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令和6年度 一級建築士 構造 No.24を解説、制振・免震の鋼材ダンパーと上部構造剛性の誤りを見抜くポイント

令和6年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.24は、制振構造・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. 鋼材ダンパーの吸収効率(ブレース型と間柱型)
  2. 制振構造でダンパー塑性化まで接合部を弾性に保つ確認
  3. 免震構造と上部構造の水平剛性・床応答加速度
  4. オイル・粘性ダンパー(速度依存型)の減衰

※ 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)

鋼材ダンパーのエネルギー吸収効率の記述が逆なんです。ブレース型と間柱型を比べると、ブレース型のほうがエネルギー吸収効率が高くなります間柱型のほうが効率がよい、とするのは逆で、主架構の変形が直接伝わるブレース型が有利なんです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 鋼材ダンパーのエネルギー吸収効率はブレース型のほうが間柱型より高い(逆が誤り)
2 ○(正しい) 制振構造では、ダンパーが十分塑性化してエネルギーを吸収するまで接合部が弾性範囲にあることを確認する
3 ○(正しい) 免震構造は上部構造の水平剛性が大きくなると、上部構造の床応答加速度は小さくなる
4 ○(正しい) オイルダンパー・粘性ダンパーは速度に応じた減衰力を発揮し、上部構造の床応答加速度を抑制する

選択肢1の「ブレース型とするよりも間柱型とするほうがエネルギー吸収効率はよい」という記述が誤りで、正しくはブレース型のほうがエネルギー吸収効率が高いです。

選択肢1のポイント

鋼材ダンパーは変形することでエネルギーを吸収します。主架構(骨組)の変形がダンパーにそのまま伝わる構造が有利です。

ブレース型は斜め方向に取り付けるため、層間変位がほぼ直接ダンパーの軸方向変形に変換されます。間柱型は柱の間に鉛直に配置するため、主架構の水平変位を伝達する効率がブレース型より劣ります。だから間柱型のほうが効率がよいとするのは逆で、ザックリ言えばブレースは変位を直接もらえる、間柱は間接的なんです。

一方、正しい肢を整理すると、制振構造ではダンパーが十分塑性化するまで接合部が弾性範囲にあることを確認し(選択肢2)、免震構造は上部構造の水平剛性が大きいほど床応答加速度が小さく(選択肢3)、オイル・粘性ダンパーは速度に応じた減衰力で床応答加速度を抑制する(選択肢4)、という流れです。

覚え方

  • ダンパー吸収効率:ブレース型 > 間柱型(ブレースは変位を直接受ける)
  • ダンパー塑性化まで接合部は弾性/免震は上部剛性大で応答加速度小/オイルは速度依存

一問一答

Q.

制振構造の鋼材ダンパーについて、ブレース型と間柱型ではどちらのエネルギー吸収効率が高いか。

ブレース型のほうが高くなります。主架構の変形が直接ダンパーの変形に変換される割合がブレース型のほうが大きいためです。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和6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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