Oefenen voor het FE Civil-examen: samenvattingspakket

Formuleoverzichten, de belangrijkste methodestappen voor elk onderwerp en 30 oefenopgaven, met volledige oplossingen achterin.

Nieuwe opgavenTerug naar het vak

Kies in het printvenster “Opslaan als pdf” om een kopie op je apparaat te bewaren.

1Formules en methoden

Oplegreacties van balken

Evenwicht
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Gelijkmatig verdeelde belasting
resultante w·L in het midden van de belasting
Moment
M = F·d

Methode

  1. Teken een vrijlichaamsschema en vervang elke oplegging door haar reactiekrachten.
  2. Vervang elke verdeelde belasting door één kracht in haar zwaartepunt.
  3. Neem momenten om één oplegging om de reactiekracht in de andere te vinden.
  4. Gebruik ΣFy = 0 om de overige reactiekracht te vinden, en controleer met een tweede momentenvergelijking.

Vakwerk: knopenmethode

Knopenmethode
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Snedemethode
ΣM = 0 about a cut point
Staafkracht
positief = trek, negatief = druk

Methode

  1. Bepaal de oplegreacties van het hele vakwerk.
  2. Knopenmethode: begin bij een knoop met hooguit twee onbekende staafkrachten en gebruik ΣFx = 0 en ΣFy = 0.
  3. Snedemethode: snijd door de staaf die je nodig hebt en neem momenten om een punt waar de andere onbekende staven samenkomen.
  4. Neem trek aan; een negatief antwoord betekent druk.

Dwarskracht en buigend moment

Dwarskracht en moment
V = ΣF aan één kant, M = ΣF·d aan één kant
Buigspanning
σ = M·y/I
Rechthoek
I = bh³/12
Weerstandsmoment
W = I/ymax
Ligger op twee steunpunten, gelijkmatige belasting
Mmax = wL²/8

Methode

  1. Bepaal de oplegreacties uit het evenwicht van de hele balk.
  2. Snijd de balk door in de doorsnede die je nodig hebt en houd één kant over.
  3. Dwarskracht: de som van de verticale krachten op die kant. Buigend moment: de som van hun momenten om de snede.
  4. Zoek voor het maximale moment de plek waar de dwarskracht nul is.

Doorbuiging van de balk

Puntlast in het midden
δ = PL³/(48EI)
Gelijkmatige belasting, ligger op twee steunpunten
δ = 5wL⁴/(384EI)
Uitkraging, eindlast
δ = PL³/(3EI)
Uitkraging, gelijkmatige belasting
δ = wL⁴/(8EI)
Superpositie
δ = δ1 + δ2

Knik van kolommen

Eulerse kniklast
Pcr = π²EI/(KL)²
Kniklengtefactor
K = 1 scharnierend–scharnierend, 0,5 ingeklemd–ingeklemd, 0,7 ingeklemd–scharnierend, 2 ingeklemd–vrij
Kritieke spanning
σcr = Pcr/A
Slankheid
λ = KL/r, r = √(I/A)

Zwaartepunt en traagheidsmoment

Zwaartepunt
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Rechthoek
I = bh³/12
Stelling van Steiner
I = Ic + A·d²
Samengestelde doorsnede
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Effectieve spanning in grond

Totale spanning
σ = Σγi·hi
Waterspanning
u = γw·(z − zw)
Effectieve spanning
σ′ = σ − u
Water
γw = 9,81 kN/m³

Consolidatiezetting

Normaal geconsolideerd
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Eindspanning
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Overgeconsolideerd, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Overgeconsolideerd, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Overconsolidatiegraad
OCR = σ′p/σ′0
Consolidatietijd
t = Tv·Hdr²/cv
Drainageweg
Hdr = H/2 (tweezijdige drainage), H (eenzijdige drainage)
Tijdfactoren
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Hydrostatische kracht

Druk op diepte
p = ρgh
Kracht op een verticale wand
F = ρg·hc·A
Drukpunt
yp = yc + Ic/(ycA)
Rechthoek
Ic = bH³/12

Leidingwrijving en drukhoogteverlies

Getal van Reynolds
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Stromingsregime
laminair onder Re ≈ 2000, turbulent boven Re ≈ 4000
Gemiddelde snelheid
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Plaatselijke verliezen
hm = ΣK·V²/(2g)
Gangbare K-waarden
intrede 0,5, uittrede 1,0, bocht van 90° ≈ 0,3
Drukval
Δp = ρ·g·hf
Twee open reservoirs
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Vrije uitstroming
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Stroming in open waterlopen (Manning)

