一級建築士・二級建築士の学科試験で必須の「構造力学・反力計算の基本ステップ」をわかりやすい覚え方でマスターする！
建築士の学科試験において、構造力学の計算問題の9割は「反力を求めること」からスタートします。ここを間違えてしまうと、その後に続く曲げモーメントやせん断力の計算もすべて連鎖的に間違えてしまうため、最も慎重に、かつ確実に得点しなければならない超重要ステップです。
この記事では、以下のステップで確実に得点源にする知識を学びます。
- 反力計算を迷わずに進めるための「鉄板の3ステップ」の手順
- もう計算ミスをしない！モーメントつり合い式の確実な立て方
- 試験本番でスピードを上げるための左右対称な梁の裏ワザ
【一級建築士・二級建築士の学科試験における出題傾向】
一級建築士・二級建築士の学科試験において、反力計算は「よく出る（共通単元）」というよりも「出ない年がない超必須の基本」です。二級建築士では反力そのものを答える問題が毎年ダイレクトに出題されますし、一級建築士でもトラスや静定フレームの計算を解くための絶対的な前提条件となります。手順を完全にルーティン化して、無意識でも解けるレベルに仕上げる必要があります。
この記事の読み方：ネコマル特製・1枚完結図解を見るだけで、公式・要点の意味が直感的にイメージできるため、暗記に頼らずスラスラと計算の仕組みが頭に入ってきます！
構造力学の一級建築士・二級建築士の学科試験における覚え方と「反力計算の基本ステップ」の過去問攻略の基本
まずは根本の仕組みから丁寧に整理します。難しい式を使わず、図解イメージで理解できるように分解すると…
反力計算が苦手な人は、「どこから手をつけたらいいかわからない」という状態に陥りがちです。しかし、反力計算の手順は完全にシステム化されています。次の**「王道の3ステップ」**をそのままノートに書き写して実行してください！
【反力計算の王道3ステップ】
- ステップ1：反力の向きを仮定して、矢印と記号を描く！
基本的には「上向き」をプラスとして、A点には V_A、B点には V_B という上向き矢印を問題の図に直接描き込みます（水平反力がある場合は H_A も描きます）。 - ステップ2：片方の支点（A点など）を中心にして、モーメントのつり合い式を立てる！
「A点を中心に、すべての回転パワー（力×距離）を足したらゼロになる」という式（ΣM_A ＝ 0）を立てます。A点そのものにある反力 V_A は距離が0なので消えてくれるため、もう一方の V_B を一発で求めることができます。 - ステップ3：縦方向（Y方向）のつり合い式で、残りの反力を出す！
「上向きの力（V_A ＋ V_B）＝ 下向きの力（荷重）」というシンプルな縦のつり合い式（ΣY ＝ 0）を使って、残ったもう一つの反力を一瞬で計算します。
ここで計算を劇的に早くするネコマルのプロの技（裏ワザ）を伝授しますにゃ！
もしも梁にかかっている荷重が**「完全に真ん中（左右対称）」**だった場合、ステップ2の面倒な計算をする必要はありません。上からの荷重を、左右の支点で綺麗に「半分こ」するだけです。例えば、スパンの真ん中に20kNが載っていたら、V_AもV_Bも計算なしで「10kNずつ」になります。試験ではこの対称性を利用して時間を節約することがとても重要ですにゃ！
過去問にチャレンジ！一級建築士・二級建築士学科試験の「構造力学・反力計算の基本ステップ」演習問題
それでは、実際の試験でどのように出題されるか、過去問をベースにした問題に挑戦してみましょう。今回は「よく出る」の共通単元ですので、二級レベル1問、一級レベル1問の計2問を用意しました。鉄板の3ステップを意識して解いてみるにゃ！
【第1問：二級建築士レベル】
図のような、スパン（長さ）5mの単純梁において、左端（A点）から3mの点（B点から2mの点）に、30kNの垂直集中荷重が作用している。このときの左端A点の鉛直反力 V_A の値として、最も適当なものはどれか。ただし、上向きの力をプラスとする。
- 10 kN
- 12 kN
- 15 kN
- 18 kN
【第2問：一級建築士レベル】
図のような、スパン8mの単純梁において、左半分（長さ4m）の区間に 6kN/m の等分布荷重が作用している。このとき、右端（B点）の鉛直反力 V_B の値として、最も適当なものはどれか。ただし、上向きの力をプラスとする。
- 6 kN
- 12 kN
- 18 kN
- 24 kN
解答とわかりやすい解説
【第1問の解答】
正解は 2 です。
【解説】
鉄板の3ステップに従って解いていきましょう！
ステップ1： A点に上向きの V_A、B点に上向きの V_B を仮定します。
ステップ2： 今回求めたいのは V_A なので、逆に**「B点まわりのモーメントのつり合い（ΣM_B ＝ 0）」**を考えます（B点を中心にすると V_B が消えて V_A が直接出せます）。
B点を中心として回転パワーを集めると、
・反力 V_A：B点から 5m の距離で、時計まわり（プラス）に回そうとする。 ⇒ ＋V_A × 5
・30kNの荷重：B点から 2m の距離で、反時計まわり（マイナス）に回そうとする。 ⇒ −30 × 2 ＝ −60
これらを足すとゼロになるので、
5 × V_A − 60 ＝ 0
5 × V_A ＝ 60
V_A ＝ 60 ÷ 5 ＝ 12 kN となります。したがって、正解は「12 kN」です。
【第2問の解答】
正解 suspicion は 1 です。
【解説】
等分布荷重がある場合は、まず「集中荷重」に置き換えるのが大原則でしたね！
・全荷重 ＝ 6kN/m × 4m ＝ 24kN
・作用位置 ＝ 左側4mの区間の真ん中なので、左端A点から 2m の位置（B点からは 8m − 2m ＝ 6m の位置）に24kNが載っていると考えます。
ステップ1： 反力 V_A、V_B を上向きに仮定します。
ステップ2： V_B を求めたいので、**「A点まわりのモーメントのつり合い（ΣM_A ＝ 0）」**を立てます。
A点を中心として、
・置き換えた24kNの荷重：A点から 2m の距離で、時計まわり（プラス）。 ⇒ ＋24kN × 2m ＝ ＋48 kN・m
・右端の反力 V_B：A点から 8m の距離で、反時計まわり（マイナス）。 ⇒ −V_B × 8
これらを足すとゼロになるので、
48 − 8 × V_B ＝ 0
8 × V_B ＝ 48
V_B ＝ 48 ÷ 8 ＝ 6 kN となります。したがって、正解は「6 kN」です。
まとめ：一級・二級建築士合格に向けた反力計算の覚え方
構造力学の最初の難関である「反力計算」の3ステップはマスターできたでしょうか？
「1. 矢印を描く、2. 片方を消すためにモーメント式を立てる、3. 縦のつり合いで残りを出す」。この一連の流れを体に染み込ませておけば、荷重の形が等分布荷重や斜めの荷重に変わっても、全く怯える必要はありません。ネコマルと一緒にたくさん問題を解いて、手が勝手に動くくらい練習していきましょうにゃ！
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