2 構造力学、鋼構造コンクリート/問題3 専門科目 建設部門/技術士第一次試験


構造力学/問題3 専門科目 建設部門/これだけ項目集 1

1技術士 3専門 建設  H30-05  H26-06  H25-07
長方形の断面諸量1

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・断面係数、Zx = b・d^2/6 で表される。
・断面二次半径は、rx=√(Ix/A) で表される。
  (断面二次モーメントIx と断面積Aの比の二乗根) で表される。
・断面二次モーメントは、Ix = b・d^3/12 で表される。

・高さdを3倍、幅bを3倍にすると、断面積は9倍になる。
・高さdを3倍にすると、図示の軸に関する断面係数は9倍になる。
・幅b3倍にすると、図示の軸に関する断面二次半径は1倍になる。
・幅b3倍にすると、図示の軸まわりの断面二次モーメントは3倍になる。
・高さdを3倍、幅bを3倍にすると、軸まわりの断面二次モーメントは81倍になる。

1技術士 3専門 建設  H27-05
長方形の断面諸量2

 下図に示す断面の面積はAであり、x軸とy軸は断面の図心軸を通るものとする。

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・x軸に関する断面一次モーメントは、Gx=∫AydA で表される。
・y軸に関する断面二次モーメントは、Iy=∫Ax^2・dA で表される。
・y軸に関する断面一次モーメントは、Gy=0 である。
・x軸に関する断面二次半径は、rx=√(Ix/A) で表される。
 (断面二次モーメントIx と断面積Aの比の二乗根) で表される。
・x軸に関する断面二次モーメントは、Ix=9a^4 である。

・断面一次モーメントは、任意の軸に対して平面図形の面積と、その図形の図心から軸までの距離を乗じたもので表される。
・断面二次モーメントは、任意の軸に対して微小面積と、その図形の図心から軸までの距離の二乗を乗じたものの総和で表される。
・断面二次半径は、断面二次モーメントIx と断面積Aの比の二乗根で表される。

1技術士 3専門 建設  H29-05
各断面の断面二次モーメント

 下図の各断面で、点線で示す図心軸まわりの断面二次モーメントの値は、次のように計算される。

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① Ix = d × d^3/12 = d^4/12 = 0.08d^4
② Ix = d × d^3/12 = d^4/12 = 0.08d^4
③ Ix = π・d^4/64 = 0.05d^4
④ Ix = π・(1.5d)^4/64 - π・d^4/64 = 0.20d^4  … 最大値
⑤ Ix = d × d^3/36 = d^4/36 = 0.03d^4     … 最小値

1技術士 3専門 建設  H28-05  H24-07
台形の図心からの距離

 下図に示すような台形ABCDがある。台形ABCDの∠DAB及び∠ABCは直角とする。下図の台形の図心Oの辺BCからの距離h0 を求める。

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・断面一次モーメントとは、ある任意の微小面積と軸(x or y)からその面積の中心距離を乗じて足し合わせたものである。
・台形ABCDの断面一次モーメント I0 = {(2L×4L)×3L×1/2)}×h0
                               = 9L^2×h0
・三角形ABDと三角形BCDに別けて、断面一次モーメントを求める。
・三角形ABDの断面一次モーメント I1 = {(2L×3L)/2}×(3L×2/3) = 6L^2
・三角形BCDの断面一次モーメント I2 = {(4L×3L)/2}×(3L×1/3) = 6L^2
・I0=I1+I2より、 9L^2×h0 = 12L^3
・よって、台形の図心Oの辺BCからの距離は、 h0 = 12L^3/9L^2 = 4L/3

1技術士 3専門 建設  H30-08
はりの断面力図

・曲げモーメント図の勾配(接線の傾き)は、その点のせん断力に等しい。
・集中荷重の作用点では、せん断力図は階段状に変化し、曲げモーメント図は折れ曲がる。
・集中モーメント荷重の作用点では、せん断力図は変化せず、曲げモーメント図は階段状に変化する。
・等分布荷重の区間では、せん断力図は直線、曲げモーメント図は2次曲線となる。
・三角形分布荷重の区間では、せん断力図は2次曲線、曲げモーメント図は3次曲線となる。

