令和6年度豊橋技術科学大学第3年次入学者選抜学力検査問題

専問科目( 5士木工学)

意注事項

1

試験開始の合図まで,この問題冊子と解答用紙を開いてはいけません。

2

問題冊子の枚数は表紙,草稿用紙を含めて9枚です。

3

問題冊子とは別に解答用紙が7枚あります。解答は用紙の裏面にまわってはいけません。

4

問題は3問あります。全問解答してください。

5

試験開始の合図の後すぐに,すべての解答用紙の所定の箇所に受験番号を記入してください。

6

解答は必ず各問題別の解答用紙の所定の欄に記入してください。

7

落丁,乱丁,印刷不鮮明の箇所などがあれぱ,ただちに申し出てください。

8

問題冊子の余白は草稿用として使用しても構いません。

9

試験終了時刻まで退出してはいけません。

10

問題冊子は持ち帰ってください。

(草稿用ネ勵士木工学‑1[ 1]本問は(D,(2)の 2問からなるすべての問いに答えよ

00(1)図 1 ‑1 に示すように,支点①でピン支持,支点⑤で口ーラー支持された静定トラスがある。下向きの鉛直荷重Pが節点⑥,⑦,⑧に作用してぃる。以
下の設問に答えよ。ただし,図 1 ‑1 中の数字① ⑧は各節点の名称を示し,小文字のアルファベ"ト国 [玉]は各部材の名称を示す。すべての部材は等質かっ等断面であり,その断面積を豆,ヤング係数を三とする。また,軸力は引張を正とする

0P←⑦

国P←⑥囿回

国回回

P回

⑧

1回回

■

国H,①ーーー^②③回

ι⑤④PIPιιι
図1ι

1ア.支点①におけ る水平反力Hb 垂直反力乃,支点⑤における垂直反力乃を求めよ。ただし,矢印の向きを正とする

0イ

軸力がゼロとなるすべての部材を部材名称で答えよウ

部材1亙,国,国の軸力N。, M, Mを求めよ。

コニ部材[亙ヨの軸ひずみε。と伸びδ。を求めよ。

0士木工学‑2(2)、一様な曲げ岡小陛三1を有するはりに関する次の設問に答えよ。ただし,たわみを計算する際に,軸力の影響およびせん断変形は無視する。また,反力は図中に示す矢印の向きを,たわみ角は時計回りを,たわみはr直下向きを正とし,曲げモーメント図は部材の引張倶Rこ描くものとする。

ア・単純支持はりに図 1 ‑2 のように等分布荷重Wが作用する場△の反力 P舟PBを求め,曲げモーメント分布を図示せよ。また,ピン支持点でのたわみ角θAと, C点(スパン中央位置)でのたわみδCを求めよ。
イ.単純支持はりに図13 のようにモーメントUが作用する場合の反力 PA,PBを求め,曲げモーメ ント分布を図示せよ。また,ピン支持点でのたわみ角θAを求めよ。
ウ

図 1 ‑4 のように,等分布荷重Wが作用するはりの反力UA, PA, yBを求め,曲げモーメント分布を図示せよ

0U、ν

AABBC111ι

ンιι
図12ι
図1、ν

"でAB

^、↑

寸
ι
図1ι
43

士木工学‑3[ 2 ]本問は(D,(2)の 2 問からなる。すべての問いに答えよ。
U)図2‑1に示すように,円管内壁の摩擦等によるエネルギー損失が無視でる゛

00、,ー、ー︑︑

︑

その中を水が流れてして水平に

゛)

り

1

きる断面積A1の円管(上流部)に断面積A2の円管(下流部)がなめらかにっな、^、^管には上流部(断面1)と下流部(断面Ⅱ)の2ケ所にマノメータが設置されており,その水位差が厶h であった。上流部での流速および圧力をそれぞれ

υ1, P1とし,下流部での流速および圧力をそれぞれυ2, P2とする。水の密度をρ,重力加速度をgとしたとき以下の設問に答えよ。
ア

下流部での流速υ2 をυ1, AI, A2を用いて表せ。

イマノメ

ウ

ベノレヌーイの定理より,υ1を厶h, AI, A2, g を用いて表せ。

コニ

水位差が△h= C のときの流量を q,△h =三のときの流量を 0,としたとき,タの水位差厶h を PI, P2, P, g を用いて表せ。

2QOを求めよ。

^ムh
ぞ亀医1

A2

遷

1:υ:

ー.ー,^,ーー・ー・ーー・ー、ー,ー.ー、ー、ー^●^、^制

亀4
キぎ夏亘'

狂図2

1

士木工学‑4(2)以下の文章の空欄区亙ヨから[Σiヨにあてはまる適切な語句または式を語群から選び,その番号を解答欄に記入せよ。同じアルファベットの空欄には同じ解答が入るものとする

0ア.流れは時間的空間的な変化の有無により分類される。時間的に変化する流れを区^,変化しない流れを[1亙ヨという。さらにE^は空間的に変化しない[1区と変化する[1亙ヨに分類される。
イ.開水路では断面形状や水路の勾配が途中で変化する場合もあるが,その変化の大きさにより[1亙1ヨはさらに2つに分類される。このうち変化が緩やかなものを[1^といい,急なものを[1^という。
ウ.図 2 ‑2 は長方形断面水路の比エネノレギー図を示してぃる、,ー^0、^'、^

