Ⅰ類 Ｂ

技術（土木（一般方式）、建築（一般方式）、機械、電気）専

門

令和３年施行問題

職員採用試験指示があるまで開いてはいけません。

注意
1 . 問題と解答用紙は別になっています。必ず解答用紙に解答してください。
2 . 問題は試験区分ごとに５題あります。そのうち３題を選択して解答してください。
3 . 解答時間は２時間です。
4 . 解答に当たっては、解答用紙の表紙に記載された注意をよく読んでください。
5 . この冊子は持ち帰ることができますが、解答用紙は絶対に持ち帰らないでください。
6 . 問題のページは、次のとおりです。
土木（一般方式）・・・・１ページ〜 ４ページ
建築（一般方式）・・・・５ページ〜 ６ページ
機械 ・・・・・・・・・７ページ〜 ８ページ
電気 ・・・・・・・・・９ページ〜 11ページ

土木（一般方式）
次の〔１〕～〔５〕の５題のうちから３題選択のこと〔１〕		 構造力学に関する次の問いに答えよ。ただし、計算の過程も示すこと。
（1） 下の図のような三角形断面の上縁及び下縁の断面係数を求めよ。

300ｍｍ

500ｍｍ

（2） 下 の 図 の よ う に、 集 中 荷 重 P１ ＝90 kN、 P２ ＝120 kN 及 び 等 分 布 荷 重 w ＝30 kN/m が作用しているゲルバーばりについて、次の問いに答えよ。
ア

反力 RＡ 、 RＢ 、 RＥ 、 RＦ を求めよ。

イ

せん断力図を描け。

ウ

ＡＢ間で最大となる曲げモーメントを求めよ。

w＝30 kN/ｍ
Ａ

Ｂ Ｃ４ｍ

P２＝120 kN

P１＝90 kN

２ｍ ２ｍ

Ｄ４ｍ-1-Ｅ２ｍ ２ｍ ２ｍＦ

土木（一般方式）〔２〕		 水理学に関する次の問いに答えよ。
(1) 比エネルギーについて説明せよ。
(2) 下の図のように、内径30 cm の水平な管水路の中心にピトー管を置き、管壁に静圧管を立てたところ、ピトー管と静圧管の水面差が10 cm となった。このとき、管水路の断面の平均流速 v 〔ｍ/s〕と流量 Q 〔ｍ /s〕を求めよ。ただし、
3

管水路の中心は水平であり、ピトー管の補正係数 C ＝１、円周率π＝3.14、重力加速度 g ＝9.8 m/s 、管水路の断面の平均流速 v 〔ｍ/s〕と管中心の最大流速
2vm 〔m/s〕の比は0.85とし、計算の過程も示すこと。

10 cm

30 cm

vｍ-2-土木（一般方式）〔３〕		 土質工学に関する次の問いに答えよ。
(1) 下の図のような三つの層からなる水平成層地盤における、点Ａの有効応力σ́を求めよ。ただし、地盤１～３はそれぞれ均質で、地下水面の位置は地表面から深さ６ｍ、地盤１の湿潤単位体積重量γt１ ＝18 kN/m 、地盤２の飽和単位体
3積重量γsat２ ＝19 kN/m 、地盤３の飽和単位体積重量γsat３ ＝20 kN/m 、水の単33位体積重量γw ＝9.8 kN/m とし、計算の過程も示すこと。
312ｍＡ

地盤１z１＝６ｍ

地盤２z２＝２ｍ

地盤３z３＝８ｍ(2) ある土試料について、液性限界試験を行った結果、落下回数 N と含水比 wの関係が流動曲線 w ＝－16 log10 N ＋102.6で表され、塑性限界試験の結果が下表のとおりであったとき、この土試料の液性限界 w L 、塑性限界 w P 、塑性指数 I P
及び塑性図による土の分類名（分類記号）を答えよ。ただし、log10５＝0.7とし、計算の過程も示すこと。
図表

塑性限界試験の結果
１２３

含水比 w〔％〕 28.026.927.6100

塑性指数

試験回数

塑性図IP 20600-3-（CH）

50A線：IP＝0.73（wL−20）
（MH）

（CL）

20（ML）B線：wL＝5050100150

液性限界 w〔%〕L200土木（一般方式）〔４〕		 土木材料又は土木施工に関する次の問いに答えよ。
(1) コンクリートに加える混和材を二つ挙げ、それぞれ説明せよ。
(2) 掘削底面の破壊現象を二つ挙げ、それぞれ説明せよ。
(3) 下の表は、あるトラバース測量の結果である。 この測量の閉合誤差 E 及び閉合比 R を求めよ。

