⚠ 足切り注意科目! 科目4「構造概論」は全7科目中最少の15問。合格には40%以上(6問正解)が必要です。問題数が少ないぶん1問の重みが大きく、油断すると科目不合格で全体が不合格になります。
結論:建築構造は「何でできているか」と「力がどう流れるか」の2軸で理解する
科目4「建築物の構造概論」は15問で配点は少なめですが、足切り(各科目40%以上)に注意が必要な科目です。6問以下(5問以下で不合格)だと他の科目がどんなに良くても不合格になります。
この記事では、建築構造の種類(RC造・S造・SRC造など)と、構造物にかかる力(荷重・応力)の基礎を学びます。
足切り注意! 科目4「建築物の構造概論」
科目4は全科目中最も問題数が少ない15問です。足切りラインは40%(6問正解)。たった6問を下回ると他の科目が満点でも不合格になります。「問題数が少ない=1問の重みが大きい」ため、基本をしっかり押さえることが最も効果的な対策です。
建築構造の種類
| 構造 | 特徴 |
|---|---|
| RC造 (鉄筋コンクリート造) |
鉄筋+コンクリートの組み合わせ。耐火性・耐久性に優れる コンクリートは圧縮に強く、鉄筋は引張に強い→互いの弱点を補う 中低層ビル・マンションに多い |
| S造 (鉄骨造) |
鉄骨(鋼材)のフレーム構造。軽量で大スパンが可能 工場・倉庫・体育館など広い空間に適する 耐火性が低いため耐火被覆が必要 |
| SRC造 (鉄骨鉄筋コンクリート造) |
鉄骨+鉄筋+コンクリートの最も強い構造 高層ビルに採用される コストが高い |
| W造 (木造) |
住宅に最も多い。軽量・安価 耐火性が低い。大規模建築には不向き 近年はCLT(直交集成板)で中大規模建築も可能に |
RC・S・SRC造の比較図
RC造
コンクリート(圧縮に強い)
+
鉄筋(引張に強い)
耐火性:高い
コスト:中
適する建物:中低層(マンション等)
S造
鉄骨(鋼材フレーム)
軽量・大スパン可能
耐火性:低い(被覆必要)
コスト:低〜中
適する建物:工場・倉庫
SRC造
鉄骨+鉄筋+コンクリート
最強の組み合わせ
耐火性:高い
コスト:高い
適する建物:高層ビル
試験では○○が頻出
「RC造のコンクリートは引張に強い」→ 誤り(圧縮に強い)。「S造は耐火性に優れている」→ 誤り(耐火性は低い)。構造の特徴を逆にした選択肢が定番のひっかけパターンです。
RC造のポイント(超頻出)
コンクリート=圧縮に強い・引張に弱い
鉄筋=引張に強い・圧縮で座屈しやすい
→ 互いの弱点を補い合う理想的な組み合わせ
さらに、鉄とコンクリートの熱膨張率がほぼ同じなので、温度変化で剥がれにくい
身近な例:マンションの壁を叩くとコンクリートの硬い音がします。これがRC造です。オフィスビルの鉄骨がむき出しの倉庫や工場がS造。都心の超高層ビル(30階以上)はたいていSRC造で、鉄骨の中にコンクリートを流し込み、さらに鉄筋で補強した最強の構造です。
構造形式
| 形式 | 特徴 |
|---|---|
| ラーメン構造 | 柱と梁を剛接合(がっちり固定)したフレーム構造 壁がなくても自立→間取りの自由度が高い RC造・S造・SRC造で広く採用 |
| 壁式構造 | 壁で建物を支える構造。柱・梁がない(or少ない) 室内がスッキリ。低層の集合住宅に多い 5階以下に制限される場合が多い |
| ブレース構造 | 筋交い(ブレース)で水平力に抵抗 S造の倉庫・工場に多い |
| トラス構造 | 三角形に組んだ部材構造。大スパンの屋根に使用 体育館、駅の大屋根 |
ひっかけ注意:「ラーメン構造は壁で建物を支える構造である」→ 誤り。ラーメン構造は柱と梁の剛接合で支えるため、壁は荷重を負担しません(壁は仕切り壁として使えるが構造上は不要)。壁で支えるのは壁式構造です。
構造形式の力の伝わり方
| ラーメン構造 柱+梁で剛接合 →壁不要で自由な間取り |
壁式構造 壁で荷重を支える →5階以下限定 |
| ブレース構造 筋交い(斜め材)で 水平力に抵抗 |
トラス構造 三角形の組み合わせ →大スパン屋根に最適 |
荷重の種類
建物には常にさまざまな荷重(力)がかかっています。荷重は大きく鉛直荷重と水平荷重に分けられます。
