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２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） 図１のような、等分布荷重〔kＮ/ｍ〕が作用している長さ 〔ｍ〕の単純ばりについて、最大曲げモーメントが発生する点を点 C とするとき、点 A から点C の距離〔ｍ〕及び点 C における曲げモーメントを求めよ。

（2） 図１の単純ばりの断面が、図２のような長方形断面のとき、このはりに生じる最大曲げ応力度を求めよ。ただし、等分布荷重＝４kＮ/ｍ、長さ＝８ｍとする。
（3） （2）において、はりの断面を図２で示した断面と面積が同一で寸法が異なる長方形断面とし、はりに生じる最大曲げ応力度が1となるようにするとき、は2りの断面の寸法を求めよ。

L〔m〕
2p〔 k N / m 〕
A

X〔 m 〕

30cm
B

C

20cm

L〔 m 〕
図1

図2−1−土木（一般方式）〔 2 〕 水理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） 水槽の側壁に設けた大オリフィスについて、次の問いに答えよ。ただし、重力加速度は g とする。
（ア） 図１のように、深さにおいて、接近流速を v 0 としたときの大オリフィスにおける流速 v を求めよ。
（イ） 図１において、図２のような大オリフィスから流出する水の流量よ。ただし、接近流速は無視するものとし、流量係数はHとする。

H2H1v0を求め

vb

図1（2） 距離ℓ＝1,155ｍ、実揚程
摩擦損失係数

図2=100ｍの２地点間で、ポンプ及び内径＝1.0ｍ、＝0.028の 円 管 を 用 い、 低 い 地 点 か ら 高 い 地 点 へ 流 量＝1.57m3/sの水を流すときのポンプに要求される全揚程を求めよ。ただし、重力加速度 g ＝9.8m/s2、円周率π＝3.14、管水路の摩擦以外の損失水頭は無視するものとする。

−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） ある砂質土の体積と質量を測定したところ、それぞれであり、炉乾燥後の質量は間隙比、飽和度s＝60cm3、＝108g＝90gになった。このとき、この土の含水比、r及び乾燥単位体積重量γdを求めよ。ただし、土粒子の密度ρs＝2.7g/cm3、水の密度ρw＝1.0g/cm3、重力加速度 g ＝9.8m/s2とし、計算の過程も示すこと。
（2） 壁体に作用する主働土圧、受働土圧、静止土圧について、それらの土圧の大小関係に言及して、それぞれ説明せよ。

−3−

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） フレッシュコンクリートのコンシステンシーについて説明せよ。
（2） 下の図のように、幅＝400mm、有効高さ

つ単鉄筋長方形ばりに曲げモーメント
比d＝500mm、 3 −D19鉄筋を持＝58.05kN・mが作用するとき、鉄筋及び鉄筋の引張応力度σsを求めよ。ただし、引張鉄筋の断面積mm2、中立軸位置係数

s＝860＝0.3とし、計算の過程も示すこと。

d ＝500mm
Asb＝400mm（3） 品質規定方式による盛土の締固めの管理方法を二つ挙げ、それぞれ説明せよ。

〔 5 〕 都市計画又は上下水道に関する次の問いに答えよ。
（1） 市街化区域について説明せよ。
（2） 下水の排除方式について説明せよ。
（3） 計画浄水量45,000m3/日の浄水場における急速砂ろ過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。
（ア） 急速ろ過池は 6 池設けるものとし、 1 池当たりのろ過面積を求めよ。ただし、ろ過速度は150m/日とし、予備の池は設けないものとする。
（イ） （ア）で求めた急速ろ過池を逆流洗浄と表面洗浄の併用方式で洗浄するとき、 1 池当たり 1 回の逆流洗浄に必要な洗浄水量を求めよ。ただし、逆流洗浄は、逆流洗浄流速が0.6m/分で 4 分間行うものとする。

−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、建築計画又は建築環境工学に関する次の問いに答えよ。
（1） 地区計画について、都市計画に定める事項に言及して説明せよ。
（2） 次の語句について、それぞれ説明せよ。
（ア） ヒートアイランド現象（イ） コーポラティブハウス

〔 2 〕 建築構造又は構造力学に関する次の問いに答えよ。
（1） 一次設計及び二次設計について、それぞれ説明せよ。
（2） 下の図のような断面形状の単純ばり A 及び B の中央に集中荷重が作用したとき、それぞれの曲げによる最大たわみδAとδBとの比を求めよ。ただし、単純ばり A 及び B は同一材質の弾性部材とし、計算の過程も示すこと。

PP

δA

δBLL

3a2a2aa（断面形状）（断面形状）

単純ばりA

単純ばりB−5−建築（一般方式）〔 3 〕 建築基準法に関する次の問いに答えよ。
（1） 特殊建築物等の内装の制限について説明せよ。
（2） 次の語句について、それぞれ説明せよ。
（ア） 建築面積（イ） 建築協定〔 4 〕 建築施工又は建築材料に関する次の問いに答えよ。
（1） 下の図のようなネットワーク工程表について、この工事の工期、作業 E のフリーフロートをそれぞれ求めよ。ただし、計算の過程も示すこと。
D
2日
B

F
5日

1日

H

A
2日

C3日

2日

G4日
E
1日
(注)

及びは、ダミーを示す。

（2） 次の語句について、それぞれ説明せよ。
（ア） コールドジョイント（イ） デッキプレート〔 5 〕 建築設備に関する次の問いに答えよ。
（1） 機械換気の三つの方式について、それぞれ説明せよ。
（2） 次の（ア）、（イ）について、それぞれ説明せよ。
（ア） トラップの破封現象（イ） 避雷設備