Formule van Manning
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Debiet
Q = A·V
Hydraulische straal
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Rechthoek
A = b·y, P = b + 2y
Trapezium (taludhelling z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Ronde buis, vol of half vol
R = D/4
Benodigd verhang
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Pompen en pompvermogen

Hydraulisch vermogen
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Asvermogen
Pshaft = Ph/ηpump
Elektrisch vermogen
Pel = Pshaft/ηmotor
Opvoerhoogte van de pomp
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Systeemverliezen
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Tijdswaarde van geld

Eindwaarde
FV = PV·(1 + i)n
Contante waarde
PV = FV/(1 + i)n
Meerdere perioden per jaar
i = r/m, N = m·n
Annuïteit, contante waarde
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Annuïteit, eindwaarde
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Methode

  1. Teken een tijdlijn met elke kasstroom en het moment waarop die valt.
  2. Laat de rente aansluiten bij de periode: een maandrente voor maandelijkse betalingen.
  3. Gebruik FV = PV·(1 + i)ⁿ voor losse bedragen en de annuïteitenformules voor gelijke betalingen.
  4. Controleer het teken en de orde van grootte van het antwoord.

NCW & IRR

Netto contante waarde
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Gelijke kasstromen
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Interne rentevoet
de r waarbij NPV = 0
Beslissing
accepteren als NPV > 0 (of IRR > vereist rendement)

Methode

  1. Zet alle kasstromen met hun jaar op een rij; de investering in jaar 0 is negatief.
  2. Disconteer elke kasstroom: CFt/(1 + r)t.
  3. Tel ze op om de NCW te krijgen. Positief betekent dat het project meer oplevert dan r.
  4. Zoek voor de IRR de rente waarbij de NCW nul wordt, door proberen of interpoleren.

Normale verdeling

z-score
z = (x − μ)/σ
Onder x
P(X < x) = Φ(z)
Boven x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tussen
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentiel
x = μ + z·σ

Methode

  1. Reken de waarde om naar een z-score: z = (x − μ)/σ.
  2. Zoek Φ(z) op, het oppervlak links van z.
  3. Gebruik voor het oppervlak rechts 1 − Φ(z); trek voor een interval de twee linkeroppervlakken van elkaar af.
  4. Werk voor een percentiel terug: zoek z bij het oppervlak, dan x = μ + z·σ.

2Oefenopgaven

1.Oplegreacties van balkenGemiddeld
P1​ = 15 kNP2​ = 45 kNABRA​RB​ = ?1,5 m0,5 m2 m

De vrij opgelegde balk heeft een scharnier in A en een rol in B. Vind de verticale oplegreactie RB.

L = 4 mP1 = 15 kN op 1,5 mP2 = 45 kN op 2 m
RB = kN
2.Oplegreacties van balkenMoeilijk
P = 10 kN, 60°Q = 50 kNABRA​ = ?2,5 m1,5 m2 m

De vrij opgelegde balk heeft een scharnier in A en een rol in B. Een last P werkt op 2,5 m van A, onder een hoek van 60° met de horizontaal, en een verticale last Q werkt op 4 m van A. Vind de grootte van de totale reactiekracht RA in het scharnier A.

L = 6 mP = 10 kN op 2,5 m, θ = 60°Q = 50 kN op 4 m
RA = kN
3.Vakwerk: knopenmethodeGemiddeld
ABBCACACB35 kN5 m4 m4 m

Gebruik de knopenmethode om de kracht FAB in staaf AB te vinden. Geef trek als positief en druk als negatief.

overspanning = 5 mhoogte = 4 mB ligt 4 m van Averticale belasting = 35 kN
FAB = kN
4.Vakwerk: knopenmethodeMoeilijk
ABBCACACB45 kN30 kN6 m5 m4 m

Gebruik de knopenmethode om de kracht FAC in staaf AC te vinden. Geef trek als positief en druk als negatief.

overspanning = 6 mhoogte = 4 mB ligt 5 m van Averticale belasting = 45 kNhorizontale belasting = 30 kN →
FAC = kN
5.Dwarskracht en buigend momentGemiddeld
60 kN35 kNABCDEFG1 m1 m1 m1 m1 m1 m

De markeringen A tot en met G verdelen de balk in zes gelijke delen. Bij welke markering is het buigend moment het grootst in absolute waarde, positief of negatief? Klik erop in het diagram.