1技術士 3専門 建設  H29-07  H26-07  H24-08
片持ばりの先端のたわみ1

 長さ3L[mm]の片持ばりの先端に集中荷重P[N]が、鉛直下向きに静的かつ弾性内で作用している。はりの断面二次モーメントはI[mm4]、ヤング率はE[N/mm2]であり、せん断変形は無視するものとする。この片持ばりの先端のたわみδ[mm]を求める。

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長さ3L[mm]なので、片持ばりの先端のたわみは以下のように求められる。
・片持ばりの先端たわみ δ = P・(3L)^3 / 3・E・I = 9PL^3/EI [mm]

1技術士 3専門 建設  H25-08
片持ばりの先端のたわみ2

 下図に示す全長に渡りEIが一定な片持ばりACの先端Cに集中荷重4Pが鉛直下向きに作用したとき、先端CからL/3の位置の点Bのたわみはδp であった。集中荷重は静的かつ弾性限界内で作用し、はりのせん断変形は無視するものとする。
 この片持ばりの点Bに集中荷重2Pが作用するとき、片持ばりの先端Cのたわみδc を求める。

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・先端Cのたわみδc と、点Bのたわみδp の関係を問う問題であるため、
 先端Cのたわみδc と、点Bのたわみはδp を個別に求めることとする。

・先端Cから L/3 の位置の点Bのたわみはδp は、
  δp = - 4P/6EI×(8L^3/27 - 12L^3/9) = - 4P/6EI×(-28L^3/27)
    = 56PL^3/81EI
・片持ばりの先端Cのたわみδc は、
  δc = 16PL^3/81EI + (4PL^2/9EI×1/3×L) = 16PL^3/81EI + 12PL^3/81EI
    = 28PL^3/81EI

・よって、δc = δp/2

(別解:)
 一般に自由端における荷重をp、はりの長さをL、縦弾性係数をE、断面二次モーメントをIとすると、片持ちはりのたわみは、自由端Aで δA = pL^3/3EIである。
 また、そのときのB点のたわみは、載荷点からB点までの距離をlとすると、
δB = p/6EI(2L^3-3L^2l+l^3)となる。
 ここで荷重 p=4P,l=1/3Lであることから、δB = 4P/6EI×28L^3/27=δpとなる。
 一方、固定端からxの距離にある中間点に載荷した場合の自由端のたわみ量は、
δA = px/6EI×(3L-x)となる。
 ここで、p=2P,x=2/3Lなので、δc = 4P/6EI×14L^3/27 = 1/2δp となる。

1技術士 3専門 建設  H27-07
等分布荷重と梁の曲げモーメント

 下図に示すように、長さL[m]の梁ABの全体に等分布荷重q[N/m]が作用している。ただし、点Cは点AからL/4[m]の距離にある点である。
この梁ABについて、点Cに発生する曲げモーメントMc[N・m]を求める。

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・A点における反力をRA、B点における反力をRB とすると、
  RA = RB = 1/2・q・L [N]
・A点からL/4[m]の距離にあるC点における曲げモーメントMcは、
  Mc = RA・(L/4) - q・(L/4)・1/2・(L/4)
    = 1/2・q・L・(L/4) - q・(L/4)・1/2・(L/4)
    = qL^2/8 - qL^2/32
    = 3qL^2/32 [N・m]

1技術士 3専門 建設  H26-08  H25-09  H24-09
単純ばりの荷重と曲げモーメント図

 単純ばりABへの荷重の作用と曲げモーメント図の組合せは、次の通りである。

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1技術士 3専門 建設  H27-06
柱の座屈

・座屈荷重は、部材長と端部の条件できまるめ、材料の降伏応力の影響は受けない。
・材料のヤング率が大きいほど、座屈荷重は大きくなる。
・座屈荷重は、柱の長さや境界条件(端末条件)の影響を受ける。
・両端ヒンジの柱の座屈モードは、1/2波の正弦曲線となる。
・座屈による最大たわみの値は、柱の座屈モードだけでなく、部材長や端部の条件、材料のヤング率などの影響を受ける。