側線

緯距 L（ｍ）

距離ℓ

経距 D（ｍ）

（ｍ）

Ｎ（＋）

ＡＢ

51.80929.467

ＢＣ96.838

82.795

ＣＤ

41.67133.924ＤＥ

52.01918.57348.422ＥＡ

72.24868.68721.847

計314.585

116.727

Ｓ（－）

Ｅ（＋）

Ｗ（－）
42.627116.71951.87124.21494.48394.498〔５〕		 都市計画又は上下水道に関する次の問いに答えよ。
(1) 市街地再開発事業について説明せよ。
(2) 上水道の高度浄水処理について説明せよ。
(3) ある排水区域で、最長管きょ延長 L ＝1,200ｍ、排水面積 A ＝10ha、流入時間 t１ ＝５min、管きょ内の平均流速 v ＝１m/s、流出係数 C ＝0.8のとき、最大
計 画 雨 水 流 出 量 Q 〔m /s〕 を 求 め よ。 た だ し、 流 達 時 間 T 〔min〕 の と き、
3

平均降雨強度 I ＝5000  〔mm / h〕で計画されているものとし、計算の過程T + 40も示すこと。

-4-建築（一般方式）
次の〔１〕～〔５〕の５題のうちから３題選択のこと〔１〕		 都市計画又は建築計画に関する次の問いに答えよ。
(1)	 都道府県が都市計画法に基づき都市計画を決定する場合の手続について説明せよ。
(2)	 次の語句について、それぞれ説明せよ。
ア

コレクティブハウス

イ

スケルトン・インフィル〔２〕		 建築構造又は構造力学に関する次の問いに答えよ。
(1)	 プレストレストコンクリート構造について説明せよ。
(2)	 下の図のような水平力が作用する２層構造物（１層の水平剛性４K、２層の水平剛性２ K）において、１層の層間変位δ１ と２層の層間変位δ２ との比を求はりめよ。ただし、梁 は剛であり、柱の軸方向の伸縮はないものとし、計算の過程も示すこと。

５P
２K
３P
４K

〔３〕		 建築基準法に関する次の問いに答えよ。
(1)	 「長屋又は共同住宅の各戸の界壁」に求められる遮音性能に係る規定について説明せよ。
(2)	 次のア、イについて、それぞれ説明せよ。
ア

特定工程

イ

建築基準法施行令第２条第２項に定める「地盤面」の定義-5-

建築（一般方式）〔４〕		 建築施工又は建築材料に関する次の問いに答えよ。
(1)	 型枠の存置期間について説明せよ。
(2)	 次のア、イについて、それぞれ説明せよ。
ア

鉄骨製作工場のグレード

イ

鋼材の規格品証明書（ミルシート）〔５〕		 建築環境工学又は建築設備に関する次の問いに答えよ。
(1)	 ＣＡＳＢＥＥについて説明せよ。
(2)	 次の問いに答えよ。
ア

屋内での配電方式である単相３線式100/200Ｖ及び三相３線式200Ｖの主な用途について、それぞれ説明せよ。

イ

ＰＡＬ *（パルスター）について説明せよ。

-6-

機

械

次の〔１〕～〔５〕の５題のうちから３題選択のこと〔１〕		 材料力学に関する次の問いに答えよ。
（1)	 残留応力について説明せよ。
（2)	 下の図のように、座金を介してボルトとナットで挟まれている長さ500mmの銅管を、座金間の距離が500mm の状態からナットを1回転させて締め付け
4る と き、 次 の 問 い に 答 え よ。 た だ し、 銅 管 及 び ボ ル ト の 断 面 積 は そ れ ぞ れ
10 cm 、５cm 、銅管及びボルトの縦弾性係数はそれぞれ100GPa、200GPa、ボ
22ルトのねじのピッチは４mm、座金及びナットは変形しないものとし、計算の過程も示すこと。
ア

銅管に作用する圧縮荷重 Pc を求めよ。

イ

銅管に生じる圧縮応力σc を求めよ。

ウボルトに生じる圧縮応力σs を求めよ。

500mm

銅管

〔２〕		 熱力学又は熱機関に関する次の問いに答えよ。
（1)	 エンタルピーについて説明せよ。
（2)	 燃料消費率100ｇ/PS ｈの発電機を、出力200kW で３時間運転したときの燃料消費量〔Ｌ〕を求めよ。ただし、発電機で使用する燃料の密度は0.86 g/cm 、
3

１PS ＝0.7 kW とし、計算の過程も示すこと。

-7-

機

械〔３〕		 流体力学又は流体機械に関する次の問いに答えよ。
（1)	 下の図のようなサイホンがあるとき、次の問いに答えよ。ただし、Ａ点とＣ点は水槽内の水面と同じ高さ、サイホン管の断面積は一定、Ｂ点とＤ点はサイホン管の断面の中心にあり、 H ＝0.4ｍ、h ＝0.2ｍ、重力加速度は9.8 m/s 、大2

