が大きいほど地盤が硬く、杭を支える力が強くなります。
そのため、同じ水平力が作用する場合、杭の変形は小さくなり、杭頭の水平変位は小さくなるのが正しい関係です。
したがって、この選択肢が不適当です。
応答変位法は、地震時に発生する地盤の変形(地盤変位)と杭に作用する水平力を考慮して、杭の応力や変形を評価する方法です。
地震時に液状化する可能性がある軟弱地盤では、地盤変位の影響が杭に大きく作用するため、応答変位法を用いた検討が行われます。
正しい記述です。
この問題では、杭基礎の水平抵抗に関する基本的な考え方が問われています。
特に重要なのは、水平地盤反力係数が大きいほど地盤が硬く、杭の水平変位は小さくなるという関係です。
杭基礎の問題では、杭頭条件(固定・自由)、杭の長さ(短い杭・長い杭)、地盤条件(硬い地盤・軟弱地盤)によって杭の挙動が変化します。
それぞれの条件による「変位」「曲げモーメント」「地盤反力」の関係を整理して覚えておくことが重要です。
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