−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） 応力集中係数（応力集中率）について説明せよ。
（2） 下 の 図 の よ う に、 両 端 を 剛 性 壁 に 固 定 さ れ た 段 付 き 丸 軸 A Ｂ 上 の C 点 に、トルク0が作用しているとき、次の問いに答えよ。ただし、段付き丸軸 A Ｂのせん断弾性係数を、直径を1、2、壁に作用するトルクを1、2、円周率をπとし、計算の過程も示すこと。
（ア） C 点におけるねじれ角θ0を、、（イ） 丸軸の端面 A に作用するトルク

1、ℓ1、1について、01、πを用いて示せ。
、ℓ1、ℓ2、1、2（ウ） 端面 A における丸軸の表面に生じるせん断応力τ1について、1、1を用いて示せ。
、πを用いて示せ。
ACT2T0

ℓ2d2

ℓ1d1

T1

B〔 2 〕 熱力学又は熱機関に関する次の問いに答えよ。
（1） ガスタービンの基本サイクルの名称を挙げ、その機器構成について説明せよ。
（2） ガスタービンの基本サイクルの特徴について、それぞれ描いた上で説明せよ。

−7−−線図及び−線図を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） ペルトン水車について説明せよ。
（2） 下の図のように、断面積が緩やかに縮小し、内部に定量の水が流れる水平円
管 の A 点 及 び B 点 に 細 管 を 立 て た と こ ろ、 管 の 中 心 か ら そ れ ぞ れ425cm、100cmの高さまで水が上昇した。このとき、管内を流れる水量Q〔m3/min〕を求めよ。ただし、管の中心は水平であり、重力加速度を10.0m/s2、水の密度を1.0×103 kg/m3、円周率を3.14、摩擦による損失は無視し、小数点以下第 2 位100cm425cmを四捨五入するものとし、計算の過程も示すこと。

AB

直径 d B ＝80mm

直径 d A ＝120mm〔 4 〕 機械材料又は機械工作に関する次の問いに答えよ。
（1） ステンレス鋼の腐食の形態を二つ挙げ、それぞれの特徴を説明せよ。
（2） 鋳造に関する次の問いに答えよ。
（ア） 加工法の特徴について説明せよ。
（イ） 鋳造欠陥の種類を三つ挙げ、それぞれ説明せよ。

〔 5 〕 次の語句について、それぞれ説明せよ。
（1） 水素ステーション（2） 製造物責任法（ＰＬ法）（3） 準天頂衛星

−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。
y）及び （x,y）をそれぞれ求めよ。
（1） 関数 （x, y）＝sin（x−y）の偏導関数 （x,xyππjj㸹1を求め、 a + j b の形で表せ。
（2） ベクトル 㸹 1＝21 2 、 㸹 2＝7 3 のとき、
㸹2
ただし、 a 、 b は定数であり、 j 2 =−1とする。
3（3） 数列｛ a ｝が、 a 1＝ 1 、a ＋ 1 = 4 a + 2 （とき、極限 limn→∞ a を求めよ。

−9−= 1 , 2 ,…）で定義されている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） 巻数＝10のコイルを流れる電流が0.1秒間に0.5 A の 割 合 で 変 化 し て い る

とき、コイルを貫く磁束が0.4秒間に1.2mWbの割合で変化した。このときのコイルの自己インダクタンス〔mH〕を求めよ。ただし、コイルの漏れ磁束は無視するものとする。
（2） 下の図のように、真空中において無限に長い 3 本の導体 L 1、 L 2、 L 3が同一平面上に平行に並べて置かれており、導体 L 1と導体 L 2の間隔は 2 m、導体 L 2と導体 L 3の間隔は 1 mである。また、導体 L 1、 L 2、 L 3には下の図に示す向きに、それぞれ 2 A、 3 A、 2 Aの直流電流が流れているものとする。このとき、導体 L 2が、導体 L 1に流れる電流と導体 L 3に流れる電流によって受ける 1 m当たりの電磁力の大きさ〔N/m〕及び向きを求めよ。ただし、導体の太さは無視するものとし、真空の透磁率はμ0＝ 4 π×10−7 〔H/m〕、πは円周率とする。

L12A

L2L33A2m−10−2A1m

電気〔 3 〕 電気機器に関する次の問いに答えよ。
（1） 定格周波数60Hz、定格回転速度1,764 min−1、トルク一定の負荷を負って運転している 4 極の三相誘導電動機について、次の問いに答えよ。ただし、計算の過程も示すこと。
（ア） 定格回転速度で運転しているときの滑り周波数〔Hz〕を求めよ。
（イ） インバータにより一次周波数制御を行って、一次周波数を40Hzとしたときの回転速度〔min−1〕を求めよ。ただし、滑り周波数は一次周波数にかかわらず常に一定とする。
（2） 三相同期電動機の始動法を二つ挙げ、それぞれ説明せよ。

〔 4 〕 電子回路に関する次の問いに答えよ。
（1） 単相全波整流回路について、単相半波整流回路との違いに言及して説明せよ。
（2） ＲＳフリップフロップについて、ＮＡＮＤゲートを使用した回路図を描いた上で、動作を説明せよ。

〔 5 〕 情報・通信に関する次の問いに答えよ。
（1） 最 高 周 波 数0が 20kHz の ア ナ ロ グ 信 号 を サ ン プ リ ン グ す る と き、 も と のアナログ信号を再現するために満たすべきサンプリング周期〔μs 〕の最大値を求めよ。ただし、計算の過程も示すこと。
（2） ＣＳＭＡ／ＣＤ方式について説明せよ。
（3） 量子コンピュータについて説明せよ。

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