気圧は101.3 kPa、水の比重は1.0×10 kg/m とし、計算の過程も示すこと。
33ア

Ｄ点の流出速度を求めよ。

イ

Ｂ点の圧力を求めよ。

ウ

D 点の位置を変えずに、B 点の位置を変更してサイホン現象が出来なくなるとき、Ｂ点の水面からの高さ h０ を求めよ。ただし、水の蒸気圧は2.3 kPaとする。
ＢＡＣhH

水Ｄ

（2)	 水車効率が0.8、発電効率が0.9の小水力発電設備において、有効水頭5.0ｍ、流量1.0 m /s の水を使用したとき、発電出力〔kW〕を求めよ。 ただし、計算3の過程も示すこと。

〔４〕		 機械材料又は機械工作に関する次の問いに答えよ。
(1)	 キルド鋼について説明せよ。
(2)	 ロックウェル硬さ試験について説明せよ。

〔５〕		 次の語句について、それぞれ説明せよ。
(1)	 ＪＩＳ(2)	 マイクロプラスチック(3)	 ＳＤＧｓ-8-

電気

次の〔１〕～〔５〕の５題のうちから３題選択のこと〔１〕		 次の問いに答えよ。ただし、計算の過程も示すこと。
(1)	 次の行列 A について、固有方程式を利用して固有値及び固有ベクトルを求めよ。

（A＝）

３ −１
４ −２(2)	 不定積分

x cos x dx を求めよ。

(3)	 像関数 F(s)＝1としたときの原関数 (t)f を、ラプラス逆変換を利s2 + 5s + 6

用して求めよ。

-9-電気〔２〕		 電気磁気学に関する次の問いに答えよ。ただし、計算の過程も示すこと。
(1) 下の図のように、電圧 E〔Ｖ〕の電池に、極板間が真空の平行板コンデンサーを接続したところ、 Q 〔Ｃ〕の電気量がたくわえられた。この平行板コンデンサーについて、次の問いに答えよ。
ア

電池に接続したまま、極板間の距離を２倍にしたときの電気量 Q1〔Ｃ〕を求めよ。

イ

アの状態で、 極板間を比誘電率εr の誘電体で満たしたときの電気量 Q2〔Ｃ〕を求めよ。

＋Q〔C〕 −Q〔C〕

E〔Ｖ〕(2) 下の図のように、真空中において、それぞれ質量 M 〔kg〕、電荷＋ Q 〔Ｃ〕の小さな球の帯電体Ａ及びＢがある。 これらの帯電体をそれぞれ長さ r 〔ｍ〕の糸で点Ｐからつるしたところ、図のように、ＡとＢの間隔が a 〔ｍ〕となって静止した。これらの帯電体について、次の問いに答えよ。
ただし、帯電体Ａ及びＢの直径は r 〔ｍ〕に比べて十分に小さく、糸の質量は無視できるものとし、真空の誘電率はε0〔F/m〕、円周率はπ、重力加速度は g〔m/s 〕とする。
2

ア

帯電体Ａ、Ｂの間に働く力 F 〔Ｎ〕の大きさを求めよ。

イ

帯電体Ａ、Ｂの静止状態において、糸の鉛直線に対する傾きがθ〔°〕であったときの電荷 Q 〔Ｃ〕の大きさを求めよ。
P

長さ r〔m〕の糸A
F〔N〕

θ〔°〕θ〔°〕
a〔m〕

＋Q〔C〕

B

F〔N〕

＋Q〔C〕

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電気〔３〕		 電気機器に関する次の問いに答えよ。ただし、計算の過程も示すこと。
(1) ある単相変圧器の二次側端子間に0.5Ωの抵抗を接続し、一次側端子に225Ｖの電圧を加えたところ、一次側に２Ａの電流が流れたときの単相変圧器の変圧比を求めよ。ただし、変圧器の励磁電流、インピーダンス及び損失は無視するものとする。
(2) 定格電圧200Ｖ、定格電流９Ａの三相かご形誘導電動機があり、端子電圧が200Ｖのときに始動電流は定格電流の600％である。この電動機をある電源に接続して始動したところ、その電源の内部インピーダンスにより、電動機の端子電圧が180Ｖになった。このときの電動機の始動電流〔A〕を求めよ。

〔４〕		 電子回路に関する次の問いに答えよ。
(1) Ｂ級プッシュプル電力増幅回路について、Ａ級シングル電力増幅回路との違いに言及して説明せよ。
(2) Ｄ－Ａ変換器について、次の問いに答えよ。
ア

具体例を一つ挙げよ。

イ

アで挙げた具体例について説明せよ。

〔５〕		 情報・通信に関する次の問いに答えよ。
(1)	 信号を受信しているＡＭ受信機の出力端子に10Ωの負荷抵抗が接続されている。負荷の両端で電圧を測定したところ、信号電圧は0.5Ｖ、雑音電圧は0.005Ｖであった。この受信機のＳＮ比〔ｄＢ〕を求めよ。ただし、計算の過程も示すこと。
(2)	 情報理論における情報量と平均情報量（エントロピー）について、それぞれ説明せよ。

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