東大 工学系研究科 建築学専攻 建築学 専門科目 2023年度 院試 過去問 解答例・解説（全5問）

本年度の専門課題Iは、材料・構造、環境設備、構法図、建築計画、建築史図版を問う。

問題1：材料と石材の支持

不適当な記述は、③、⑥、⑧である。③はスランプ値を「広がった直径」としており誤りで、スランプ値はスランプコーンを引き上げた後の高さの低下量である。⑥は鋼材とアルミニウムのヤング係数がほぼ等しいとしており誤りで、鋼材は約 $2.05\times10^5\,\mathrm{N/mm^2}$、アルミニウムは約 $7.0\times10^4\,\mathrm{N/mm^2}$ である。⑧は強化ガラスの応力状態が逆で、表面は圧縮、内部は引張である。

一様な石材を2点で支持する場合、左右対称に端部から距離 $a$ の位置で支持する。等分布荷重を $p$、全長を $l$ とすると、支点上の負曲げは $$M_A=-\frac{pa^2}{2}$$ であり、中央の正曲げは $$M_{\mathrm{mid}}=p\left(\frac{l^2}{8}-\frac{la}{2}\right).$$ 石材の負担を小さくするには、正負の最大曲げモーメントの絶対値を等しくすればよい。 $$\frac{pa^2}{2}=p\left(\frac{l^2}{8}-\frac{la}{2}\right) \quad\Rightarrow\quad a=\frac{\sqrt2-1}{2}l\simeq0.207l.$$

中央に枕木Cを同じ高さで挿入すると、C点に上向き反力 $X$ が生じ、C点付近の曲げモーメントが大きく変化する。A、Bの丸太が腐って支持力を失うと、C点が実質的な集中支持となり、石材自重による曲げがC点近傍に集中する。C位置で折れた理由は、当初の2点支持で均等化していた曲げモーメント分布が崩れ、中央支点上に大きな負曲げが発生したためである。

問題2：環境・設備

CO2濃度は定常収支 $$C=C_o+\frac{G}{Q}$$ で求める。$G=20\,\mathrm{L/h}=0.020\,\mathrm{m^3/h}$、$Q=30\,\mathrm{m^3/h}$ より $$C=400\,\mathrm{ppm}+\frac{0.020}{30}\times10^6 \simeq 1067\,\mathrm{ppm}.$$

隣室音圧レベルは、壁面積 $S=10\,\mathrm{m^2}$、透過損失 $TL=40\,\mathrm{dB}$、隣室吸音力 $A=10\,\mathrm{m^2}$ より $$L_2=L_1-TL+10\log_{10}\frac{S}{A}=100-40=60\,\mathrm{dB}.$$

コンクリート壁の熱抵抗は $$R=\frac1{20}+\frac{0.15}{1.5}+\frac1{10}=0.25\,\mathrm{m^2K/W}.$$ 熱流束は $q=20/0.25=80\,\mathrm{W/m^2}$。外側表面温度は $$T_{so}=0+\frac{80}{20}=4^\circ\mathrm{C},$$ 室内側表面温度は $$T_{si}=20-\frac{80}{10}=12^\circ\mathrm{C}.$$ 光源直下3mの照度は $$E=\frac{I}{r^2}=\frac{150}{3^2}=16.7\,\mathrm{lx}.$$ ウォーターハンマーは、弁の急閉などで流速が急変し、管内圧力波が発生する現象である。キャビテーションは、局所圧力低下により水が気化し、気泡の発生・崩壊で騒音や損傷を生じる現象である。

問題3：構法図の用語

図示部材は、階段（段板・け込み板・側板）、鉄筋コンクリート（主筋・あばら筋・かぶり厚さ）、基礎まわり（土台・火打ち土台・床梁）、溶接・継手（隅肉溶接・完全溶け込み溶接・突合せ継手・重ね継手）、トラス（キングポストトラス・フィンクトラス・ワーレントラス）に分類して対応させる。答案では図の番号ごとに、部材の位置と働きを一語で確認してから語群を選ぶ。

問題4：建築計画

本文で確認できる主要肢は次の通りである。病室のベッド横作業寸法は看護動作のために十分なクリアランスを要し、重症患者用個室は廊下からの観察性と緊急対応性が重要である。バリアフリー駐車スペースは車椅子使用者が乗降できる幅を確保する。劇場では器楽主体の音楽ホールはシューボックス型が音響的に有利、キンベル美術館はサイクロイドシェルによる自然採光、1968年竣工・147mの超高層は霞が関ビル、貸しビルで効率が高い一般的コア形式は中央型である。

問題5：建築史図版

図版問題は、建築年代・計画年代の順序と語句対応を問う。解答では、図の作品名を確定したうえで、(i)年代順、(ii)都市・建築種別、(iii)構造・様式・計画概念の語句を対応させる。公開PDFの図だけで判読しにくい場合は、無理に形だけで断定せず、キャプション・選択語・年代範囲を照合して決める。