令和3年度 一級建築士 構造 No.24を解説、耐震・免震・制振構造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.24は、耐震構造・免震構造及び制振構造に関する問題です。
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
- 耐震性の評価（強度と靱性）と靱性が低い場合の対応
- 積層ゴムアイソレータの2次形状係数と座屈・水平剛性
- 積層ゴムのゴム1層の厚みと鉛直支持能力
- 履歴減衰型の制振部材の塑性化のさせ方
※ 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 | ○（正しい） | 耐震性は強度と靱性で評価し、靱性が低い場合は強度を十分に大きくする必要がある。正しい記述です。 |
| 2 | ○（正しい） | 積層ゴムの2次形状係数（全ゴム層厚に対するゴム直径の比）は、主に座屈荷重や水平剛性に関係する。正しい記述です。 |
| 3 | ×（誤り） | ゴム1層の厚みを大きくすると2次形状係数が小さくなり、鉛直支持能力は低下する。「向上させる」は逆で誤り。 |
| 4 | ○（正しい） | 履歴減衰型の制振部材は、大地震時に層間変形が小さい段階から塑性化させることが有効である。正しい記述です。 |
選択肢3は、ゴム1層の厚みを大きくすると鉛直支持能力が「向上する」とした点が誤りで、正しくはゴム1層を厚くすると2次形状係数が小さくなり、座屈しやすく鉛直支持能力は低下します。
選択肢3のポイント
選択肢3は、積層ゴムのゴム1層の厚みを変えると鉛直支持能力がどうなるか、が論点です。選択肢2の2次形状係数とセットで考えると見抜けます。
免震の積層ゴムは、薄いゴムと鋼板を交互に重ねた構造です。2次形状係数S₂は「全ゴム層厚に対するゴム直径の比」で、これが大きいほど（背が低くずんぐりしているほど）座屈に強く、鉛直支持能力が高くなります。
ここでゴム1層を厚くすると、全ゴム層厚が増えてS₂は小さくなります。すると座屈しやすくなり、鉛直支持能力は低下します。つまりゴム1層は薄く積層するほど鉛直方向に有利。選択肢3は「厚くすると向上する」と逆を述べているので誤りです。「ゴム1層は薄いほど鉛直支持に有利」と覚えましょう。
ザックリ言えば、ゴム1層を厚くすると2次形状係数が下がり、鉛直支持能力は低下するということです。
覚え方
- ゴム1層を厚くする＝2次形状係数が小さくなり座屈しやすく鉛直支持能力は低下
- 2次形状係数（全ゴム層厚に対するゴム直径の比）＝座屈荷重・水平剛性に関係
- 靱性が低い建築物＝強度を十分に大きくする
- 履歴減衰型ダンパー＝層間変形が小さい段階から早めに塑性化させると有効
一問一答
Q.
積層ゴムのゴム1層の厚みを大きくすると、鉛直支持能力は向上する？
逆です。ゴム1層を厚くすると2次形状係数が小さくなり、座屈しやすく鉛直支持能力は低下します。ゴム1層は薄く積層するほど鉛直支持に有利です。
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」
- 日本建築学会「免震構造設計指針」
※ この記事の確認日：2026年6月
正解：選択肢3（これが最も不適当な記述）
積層ゴムを構成するゴム1層の厚みを大きくすると、2次形状係数が小さくなり、座屈しやすく鉛直支持能力は低下します。だからゴム1層は薄く積層するほど鉛直支持・座屈に有利なんですね。選択肢3は「ゴム1層の厚みを大きくすると鉛直支持能力を向上させる」としているので逆で誤りです。
靱性が低ければ強度を大きくする・2次形状係数は座屈や水平剛性に関係する・履歴型ダンパーは早期に塑性化させると有効、はいずれも正しい。ゴム1層を厚くすると鉛直支持能力は低下すると押さえましょう。