建築士試験 解説ノート

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令和3年度 一級建築士 構造 No.21を解説、擁壁及び地下外壁の設計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.21は、擁壁及び地下外壁の設計に関する問題です。

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

  1. 擁壁の滑動の検討に用いる底面と地盤の摩擦係数
  2. 背面の等分布荷重による主働土圧への加算
  3. 地下外壁に作用する水圧の分布
  4. 地下外壁の設計に用いる静止土圧係数

※ 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。

正解:選択肢1(これが最も不適当な記述)

擁壁の滑動(横すべり)に抵抗するフーチング底面と地盤の摩擦係数は、土質によって異なります。砂質土と粘性土で値が違うんですね。選択肢1は「土質にかかわらず一定とした」としているので誤りです。

背面の等分布荷重に土圧係数を乗じて主働土圧に加える・水圧を三角形分布とする・静止土圧係数を0.5とする扱いは、いずれも正しい。滑動に用いる摩擦係数は土質によって異なると押さえましょう。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 滑動の検討に用いる底面と地盤の摩擦係数は土質によって異なる。「土質にかかわらず一定」は誤り。
2 ○(正しい) 背面の地表面に等分布荷重が加わる場合、鉛直応力の増加分に土圧係数を乗じた値を主働土圧に加える。正しい記述です。
3 ○(正しい) 常時の荷重として、地下外壁に作用する水圧を地下水位からの三角形分布として求める。正しい記述です。
4 ○(正しい) 信頼性の高い土質試験結果が得られないとき、静止土圧係数を土質にかかわらず0.5とするのは安全側で適当。正しい記述です。

選択肢1は、滑動の検討に用いる摩擦係数を「土質にかかわらず一定」とした点が誤りで、正しくは砂質土・粘性土など土質によって摩擦係数は異なります

選択肢1のポイント

選択肢1は、擁壁の滑動に抵抗する力を求める摩擦係数を、土質に関係なく一定にしてよいか、が論点です。同じ問題で選択肢4の静止土圧係数0.5(一定でよい)と扱いが対になっているのが引っかけです。

擁壁は背面の土圧で横すべりしようとし、これに底面と地盤の摩擦力が抵抗します。この摩擦力は「鉛直荷重×摩擦係数」で求めますが、摩擦係数は地盤の土質で変わります。砂質土粘性土では値が異なるので、土質にかかわらず一定にするのは誤りです。

一方、選択肢4の静止土圧係数は、信頼できる試験値がないとき安全側に0.5と置いてよいとされ、これは適当。摩擦係数(抵抗側)は土質で変わる、静止土圧係数(外力側)は試験値がなければ安全側に固定、という違いを押さえましょう。「摩擦係数は土質で変わる」が結論です。

ザックリ言えば、擁壁の滑動に用いる摩擦係数は土質によって異なる(一定にはできない)ということです。

覚え方

  • 滑動の摩擦係数=土質によって異なる(一定にできない)
  • 背面の等分布荷重=鉛直応力の増加分×土圧係数を主働土圧に加える
  • 地下外壁の水圧=地下水位からの三角形分布
  • 静止土圧係数=信頼できる試験値がなければ安全側に0.5でよい

一問一答

Q.

擁壁の滑動の検討で、底面と地盤の摩擦係数は土質にかかわらず一定としてよい?

できません。摩擦係数は砂質土・粘性土など土質によって異なるため、地盤の土質に応じた値を用います。試験値がなければ安全側に固定してよいのは静止土圧係数のほうです。

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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」
  • 日本建築学会「建築基礎構造設計指針」
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編集・解説

建築士試験 解説ノート編集部

建築業界の実務経験をもとに、一級・二級建築士試験の「構造」を過去問から整理しています。運営者情報

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