建築士試験 解説ノート

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令和5年度 一級建築士 構造 No.24を解説、耐震・制振・免震構造の特徴に関する誤りを見抜くポイント

令和5年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.24は、耐震・制振・免震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

  1. 制振構造のダンパーによる振動エネルギーの吸収
  2. 免震構造の上部構造の各階の層間変形
  3. 免震構造の長周期化による地震加速度の低減
  4. 鋼材ダンパーの分類(変位制御型/速度依存しない)

※ 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2(これが最も不適当な記述)

免震構造の上部構造の変形に関する記述が誤りなんです。免震構造は免震層の変形が大きい代わりに、上部構造自体は剛体に近い挙動を示します。各階の層間変形は小さくなるので、「大きくなる」とした選択肢2が最も不適当ということです。内部の非構造部材への影響が少ないのが免震の利点ですね。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 制振構造はダンパーで振動エネルギーを吸収し、構造体への入力エネルギーを低減する
2 ×(誤り) 免震構造の上部構造は剛体に近い挙動を示し、各階の層間変形は小さくなる(大きくなるとするのは誤り)
3 ○(正しい) 免震構造は固有周期を長周期化することで、構造体に伝わる地震加速度を低減する
4 ○(正しい) 鋼材ダンパーは鋼材の弾塑性変形によってエネルギーを吸収し、速度に依存しないため変位制御型ダンパーに分類される

選択肢2の「免震構造の上部構造では各階の層間変形が大きくなる」という記述が誤りで、正しくは上部構造の層間変形は小さくなり、建物内部への影響は少ないです。

免震構造で上部の層間変形が小さくなるのはなぜか

免震構造は、建物の下部に積層ゴム・鉛ダンパーなどの免震装置を設けた構造です。地震時の変形の大部分が免震層に集中して発生します。

免震層が大きく変形することで、上部構造は地盤の揺れから切り離された状態になります。上部構造全体がほぼ一体に動くため、各階の相対変位(層間変形)は非常に小さくなります。ザックリ言えば、免震層が全部の揺れを引き受けて、上部は揺れを素通りするということです。

正しい肢を整理すると、制振構造はダンパーで振動エネルギーを吸収して入力を低減し(選択肢1)、免震は固有周期を長周期化して地震加速度を低減し(選択肢3)、鋼材ダンパーは弾塑性変形でエネルギーを吸収する速度非依存の変位制御型(選択肢4)、という流れです。

覚え方

  • 免震:免震層が大変形 → 上部構造の層間変形は小さい(長周期化で加速度も低減)
  • 制振=ダンパーでエネルギー吸収/鋼材ダンパーは変位制御型(速度に依存しない)

一問一答

Q.

免震構造において、地震時の上部構造の各階の層間変形は耐震構造と比べてどうなるか。

小さくなります。変形の大部分が免震層に集中するため、上部構造自体は剛体に近い挙動を示して各階の層間変形が抑えられます。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和5年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV(構造)問題」
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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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