1技術士 3専門 建設  H28-07
支持ごとの柱の有効座屈長

 下図に示す異なる支持条件の柱(圧縮材)について、柱の長さは全て同じものとして、それそれの有効座屈長を求める。

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① 両端固定 :        有効座屈長 Le=0.5L  …最小値
② 一端固定、一端ヒンジ :  有効座屈長 Le=0.7L
③ 両端ヒンジ :       有効座屈長 Le=1.0L
④ 両端固定、一端移動自由 : 有効座屈長 Le=1.0L
② 一端固定、一端自由 :   有効座屈長 Le=2.0L  …最大値

1技術士 3専門 建設  H29-06
平面構造物の支点

・ローラー支点はローラー方向に移動自由であり、回転することもできる。
・回転支点では移動は拘束されるが、回転は自由である。
・固定端では移動、回転ともに拘束される。
・鉛直沈下に抵抗するばねで支えられた弾性支点では、支点の鉛直変位に比例する支点反力が生じる。
・回転運動に抵抗するばねで支えられた弾性支点では、支点の回転角に比例する支点反力が生じる。

1技術士 3専門 建設  H28-06
トラス構造

・トラスとは、まっすぐな棒状の部材の両端をピン結合して組み立てた構造物であり、三角形の骨組みを基本とする。
・トラスの構成部材は、圧縮材と引張材になる。
・静定トラスの部材力を求める方法として、節点法や断面法などがある。
・トラス橋の上弦材と下弦材が平行に配置されているものを平行弦トラス橋、そうでないものを曲弦トラス橋と呼ぶ。
・静定トラスでは、力のつり合い条件式のみにより、支点反力・部材力を算定できる。

鋼構造/問題3 専門科目 建設部門/これだけ項目集 2

1技術士 3専門 建設  H30-06
鋼材の腐食と防食

・塗装は、鋼構造物を腐食から護るために広く用いられている防食法であり、鋼材表面に形成された塗膜が腐食因子である酸素と水や腐食促進物質である塩化物イオンなどの侵入を抑制して鋼材を保護する。
・厚膜被覆は、ゴムやプラスチックなどの有機材料を1mm以上の厚膜に被覆した長期間の耐食性を有する防食法であり、主として港湾・海洋鋼構造物の飛沫・干満部の防食に用いられる。
・溶融めっきは、溶融した金属浴に鋼材を浸漬させ、鋼材表面にめっき皮膜を形成させる防食法であり、めっき材に用いる金属として亜鉛、アルミニウム、亜鉛・アルミニウム合金などがある。
・金属溶射は、鋼材表面に溶融した金属材料を溶射して形成した溶射皮膜が腐食因子や腐食促進物質の鋼材への到達を抑制して鋼材を保護する防食法である。溶射直後の皮膜には多くの気孔が存在し、この気孔に水分などの腐食因子が侵入し不具合が生じることを防ぐため、金属溶射後に封孔処理が必要となる。
・耐候性鋼材は、リン、銅、ニッケル、クロムなどを少量添加した低合金鋼材であり、適度な乾湿の繰返しを受け、塩化物イオンのほとんどない環境で鋼材表面に形成される緻密な保護性錆により腐食の進展を抑制する。
耐候性鋼材は、塩分量が多い環境、湿潤状態が継続する環境では、緻密なさび層は形成されないが、著しい腐食や層状剥離さびが発生する。

1技術士 3専門 建設  H30-07  H26-09-5
溶接継手の設計

・溶接継手の組立方法、溶接順序を十分考慮し、できるだけ作業性や効率的に優れる下向き溶接が可能な構造とする。
・連結部の構造はなるべく単純にし、応力の伝達を明確にする。溶接の集中、交差は避け、必要に応じてスカラップ(切欠き)を設ける。
・構成する各材片においてなるべく偏心がないようにし、できるだけ板厚差の少ない組合せを考える。
・溶接継手の設計に当たっては、溶接が集中しないこと、確実に施工できること、検査しやすいようにすること等の点について考慮する。
・有害な応力集中を生じさせない。また、必要な溶接サイズを確保した上で、できるだけ溶接量は少なくする。
・衝撃や繰返し応力を受ける継手はできるだけ全断面溶込みグルーブ(開先)溶接にする。