| 荷重の種類 | 内容 |
|---|---|
| 固定荷重(死荷重) | 建物自体の重さ(柱・梁・床・壁の重量)。常にかかっている |
| 積載荷重(活荷重) | 人・家具・設備機器の重さ。変動する。用途によって値が異なる |
| 積雪荷重 | 屋根に積もった雪の重さ。地域によって異なる |
| 風圧力 | 風による水平荷重。高層ビルほど影響が大きい |
| 地震力 | 地震による水平荷重。建物の重さに比例する |
鉛直荷重と水平荷重
鉛直荷重(上から下)=固定荷重・積載荷重・積雪荷重
水平荷重(横から)=風圧力・地震力
日本は地震国なので、構造設計では地震力への対策が非常に重要です。
応力の種類
応力とは、荷重によって部材の内部に生じる力です。
圧縮応力
部材を押しつぶす方向の力
柱は主にこの力を受ける
引張応力
部材を引き伸ばす方向の力
梁の下面に生じる
せん断応力
部材をずらす(切る)方向の力
ハサミで切るイメージ
曲げ応力
部材を曲げる力
梁の上面は圧縮、下面は引張
ねじり応力
部材をねじる力
雑巾を絞るイメージ
超頻出ポイント:梁(はり)に荷重がかかると、上面には圧縮応力、下面には引張応力が生じます。RC造の梁で鉄筋が下面側に多く配置されるのは、コンクリートが苦手な引張応力を鉄筋が負担するためです。
身近な例:下敷きの両端を手で持ってたわませると、上面が縮み(圧縮)、下面が伸びます(引張)。真ん中に線を引くと、その線は長さが変わりません。この長さが変わらない面を中立面(中立軸)といい、上が圧縮、下が引張になります。
ビル管理の実務でどう関わるか
実務で役立つ知識
- 建物の構造種別を把握する:管理するビルがRC造かS造かSRC造かで、劣化の仕方や注意点が違います。S造なら耐火被覆の状態を特に注意して点検しましょう。
- 改修工事の打ち合わせ:ラーメン構造なら壁を撤去できますが、壁式構造の壁は構造体なので撤去できません。テナント工事で「壁を壊したい」と言われたとき、構造を理解していると的確に判断できます。
- 荷重管理:サーバールームや書庫など重い設備が置かれる場所は、積載荷重の確認が必要です。設計時の想定を超える重量物を置くと床がたわむ恐れがあります。
- 構造図面の読解:柱や梁の位置を図面で確認し、どこに荷重がかかっているかを理解できると、設備配置の相談にもスムーズに対応できます。
理解度チェック
【問題1】建築構造に関する記述のうち、正しいものはどれか。
(1)鉄筋コンクリート造(RC造)のコンクリートは引張に強い
(2)鉄骨造(S造)は耐火性に優れている
(3)鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)は高層ビルに適している
(4)ラーメン構造は壁で建物を支える構造である
(5)壁式構造は高層建築に最適である
【問題2】荷重に関する記述のうち、正しいものはどれか。
(1)固定荷重は人や家具の重さである
(2)積載荷重は建物自体の重さである
(3)地震力は鉛直荷重に分類される
(4)風圧力は水平荷重に分類される
(5)積雪荷重は水平荷重に分類される
【問題3】応力に関する記述のうち、正しいものはどれか。
(1)梁に荷重がかかると、上面に引張応力、下面に圧縮応力が生じる
(2)RC造の梁では鉄筋を上面側に多く配置する
(3)せん断応力は部材を引き伸ばす方向の力である
(4)コンクリートは引張応力に強い材料である
(5)梁の下面に引張応力が生じるため、RC造では下面側に鉄筋を配置する
まとめ ― 試験で狙われるポイント
この記事の重要ポイント
- RC造:コンクリート=圧縮に強い、鉄筋=引張に強い→互いに補完
- S造=軽量・大スパン可能だが耐火性が低い。SRC造=最も強い(高層向き)
- ラーメン構造=柱と梁の剛接合。壁式構造=壁で支える(低層限定)
- 鉛直荷重=固定・積載・積雪。水平荷重=風圧力・地震力
- 梁の上面=圧縮、下面=引張→鉄筋は下面側に配置
- 鉄とコンクリートの熱膨張率がほぼ同じ→RC造が成立する理由
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