学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和7年度 学科Ⅳ（構造） 問26
問題・正答・学習用解説
問題
建築物の構造設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（4）
正答の考え方
RC耐力壁は、壁の面内で地震の水平力を受け、柱や基礎へ伝える板です。窓や扉の開口を設けると、その部分ではコンクリートが途切れるため、力は開口の周りを回って伝わります。同じ開口面積でも、横に長い開口と縦に長い開口では、残る壁の形と力の経路が違います。
例えば面積でも、幅・高さの開口と、幅・高さの開口では、壁の縦横の連続性へ与える影響が同じではありません。横に長ければ左右の壁をつなぐ部分などへの影響が変わり、縦に長ければ上下方向に残る壁や開口間の部材の働きが変わります。開口面積だけを考慮して長さ・高さを無視してよいという選択肢4が不適当です。
耐力壁の開口による低減は、面積だけでなく長さや高さに関する指標など、所定の方法で評価します。必要に応じて開口周囲の補強や壁・梁状部分の安全性も確認します。壁から材料を何％取り除いたかという単純な引算ではなく、残った部分がどのように曲げやせん断を受けるかを見るのがポイントです。他の選択肢は、横風の振動、PCの時間的損失、柱脚の抵抗機構の適切な扱いです。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）超高層建物の周囲では、風が左右へ交互に渦を作るなどして、風の進む向きと直角の方向にも周期的な力が働きます。平面形や圧力の偏りによってねじれ方向の振動も生じます。そのため、風下へ押す力だけで構造計算を終えず、直交方向とねじれの応答も考慮する必要があります。高さが大きく揺れの周期が長い建物では、風の変動との関係が重要です。平均の風向だけでなく、流れの変動と建物の振動の組合せを調べます。
選択肢2
（2）プレテンションも、コンクリートが必要な強度になってから鋼材の力をコンクリートへ移しますが、一般に比較的若い材齢でプレストレスを導入します。ポストテンションは硬化後に緊張するため、通常はそれより材齢が進んだ状態で導入され、クリープ等によるプレストレス減少率が小さくなる傾向があります。先に鋼材を緊張することと、まだ固まらないコンクリートへ圧縮を負担させることは違います。比較は通常の施工・導入条件を踏まえた一般的な関係です。
選択肢3
（3）露出柱脚は、柱下のベースプレートとアンカーボルトで基礎へ力を渡します。横力に対しては、圧縮力で押し付けられた接触面の摩擦と、アンカーボルトのせん断が抵抗します。ただし、それぞれが最大値を発揮する滑りなどの状態は一致するとは限らないため、最大耐力を単純に合算せず、所定の扱いで大きいほうを採ります。複数のアンカーボルトの耐力の和と、摩擦抵抗との比較であり、利用できる抵抗を全て無条件に足す計算ではありません。
選択肢4
（4）開口の面積が同じでも、幅と高さが変わると残る壁の形、曲げやせん断の力の流れ、開口の上下左右にある部材の負担が変わります。したがって面積だけで低減すればよいという扱いは不適当です。細長いスリット状の穴と正方形の穴を同じ面積だから同じ影響とみなすことはできません。規定の開口による低減では、面積・長さ・高さの各影響を確かめます。周囲へ鉄筋を入れた場合も、元の無開口壁と無条件に同じ耐力に戻るわけではありません。
周辺知識
壁を水平に押すと、内部では斜め方向に圧縮力が流れるほか、それと組み合わさる引張力などが生じます。開口があるとこの流れが途切れ、周辺へ回り込むため、開口の隅や残った細い部分へ応力が集中します。せん断耐力の計算は、失った面積の割合だけでは説明できないのです。
本問の他の構造でも「どの状態で、どの機構が働くか」が共通の視点です。風向直角の揺れは流れの時間変動、PCの損失は時間とともに進む材料の変形、柱脚の摩擦とボルトの抵抗は滑り方に依存します。見かけの力や材料の量を一つの数字へ足し合わせるだけでは、最大の応答や耐力を正しく表せません。
クリープは一定の圧縮力を受け続けるコンクリートの変形が時間とともに増える現象です。圧縮されたコンクリートがさらに縮むと、伸ばしていたPC鋼材が緩む方向になり、プレストレスが減ります。乾燥収縮や鋼材のリラクセーションも別に影響します。初めの力、長期に残る力、地震や風で最大となる力を、それぞれの時間と作用条件に対応させて考えます。