1技術士 3専門 建設  H28-08  H27-08  H26-09-1  H25-10  H24-10
鋼橋部材の連結

・連結部の構造はなるべく単純にして、構成する材片の応力伝達が明確で、部材軸に対してなるべく偏心がないような構造が望ましい。
・鋼材は自然環境中において不可逆的に腐食又はさび化していくため、表面被覆、表面改質など、適切な防せい・防食の処置を講じる必要がある。
・溶接継手では、溶接品質や溶接部の応力状態が疲労耐久性に大きく影響する。
・ボルトの最大中心間隔は、ボルト間の材片が局部座屈することなく、かつ材片の密着性が確保できる寸法以下に定められている。
・完全溶込み開先溶接における溶接部の有効厚(理論のど厚)は、ビード仕上げをするとしないとにかかわらず母材の厚さとする。
・連結部の構造はなるべく単純にして、構成する材片の応力伝達が明確な構造になるようにする必要がある。
・ボルト孔の中心から板の縁までの最小距離は、ボルトがその強度を発揮する前に縁端部が破断しないように決める必要がある。

・高力ボルト支圧接合では、応力の伝達がボルトのせん断変形によって行われる。
・高力ボルト支圧接合と溶接では、力と変位の関係が異なっているため、溶接と高力ボルト支圧接合とは併用してはならない。

・高力ボルト接合は、高引張鋼によるボルトを用いたボルト接合をいう。
・摩擦接合、引張接合、支圧接合の3種類がある。
・摩擦接合は、高力ボルトで母材及び連結板を締付け、それらの間の摩擦力によって応力を伝達させる方法である。
・引張接合は、高力ボルトで母材及び連結板を締付け、ボルトの軸方向に応力を伝達する接合方法である。
・支圧接合は、高力ボルトで母材及び連結板を締付けて得られる接合材間の摩擦抵抗と、ボルト軸部のせん断抵抗と、接合材の支圧力を、ボルト直角方向に応力を伝達する接合方法である。

1技術士 3専門 建設  H30-09  H27-09  H24-11
道路橋の設計

・活荷重は、大型自動車の走行頻度に応じて、A活荷重及びB活荷重に区分されている。
・高速自動車国道や一般国道など基幹的な道路網を構成する幹線道路には、大型車の走行頻度が比較的高い状況を想定したB活荷重を適用する。
・その他の市町村道については、大型車自動車の交通に応じてA活荷重またはB活荷重を適用する。

・連続げたやラーメン構造の橋脚のような不静定構造物では、地盤沈下等のために生じる基礎構造物の沈下、水平移動、回転等によって生じる支点移動によって、部材応力度が増加するので、この影響を設計で考慮する。
・温度変化により、橋には伸縮やそり等の変形が生じる。設計に用いる温度変化の範囲は、必ずしも一律に定める必要はなく、構造物の種類、架橋地点の環境条件、部材の材質、寸法等を考慮し検討を加えた場合には、実状に応じて定めることができる。
・活荷重の載荷に際しては、橋面の凹凸、車両の加速・減速などの要因によって静荷重よりも大きな影響が橋の構造に与えられるので、これらによる衝撃の影響を考慮する。
・吊橋の主ケーブル及び補剛桁を設計する際には衝撃の影響は考慮しない。
・コンクリート構造全体の温度変化を考慮する場合の温度昇降は、一般に、基準温度から地域別の平均気温を考慮して定める。

1技術士 3専門 建設  H30-09-4  H29-09  H27-09-4  H26-10
道路橋床版の設計

・床版の設計にはT荷重を用いる。
・このT荷重は、車両の隣り合う車軸を1組の集中荷重に置き換えたものである。
・床版及び床組を設計する場合の活荷重は、車道部分に集中荷重のT荷重を載荷し、歩道等には群集荷重として5.0kN/m^2の等分布荷重を載荷する。

