1級管工事施工管理技士 過去問
令和7年度(2025年)
問14 (問題A ユニットa 問14)

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問題

1級管工事施工管理技士試験 令和7年度(2025年) 問14(問題A ユニットa 問14) (訂正依頼・報告はこちら)

下図のように単純梁に集中荷重P1及びP2が作用したとき、支点Aの鉛直方向の反力の値として、適当なものはどれか。
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  • 4kN
  • 7kN
  • 8kN
  • 12kN

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この過去問の解説 (3件)

01

単純梁に2つの集中荷重が作用したとき、片方の支点の鉛直方向の反力を求める問題です。

 

下図のように、Aを支点とした単純梁に、集中荷重P1とP2が掛かり、A支点とB支点からの反力をそれぞれ、RA、RBとします。

また、集中荷重のかかる位置までの距離を、図のようにℓ1.ℓ2、ℓ3とします。

 

集中荷重と反力の釣り合いから、次式が成り立ちます。

P1+P2=RA+RB

次に、支点Aを中止とした力のモーメントの釣り合いから、次式が成り立ちます。

RB×(ℓ1+ℓ2+ℓ3)=P1×ℓ1+P2×ℓ2

 

問題図から、P1=4 kN、P2=8 kN、ℓ1=ℓ2=1 m、ℓ3=2 m となり、上の2式に当てはめます。

RA=12-RB

4・RB=4×1+8×2=20

RB=5 kN

よって、RA=12-5=7 kN

選択肢1. 4kN

計算式の立て方の誤りでしょう

選択肢2. 7kN

冒頭解説どおりです

選択肢3. 8kN

計算式の立て方の誤りでしょう

選択肢4. 12kN

計算式の立て方の誤りでしょう

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02

B支点を軸に考え、A支点が回転したという仮定の式を立てます。
ΣMb=0のとき、


ΣMa+ΣMb-4kN・3m-8kN・2m=0
ΣMa+0-12kN・m-16kN・m=0
ΣMa=(12+16)kN・m=28kN・m=Pa・4m

Pa=28kN/4m=7kN

選択肢1. 4kN

誤りです。

集中荷重が単純梁の中心で一つの荷重だった場合は4kNですが、設問は荷重が二つあることが特徴的です。

選択肢2. 7kN

正しいです。

A支点周囲に働いている力を求めたい場合は、B支点を軸にA支点を回転させるという流れを覚えて、式にて可視化し整理しましょう。

選択肢3. 8kN

誤りです。

計算間違いです。

選択肢4. 12kN

誤りです。

計算が途中で、未回答です。

まとめ

荷重の計算はほとんど似ているので、形を見ただけで式が出せるように試験合格点を目指しましょう。

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03

この問題のポイントは、 単純梁における「力の釣り合い」と、 「モーメントの釣り合い」を理解することです。 支点の一方(例えば支点B)を回転軸としてモーメントの釣り合い式を立てることで、 未知数であるもう一方の支点(支点A)の反力を導き出すことができます。

 

計算に用いる力のモーメントの公式は、 以下の通りです。  

-------------------------  

M = P × ℓ   

 M:力のモーメント [kN・m]   

 P:荷重 [kN]   

 ℓ:支点(回転軸)からの距離 [m]  

-------------------------

選択肢1. 4kN

×… 計算結果が「7kN」とならないため、不適当です。 

集中荷重が単純梁の中心に1つ(12kN)だった場合は6kNとなり、 また荷重が4kNの1つのみだった場合はその位置により異なりますが、 本問の条件では4kNにはなりません。

選択肢2. 7kN

〇… 支点Bを回転軸としたモーメントの釣り合い(ΣMb=0)を計算すると、 支点Aの鉛直方向の反力は「7kN」となるため、適当です。

 

(計算過程) 

支点Bから荷重P1までの距離は3m(1m+2m)、 荷重P2までの距離は2m、 支点Aまでの距離は4m(1m+1m+2m)です。 

支点Aの反力をRAとすると、以下の式が成り立ちます。 

RA × 4m = P1 × 3m + P2 × 2m 

RA × 4m = 4kN × 3m + 8kN × 2m 

RA × 4m = 12kN・m + 16kN・m 

RA × 4m = 28kN・m 

RA = 28 / 4 

RA = 7kN

選択肢3. 8kN

×… 8kN は、計算結果が「7kN」とならないため、不適当です。 

計算過程での距離の取り違いや、 代入ミスなどによる誤りと考えられます。

選択肢4. 12kN

×… 12kN は、全荷重(4kN+8kN)の合計値であり、 一つの支点のみで全ての荷重を支えることはないため、不適当です。

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