で横軸は水深(h),縦軸は比エネルギー(Ξ)を表している。比エネルギーが最小(Emi,)の時の水深(hP を[1^という。重力加速度をgとし,長方形断面水路の単位幅当たりの流量をq (一定値)としたときの比エネルギーと水深との関係式がE=h+^2gh2で与えられるとき[11亘1ヨは ‑0 における hより h'=[11^と表される。
ΞEmmhhc
図22語群

1‑2‑223‑g911q2g8交代水深)1)

不等流

急、裂1力充4765漸変流疋常流32

1等流

非定常流
限界水深

士木工学‑5[ 3 ]

本問は U),(2),(3)の 3問からなる。すべての問いに答えよ

0(D 次の文章を読み,空欄に当てはまる最も適切な語句,数値を解答欄に記入
せよ

0

同じ番号の空欄には同数値が入るものとする'三0ア. 1965年に「区li^はツリーではない」と題する論文を発表した建築家ク
リストファー・アレグザンダーは,人々が心地よいと感じる環境を分析し,'、^ノで構成される[1巨Σヨを考案し,、,ー0＼「路上力フェ」「小さな人だまり」 な

ターンとランゲージ

れらを住民が共有することで誰もがデザインのプロセスに参加できる 方法を提唱した。

イ.都市計画では,健全で秩序ある都市の発展を目指すために,士地を住居系や商業系,工業系などの利用目的に応じて区分する用途地域を定めてぃる。 2018年に[1^住居地域が新たに加わり,現在,区ヨ種類の用途地域がある。用途地域によって,建てられる建物の種類,敷地面積に対する建物の延べ面積の割合を示す[Ξ1亘ヨ率,敷地面積に対する建築面積の割合を示す[1亙1ヨ率などが定められてぃる。
ウ.人口減少社会において都市の持続性を維持するために,一定密度が確保
ノ0＼

されたコン

ク トなまちづくり とこツトワークを形成する区1巨1ヨチF聖の都市構造への転換が求められてぃる。こうした都市構造を実現するため,医療施設,福祉施設,商業施設などの都市機能を集約'誘導する[1亙11]誘導区域,安全で生活利便性の高い区域に居住を誘導する[11区ヨ誘導区域の設定などを含む[1西1ヨ計画が策定されてぃる。
エ.新型ニロナウィルス感染症拡大により,世界中の都市で道路空間の利活用が進んだ。日本ではEli^"岳六回避や新しい生活様式に対応するための緊急措置として,飲食店向けにティクァウトやテラス営業といった路上利用の占用許可基準が緩和された。さらに,[111j互1ヨ法の改正により,賑わいのある道路空間の創出を目指した歩行者利便増進道路が創設され,道路占用がより柔軟に認められるようになった。

士木工学‑6(2)次の設問に答えよ0

ある都市では,地区 1,地区2において,住宅団地開発事業を計画してぃる
各地区の面積は,地区 1は 10ha,地区2は 12haであり,両地区の住宅団地開発事
0

業実施面積の合計を 15ha以下とするものとする。各地区において住宅団地開発事業を行った場合に得られる純利益は, 1haあたり地区1では 1.5億円,地区2では 1億円が見込まれている。以上の条件の下で,2地区における純利益の△斗Z[億円]を最大にしたい。地区 1,地区2の事業面積をそれぞれχ1[ha],χ2[ha]と表し,純利益の合計を最大化する場合の地区1,地区2の事業面積を最適な住宅団地開発事業面積と呼ぶものとする。

ア・地区1,地区2の最適な住宅団地開発事業面積を求める問題を数学的に定式化したい。この問題の目的関数(純利益の合計.{億円]を与える関数)を
χ1とχ2を用いて表現せよ
イウ0との問題における全ての制約条件式を

χ1とχ2を用いて表現せよ

0

地区1,地区2のそれぞれの最適な住宅団地開発事業面積を求めよ。また,その時の純利益の合計を求めよ

0士木工学‑フ

次の文章を読み,空欄にあてはまる適切な語句,数値を解答欄に記入せよ(3)0ア.道路事業の費用便益分析(費用対効果分析)において計測される主な便益

としては走行時間短縮便益,[Σiヨ削減便益,交通事故減少便益の3つが挙げられる

0イ.地図等の空間データと,それらの位置に関連づけられる属性情報を,コンヒュ

タ上で一元的に管理し,表示検索主題図作成等を可能とするシステムを[1亙1ヨという。
ウ.道路の交通機能は,通過交通を処理するE三i^1幾能と,建物,施設,駅・空港など他の交通施設に出入するためのアクセス機能に区分される。
JI

2つの事象Aと事象Bに対し,事象 Aの確率 P(A)が0.5,事象 B の確率 P田)が0.4,事象Aが生じた場合の事象Bの条件付き確率が0,6であるとき,事象 A と事象 Bの和事象の確率 P(AVB)は[11互ヨとなる。
オ.道路交通流において,交通密度が40台ノkm,交通流率が 1,000台畑寺のとき,空間平均速度は[1^【m/時である。