・鋼コンクリート合成床版は、鋼板や型鋼等の鋼部材とコンクリートが一体となって荷重に抵抗するよう合成構造として設計される。
・床版は、自動車輪荷重を直接支えるものであるため、その耐久性は輪荷重の大きさと頻度、すなわち大型の自動車の走行台数の影響を大きく受ける。
・鋼床版とは、縦リブ、横リブでデッキプレートを補剛したものであり、鋼床版は縦桁、横桁等の床組構造又は主桁で支持される。
・合成桁の床版のコンクリートは、一般に主桁作用としての応力と床版作用としての応力を同時に受ける。

1技術士 3専門 建設  H28-09  H25-11
道路橋の維持管理

・道路橋は、建設後50年以上経過する施設の割合が、今後20年間で加速度的に高くなる見込みであり、戦略的に維持管理・更新することが求められる。
・橋梁の床版は通行車両を直接支持し、床組・主構造に荷重を伝達する部材であり、その損傷は車両の走行性に大きく影響する。
・耐震設計上有利となるだけでなく、橋梁全体の振動や伸縮装置部の衝撃音を緩和できることから、単純桁の連続化が行われる。
・伸縮装置に段差、破損、はがれ、亀裂などが発生すると、衝撃音の発生や走行性に悪影響を与える。
・建設に要する初期コストだけでなく、維持管理、架け替えを含めたトータルのコストをLCC(Life Cycle Cost)という。
・BMS(Bridge Management System)とは、橋梁の長寿命化計画のことであり、計画的で効率的な維持管理を行い運営していく橋梁マネジメントシステムである。

1技術士 3専門 建設  H29-08
鋼橋の設計

・アーチ橋において、細長い吊材や支柱では、風によって有害な振動が発生しないように注意しなければならない。
・トラスの設計に当たっては、格点剛結の影響による二次応力をできるだけ小さくするように配慮する必要がある。
・すみ肉溶接でまわし溶接を行った場合には、まわし溶接部分は有効長に含めないものとする。
・箱形断面主桁を用いる場合には、設計上、ねじりモーメントを考慮する場合でも、一般にそりねじりによる応力を無視することができる。
・ラーメン隅角部では、組立時の作業性、特に溶接施工性が構造物の耐荷力や疲労強度に及ぼす影響も大きいので、これらについても設計時に十分配慮しなければならない。

1技術士 3専門 建設  H26-09
鋼構造物の設計

・引張力を受ける部材にボルト孔が設けられる場合の有効断面積には、幅と板厚の積からボルト孔の断面積を引いた純断面積を用いる。
・部材が薄板により構成される場合には、面内に圧縮応力が作用しても座屈が生じないように補剛設計が行われる。
・鋼橋の設計において、鋼材は弾性限度内において応カ-ひずみは直線的に比例するものと仮定する。

コンクリート/問題3 専門科目 建設部門/これだけ項目集 3

1技術士 3専門 建設  H30-10
コンクリートの強度1

・コンクリートの強度は、一般には材齢28日における標準養生供試体の試験値で表す。
・コンクリートの圧縮強度の試験値が設計基準強度を下回る確率は、土木構造物では一般には5%以下という値が用いられる。
・コンクリートの空気量は、粗骨材の最大寸法、その他に応じ、練上がり時においてコンクリート容積の4~7%を標準とする。
・コンクリートを練り混ぜてから打ち終わるまでの時間は、外気温が25℃以下のときで2時間以内、25℃を超えるときで1.5時間以内を標準とする。

1技術士 3専門 建設  H26-12  H25-14-5
コンクリートの強度2

・コンクリートから水分が失われるときに生じる容積変化を乾燥収縮といい、乾燥収縮ひずみは、部材の寸法(容積の表面積に対する比)に反比例する。
・コンクリートのクリープは、湿度が小さいほど、部材の寸法(容積の表面積に対する比)が小さいほど大きい。
・コンクリートの引張強度は、圧縮強度や曲げ強度に比べて低く、圧縮強度の約
1/10~1/13 である。
・時間とともにセメントの水和反応が進行するに従って、コンクリートの強度は大きくなる。

1技術士 3専門 建設  H27-11  H25-13
コンクリートの性質1

・ワーカビリティーは、一般にフレッシュコンクリートの変形のしやすさ及び材料分離に対する抵抗性から定まる。
・コンクリートの打継目は、塩分や水が浸透しやすく防食上の弱点となりやすい。
・コンクリートは、打込み後ごく早い時期に直射日光や風等により表面だけが急激に乾燥するとひび割れが生じる。