60 kN @ 1 m35 kN @ 5 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 1 m)
  3. 3C (x = 2 m)
  4. 4D (x = 3 m)
  5. 5E (x = 4 m)
  6. 6F (x = 5 m)
  7. 7G (x = 6 m)
6.Dwarskracht en buigend momentMoeilijk
w = 8 kN/mABC8 m1 m

De balk ligt op een scharnier in A en een rol in B en steekt 1 m voorbij B uit tot het vrije uiteinde C. Over de hele lengte A–C werkt een gelijkmatig verdeelde belasting w. Vind de afstand xc van A tot het momentennulpunt tussen de opleggingen (waar het buigend moment van teken wisselt).

L = 9 mw = 8 kN/m van 0 tot 9 mopleggingen bij x = 0 en x = 8 m
xc = m
7.Doorbuiging van de balkGemiddeld
w = 6 kN/mABθ2,5 m

Een vrij opgelegde balk draagt een gelijkmatig verdeelde belasting w over de hele overspanning. Vind de hoekverdraaiing θA van de balk bij oplegging A, in radialen.

w = 6 kN/mL = 2,5 mE = 70 GPa (aluminium)I = 8,5 × 10⁶ mm⁴
θA = rad
8.Doorbuiging van de balkMoeilijk
w = 4 kN/mδL = 5 m

Een vrij opgelegde balk draagt een gelijkmatig verdeelde belasting w. De doorbuiging mag niet groter zijn dan overspanning/360. Vind het kleinste traagheidsmoment Ireq dat aan deze eis voldoet.

w = 4 kN/mL = 5 mE = 11 GPa (constructiehout)
Ireq = × 10⁶ mm⁴
9.Knik van kolommenGemiddeld
PL = 6 md = 25 mmdoorsnede

Een kolom met lengte L van staal is onderaan ingeklemd en bovenaan scharnierend. Vind met de formule van Euler de kritieke knikbelasting Pcr.

L = 6 mE = 200 GPa (staal)d = 25 mm
Pcr = kN
10.Knik van kolommenMoeilijk
P = 35 kNL = 4 md = ?doorsnede

Een massieve ronde kolom met lengte L van staal is aan beide uiteinden ingeklemd. Hij moet 35 kN dragen met een veiligheidsfactor van 2 tegen knik. Vind de kleinste diameter d.

P = 35 kNn = 2L = 4 mE = 200 GPa (staal)
d = mm
11.Zwaartepunt en traagheidsmomentGemiddeld
150 mm200 mm70 mmØ30xIx​ = ?

Een plaat van 150 mm × 200 mm heeft een rond gat met een diameter van 30 mm op de verticale hartlijn, met zijn middelpunt 70 mm boven de onderkant. Bepaal het kwadratisch oppervlaktemoment Ix om de horizontale as door het zwaartepunt.

b = 150 mmh = 200 mmd = 30 mmmiddelpunt van het gat: y = 70 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Zwaartepunt en traagheidsmomentMoeilijk
200 mm300 mm90 mm30 × 20xIx​ = ?

Een plaat van 200 mm × 300 mm heeft een rechthoekige uitsparing van 30 mm breed en 20 mm hoog, gecentreerd op de verticale hartlijn met zijn middelpunt 90 mm boven de onderkant. Bepaal het kwadratisch oppervlaktemoment Ix om de horizontale as door het zwaartepunt.

b = 200 mmh = 300 mmuitsparing: 30 × 20 mmmiddelpunt van het gat: y = 90 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Effectieve spanning in grondGemiddeld
zandγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³9 mgrondwaterstandXz = 3 m

Vind voor het getoonde grondprofiel de totale verticale spanning σ in punt X.

z = 3 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³zand: γd = 17 kN/m³zand: γsat = 19 kN/m³
σ = kPa
14.Effectieve spanning in grondMoeilijk
zandγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³5 mkleiγsat​ = 19 kN/m³5 mgrondwaterstandXz = 7,5 m

Vind voor het getoonde grondprofiel de totale verticale spanning σ in punt X.

z = 7,5 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³zand: γd = 15,5 kN/m³zand: γsat = 20 kN/m³klei: γsat = 19 kN/m³
σ = kPa
15.ConsolidatiezettingGemiddeld
Δσ = 110 kPazandkleiCc​ = 0,2, Cr​ = 0,05e0​ = 0,65σ′0​ = 60 kPaσ′p​ = 160 kPa6 mgrondwaterstand

Een overgeconsolideerde kleilaag van 6 m dik heeft Cc = 0,2, Cr = 0,05 en e₀ = 0,65. Halverwege de laag is de effectieve verticale spanning 60 kPa en de voorbelastingsspanning is 160 kPa. Een nieuw gebouw voegt halverwege de laag 110 kPa verticale spanning toe. Vind de primaire consolidatiezetting S in mm.

