令和4年度 一級建築士 構造 No.18を解説、鉄骨構造の接合部に関する誤りを見抜くポイント
令和4年度 一級建築士試験 学科IV（構造）No.18は、鉄骨構造の接合部に関する問題です。
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
- 溶接における入熱量・パス間温度の管理
- ノンスカラップ工法と塑性変形能力
- 高力ボルト摩擦接合にせん断力と引張力が同時に作用する場合の耐力低減
- 片側ガセットに高力ボルト接合する山形鋼筋かいの有効断面積
※ 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） | 入熱量・パス間温度が大きすぎると溶接部の強度・靱性が下がるため、規定値より小さくなるよう管理する。正しい記述です。 |
| 2 | ○（正しい） | ノンスカラップ工法は応力集中の起点となるスカラップをなくすため、塑性変形能力の向上が期待できる。正しい記述です。 |
| 3 | ○（正しい） | 引張力が加わると摩擦面の押付け力が減るため、引張応力度に応じて許容せん断耐力を低減する。正しい記述です。 |
| 4 | ×（誤り） | 片側接合の山形鋼は、ボルト孔欠損に加えて突出脚の無効分も控除する必要がある。欠損分だけ引いた値では過大評価。 |
選択肢4は、有効断面積を全断面積からボルト孔欠損分だけ除いた値とする点が誤りで、正しくは突出脚の無効分も差し引いた値とします。
選択肢4のポイント
選択肢4は、ガセットプレートの片側に高力ボルト摩擦接合した山形鋼筋かいについて、降伏引張耐力の有効断面積を「全断面積からボルト孔の欠損分を除いた値」としています。片側接合という条件がカギです。
山形鋼の片方の脚だけをガセットに留めると、留めた脚にはまっすぐ応力が伝わりますが、反対側に飛び出した突出脚は接合面から離れているため、引張力が均等に伝わりません。応力が偏って流れるので、突出脚には使いきれない無効部分が生じます。
そのため有効断面積は、ボルト孔による欠損を引くだけでは不十分で、突出脚の無効分まで差し引いて評価します。両側を留めれば全断面が効きますが、片側接合では効かない部分が出る、と整理しておきましょう。片側接合は突出脚が効ききらないのがポイントです。
覚え方
- 片側ガセット接合の山形鋼は突出脚の無効分＋ボルト孔欠損を全断面積から差し引く
- 溶接の入熱量・パス間温度は規定値より小さく管理（大きいと強度・靱性が低下）
- ノンスカラップ工法＝スカラップをなくして応力集中を回避→塑性変形能力UP
- 高力ボルト摩擦接合は引張力が加わると押付け力が減る→許容せん断耐力を低減
一問一答
Q.
山形鋼筋かいをガセットの片側だけに接合するとき、有効断面積はどう求める？
全断面積から、ボルト孔の欠損分に加えて突出脚の無効分も差し引いて求めます。片側接合では突出脚に応力が伝わりきらないためです。
出典
- 建築技術教育普及センター「令和4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「鋼構造設計規準」
※ この記事の確認日：2026年6月
正解：選択肢4（これが最も不適当な記述）
片側だけで留める山形鋼は、突出した脚が十分に効かないんです。ガセットプレートの片側に高力ボルト摩擦接合した山形鋼筋かいは、接合した脚は効きますが、反対側に飛び出した突出脚には応力が伝わりきらず、無効になる部分が残ります。
ですから降伏引張耐力を求める有効断面積は、「全断面積からボルト孔の欠損を引いた値」だけでは足りず、さらに突出脚の無効分も差し引く必要があります。選択肢4はこの控除を行っていないので過大評価で誤りなんですね。片側接合の山形鋼は突出脚の無効分も控除すると押さえましょう。