1技術士 3専門 建設  H25-14
コンクリートの性質2

・コンクリートのワーカビリティーの判定に用いられるスランプ試験やスランプフロー試験は、JISに規定されており、現場において簡便に行うことのできる方法として普及している。
・微細な空気を混入したコンクリートは、ワーカビリティーやブリージングの改善、単位水量の減少、凍結融解の抵抗性の向上などの利点をもつことから、人工的にAE剤を混入させてAEコンクリートとしている。
・一般の土木工事に使用されるコンクリートの圧縮強度は、18~24N/mm2 程度であるが、高強度コンクリートと呼ばれるコンクリートの圧縮強度は、日本建築学会JASS5では設計基準強度が36 N/mm2 を超えるコンクリート、土木学会コンクリート標準示方書では設計基準強度が60 N/mm2 を超えるコンクリートとされている。

1技術士 3専門 建設  H30-10-3  H28-10  H26-12-3  H26-13  H25-14-4   H24-12   H24-14-1
水セメント比

・コンクリートの圧縮強度は、一般に水セメント比が大きくなるほど小さくなる。
・コンクリートの中性化速度は、一般に水セメント比が大きくなるほど早くなる。
・コンクリートの耐久性や水密性は、一般に水セメント比が大きくなるほど低下する。
・コンクリートの圧縮強度は、一般に水セメント比が小さいほど大きくなり、コンクリートの耐久性も向上する。

・コンクリートの凍害対策の1つとして、水セメント比を小さくすることが挙げられる。
・コンクリートの引張強度は、一般に「コンクリートの割裂引張強度試験方法」によって求める。
・コンクリートの乾燥収縮は、一般に単位水量が多いほど大きくなる。

・水セメント比は、65%以下で、かつ、コンクリートに要求される強度、コンクリートの劣化に対する抵抗性並びに物質の透過に対する抵抗性等を考慮して、これらから定まる水セメント比のうちで最小の値を設定する。
・土木コンクリート構造物の耐久性を向上させるため、一般の環境条件の場合のコンクリート構造物に使用するコンクリートの水セメント比は、鉄筋コンクリートについては 55% 以下、無筋コンクリートは 60% 以下とする

1技術士 3専門 建設  H30-11  H29-10  H27-10
コンクリートの劣化現象

・凍害とは、コンクリート中の水分が凍結と融解を繰返すことによって、コンクリート表面からスケーリング、微細ひび割れ及びポップアウト等の形で劣化する現象をいう。
・塩害とは、コンクリート中の鋼材の腐食が塩化物イオンにより促進され、コンクリートのひび割れや剥離、鋼材の断面減少を引き起こす劣化現象をいう。
・アルカリシリカ反応とは、骨材中に含まれる反応性を有するシリカ鉱物等がコンクリート中のアルカリイオンと反応して、コンクリートに異常な収縮やひび割れを発生させる劣化現象をいう。
・中性化とは、二酸化炭素がセメント水和物と炭酸化反応を起こし、細孔溶液中のpHを低下させることで、鋼材の腐食が促進され、コンクリートのひび割れや剥離、鋼材の断面減少を引き起こす劣化現象をいう。
・床版の疲労とは、道路橋等の鉄筋コンクリート床版が輪荷重の繰返し作用によりひび割れや陥没を生じる現象をいう。
・化学的侵食とは、酸性物質や硫酸イオンとの接触によりコンクリート硬化体が分解したり、化合物生成時の膨張圧によってコンクリートが劣化する現象をいう。
・すりへりとは、流水や車輪等の摩耗作用によってコンクリートの断面が時間とともに徐々に失われていく現象をいう。

1技術士 3専門 建設  H26-11
セメントの種類と選定

・工事に用いるセメントは、構造物の種類、断面寸法、位置、気象条件、工事の時期、工期、施工方法等によって、所要の性能のコンクリートが経済的に安定して得られるように選ぶ必要がある。
・JISに品質が規定されたセメントは、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、エコセメントがある。

