令和3年度 一級建築士 構造 No.7を解説、地震時の振動に関する誤りを見抜くポイント
令和3年度 一級建築士試験 学科IV（構造）No.7は、地震時における建築物の振動に関する問題です。
この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。
この問題で問われていること
- 変位応答スペクトルと周期の関係
- 固有周期と水平剛性の関係
- 一次固有周期と二次固有周期の大小
- RC造とS造の内部粘性減衰の減衰定数
※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | ×（誤り） | 変位応答スペクトルは一般に周期が長くなるほど大きくなる。「小さくなる」は逆で誤り。 |
| 2 | ○（正しい） | 固有周期 T＝2π√(m/k) より、質量が同じなら水平剛性k が大きいほど周期は短くなる。正しい記述です。 |
| 3 | ○（正しい） | 一次固有周期は、二次固有周期に比べて長い。正しい記述です。 |
| 4 | ○（正しい） | RC造の内部粘性減衰の減衰定数は、一般に鉄骨造より大きい。正しい記述です。 |
選択肢1は、変位応答スペクトルが「周期が長くなるほど小さくなる」とする点が誤りで、変位応答スペクトルは一般に周期が長くなるほど大きくなります。
選択肢1のポイント
選択肢1は、変位応答スペクトルと周期の関係についての記述です。長周期側で大きくなるか小さくなるかが論点です。
応答スペクトルは、いろいろな固有周期の1質点系が地震動に対してどれだけ応答するかを、周期ごとに並べたものです。変位応答スペクトルで見ると、周期が長い（柔らかい）建築物ほどゆっくり大きく揺れるため、周期が長くなるほど応答変位は大きくなる傾向があります。
一方、加速度応答スペクトルは逆で、周期が長くなるほど小さくなる傾向です。設計用地震力（Rt など）が長周期側で低減されるのはこのためです。選択肢1は、変位応答スペクトルなのに加速度のような「長周期ほど小さい」を当てはめているので誤りですね。
ザックリ言えば、変位応答スペクトルは長周期ほど大きい・加速度応答スペクトルは長周期ほど小さいということです。変位と加速度で向きが逆と覚えましょう。
覚え方
- 変位応答スペクトル＝長周期ほど大きい／加速度応答スペクトル＝長周期ほど小さい
- 固有周期 T＝2π√(m/k)（剛性k大ほど短い・質量m大ほど長い）
- 一次固有周期＞二次固有周期
- 減衰定数はRC造＞S造（RCのほうが減衰が大きい）
一問一答
Q.
変位応答スペクトルは周期が長くなるほど小さくなる？
逆です。変位応答スペクトルは一般に周期が長くなるほど大きくなります。長周期ほど小さくなるのは加速度応答スペクトルです。
出典
- 建築技術教育普及センター「令和3年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV（構造）問題」
※ この記事の確認日：2026年6月
正解：選択肢1（これが最も不適当な記述）
変位応答スペクトルは、一般に周期が長くなるほど大きくなる傾向があります（長周期の建築物ほど大きく揺れて変位が増える）。選択肢1の「周期が長くなるほど小さくなる」は逆で誤りなんですね。なお加速度応答スペクトルは長周期ほど小さくなる傾向で、変位とは逆向きです。
固有周期と剛性・一次／二次固有周期・減衰定数の記述は、いずれも正しい。変位応答スペクトルは長周期ほど大きいと押さえましょう。