1技術士 3専門 建設  H29-11  H26-11  H25-12  H24-13
ポルトランドセメント

・ポルトランドセメントには、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩の6種類がある。
・我が国では、普通ポルトランドセメントが最も汎用的に使用されている。一方、フライアッシュセメントの使用量は普通ポルトランドセメントの1%にも満たない量である。

・早強ポルトランドセメントは、水和熱が大きいため、温度ひび割れが発生しやすい。
・高温環境下で早強ポルトランドセメントを用いると、凝結が早いためコンクリートにこわばりが生じて均しが困難になったり、コールドジョイントが発生しやすくなったりすることがある。
・早強ポルトランドセメントは、日平均気温が4℃以下になることが予想される場所での工事、工期が短い工事、初期強度を要するプレストレストコンクリート工事に使用される。

・寒中コンクリート工事、工期が短い工事、初期強度を要するプレストレストコンクリート工事等には、早強ポルトランドセメントが使用される。
・早強ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントが材齢7日で発現する強さがほぼ3日で得られる特性を持っており、緊急工事、寒冷期の工事などに使用される。

・超早強ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントが材齢7日で発現する強さがほぼ1日で得られる特性を持っており、緊急補修用などに使用される。
・中庸熱ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントに比べ、水和熱が低く、長期強度に優れ、ダムなどのマスコンクリートに使用される。
・低熱ポルトランドセメントは、材齢初期の圧縮強さは低いが、長期において強さを発現する特性を持っている。

1技術士 3専門 建設  H29-11-3  H27-11-2  H25-13-2  H25-12  H24-13
高炉セメント

・一般に高炉セメントを使用したコンクリートは、普通ポルトランドセメントを使用したコンクリートよりも初期強度が低く、発熱量が少なく、また、耐海水性が良い等の特性を有している。
・高炉セメントは、高炉スラグを混合したセメントであり、長期強度の増進が大きく、耐海水性や化学抵抗性に優れている。
・高炉セメントB種は、アルカリシリカ反応や塩化物イオンの浸透の抑制に有効なセメントの1つである。

1技術士 3専門 建設  H30-12  H28-12  H27-11-4  H27-12  H25-13-4
プレストレストコンクリート

・プレストレストコンクリートは、コンクリート部材におけるひび割れ性能の改善、部材断面の縮小等に有利な構造である。
・プレストレッシング直後のコンクリートに生じる最大圧縮応力度は、PC鋼材のリラクセーション、コンクリートのクリープ、乾燥収縮、死荷重等により減少する。

・コンクリート標準示方書(土木学会)におけるPRC構造は、鉄筋コンクリートと同様に異形鉄筋のひび割れ分散作用によりひび割れ間隔を制御し、プレストレスにより鉄筋応力度の増加量を抑制する構造である。
・コンクリート標準示方書(土木学会)におけるPC構造は、使用性に関する照査においてひび割れの発生を許さないことを前提とし、プレストレスの導入により、コンクリートの縁応力度を制御する構造である。

・ポストテンション方式においては、緊張材を1本又は複数のグループに分割し、それぞれを順次緊張する。そのため、緊張材を緊張するたびにコンクリートが弾性変形し、先に緊張した緊張材の引張力はその影響を受けて順次減少する。
・プレテンション方式の施工においては、一般に、所定の張力を導入した複数の緊張材を同時に解放してプレストレスを導入する。そのため、コンクリートの弾性変形による緊張材の引張力はその影響を受けて順次減少する。

・プレストレストコンクリートのポストテンション方式のうちの内ケーブル方式は、緊張材がコンクリート部材内に配置されたもので、PC鋼が腐食しないようにシース管の空隙部にグラウトを注入し、PC定着具を使って緊張力を保持するものである。
・プレストレストコンクリートのポストテンション方式のうちの外ケーブル方式は、恒久的な防せい・防食処理を施した緊張材をコンクリート部材の外側に配置して、部材に永続的なプレストレスを与えるものである。

1技術士 3専門 建設  H28-11  H24-14-2
鉄筋コンクリート

・鉄筋のあきは、部材の種類及び寸法、粗骨材の最大寸法、鉄筋の直径、コンクリートの施工性等を考慮して、コンクリートが鉄筋の周囲にゆきわたり、鉄筋が十分な付着を発揮できる寸法を確保しなければならない。
・鉄筋は、その強度を十分に発揮させるため、鉄筋端部がコンクリートから抜け出さないよう、コンクリート中に確実に定着しなければならない。
・鉄筋のかぶりは、要求される耐火性、耐久性、構造物の重要度、施工誤差等を考慮して定めなければならないが、鉄筋の直径に施工誤差を加えた値よりも小さくしてはならない。
・鉄筋のかぶりを確保するため、スペーサーを設置するものとする。スペーサーは、構造物の側面については原則 1m2につき2個以上、構造物の底面については原則 1m2につき4個以上設置する。
・鉄筋の配置について、例えば、ぜい性的な破壊を防止するために鉄筋量が過多又は過少とならないように、あるいは有害なひび割れを制御できるように、鉄筋を配置しなければならない。
・鉄筋の継手は、鉄筋の種類、直径、応力状態、継手位置等に応じて選定しなければならない。

1技術士 3専門 建設  H29-12
コンクリートの品質確保

・施工を適切かつ効率的に行い、欠陥の少ないコンクリート構造物を造るためには、使用するコンクリートが運搬、打込み、締固め、仕上げ等の作業に適するワーカビリティーを有していなければならない。
・コンクリート構造物がその供用期間中、所定の安全性や供用性を有しているためには、使用するコンクリートが、設計基準強度を有しなければならない。
・コンクリート構造物の内部に配置された鋼材が長期にわたって所要の機能を発揮するためには、コンクリートが鋼材の防食を保護する性能を保有している必要がある。
・コンクリート構造物においては、ひび割れの発生しにくいコンクリートを用いることは極めて重要である。しかし、構造物に悪影響を及ぼさない程度のひび割れも許容しないような過大の対策は不経済で合理的な対策ではない。
・コンクリート構造物の建設に際して、常に品質の安定したコンクリートが供給されることは極めて重要であり、このためには、特に材料の品質管理とコンクリートの製造管理を十分に行うことが大切である。

1技術士 3専門 建設  H24-14
コンクリート構造物の品質確保の取組

・重要なコンクリート構造物の適切な施工を確認するため、請負者は、コンクリート構造物の施工完了後に、テストハンマーによる材齢28日強度の推定調査を実施し、調査結果を提出する。
・工事完成後の維持管理に当たっての基礎資料とするため、請負者は、重要構造物について、ひび割れ発生状況の調査を実施し、調査結果を完成検査時に提出する。
・工事関係技術者と技能者の責任と自覚・社会的貢献意識を高揚し、また、将来の維持管理補修の効率化を図るため、当該工事関係者、構造物の諸元等を表示する銘板の設置を推進する。

構造力学、鋼構造コンクリート/問題3 専門科目 建設部門/過去問からの出題傾向

技術士第一次試験/問題3 専門科目 建設部門

◎は、予想が的中したものです。

重点予想 H30 H29 H28 H27 H26 H25 H24
◇ 構造力学
 長方形の断面諸量1
 長方形の断面諸量2
 各断面の断面二次モーメント
 台形の図心からの距離
 はりの断面力図
 片持ばりの先端のたわみ1
 片持ばりの先端のたわみ2
 等分布荷重と梁の曲げモーメント
 単純ばりの荷重と曲げモーメント図
 柱の座屈
 支持ごとの柱の有効座屈長
 平面構造物の支点
 トラス構造
◇ 鋼構造
 鋼材の腐食と防食
 溶接継手の設計
 鋼橋部材の連結
 道路橋の設計
 道路橋床版の設計
 道路橋の維持管理
 鋼橋の設計
 鋼構造物の設計
◇ コンクリート
 コンクリートの強度1
 コンクリートの強度2
 コンクリートの性質1
 コンクリートの性質2
 水セメント比
 コンクリートの劣化現象
 セメントの種類と選定
 ポルトランドセメント
 高炉セメント
 プレストレストコンクリート
 鉄筋コンクリート
 コンクリートの品質確保
 コンクリート構造物の品質確保の取組
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