H = 6 mCc = 0,2Cr = 0,05e0 = 0,65σ′0 = 60 kPaσ′p = 160 kPaΔσ = 110 kPa
S = mm
16.ConsolidatiezettingMoeilijk
zandkleiH = 2 mcv​ = 1,5 m²/jaar2 mondoorlatend gesteentegrondwaterstand

Een kleilaag van 2 m dik heeft een consolidatiecoëfficiënt cv = 1,5 m²/jaar. Ze ligt op ondoorlatend gesteente, met zand erboven, dus water draineert alleen aan de bovenkant weg. Voor 80% gemiddelde consolidatie is de tijdfactor Tv = 0,567. Hoeveel jaar t heeft de laag nodig om 80% consolidatie te bereiken?

H = 2 mcv = 1,5 m²/jaarU = 80%Tv = 0,567eenzijdige drainage
t = jaar
17.Hydrostatische krachtGemiddeld
schuifd = 1,5 mH = 2 m

Een verticale rechthoekige schuif van 3 m breed zit in de wand van een tank met water, met de bovenrand 1,5 m onder het oppervlak. Vind de resulterende hydrostatische kracht F op de schuif.

d = 1,5 mH = 2 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Hydrostatische krachtMoeilijk
schuifd = 2 mH = 1 m

Een verticale rechthoekige schuif van 2 m breed zit in de wand van een tank met glycerine, met de bovenrand 2 m onder het oppervlak. Vind de resulterende hydrostatische kracht F op de schuif.

d = 2 mH = 1 mb = 2 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Leidingwrijving en drukhoogteverliesGemiddeld
V = 1,1 m/sD = 250 mmL = 1000 mf = 0,025

Water (ρ = 1000 kg/m³) stroomt met 1,1 m/s door een horizontale leiding van 1000 m lang met een binnendiameter van 250 mm. Gebruik de Darcy-wrijvingsfactor f = 0,025 en g = 9,81 m/s². Vind de drukval Δp over de leiding in kPa.

V = 1,1 m/sL = 1000 mD = 250 mmf = 0,025ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Leidingwrijving en drukhoogteverliesMoeilijk
K = 10Δz = ?L = 100 m, D = 150 mm, f = 0,0153× bocht (K = 0,3)

Twee open reservoirs zijn verbonden door een leiding van 100 m lang met een binnendiameter van 150 mm en een Darcy-wrijvingsfactor f = 0,015. De plaatselijke verliezen zijn een scherpe intrede (K = 0,5), 3 bochten (K = 0,3 per stuk), een afsluiter (K = 10) en de uittrede in het lagere reservoir (K = 1,0). Gebruik g = 9,81 m/s². Welk niveauverschil Δz tussen de reservoirs geeft een debiet van 25 L/s?

Q = 25 L/sL = 100 mD = 150 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 10Kexit = 1,0
Δz = m
21.Stroming in open waterlopen (Manning)Gemiddeld
b = 5,5 my = 2,1 m1,5 : 1n = 0,014, S = 0,002

Een trapeziumvormig kanaal van onafgewerkt beton heeft een bodembreedte van 5,5 m en taluds van 1,5:1 (horizontaal:verticaal). Water stroomt eenparig 2,1 m diep. Manning-n = 0,014 en het bodemverhang is S = 0,002. Vind het debiet Q in m³/s.

b = 5,5 my = 2,1 mz = 1,5n = 0,014S = 0,002
Q = m³/s
22.Stroming in open waterlopen (Manning)Moeilijk
D = 300 mmn = 0,013, V = 0,6 m/s

Een betonnen riool met een binnendiameter van 300 mm (Manning-n = 0,013) moet bij net volle stroming een zelfreinigende snelheid van 0,6 m/s halen. Vind het minimale verhang S (in m/m).

D = 300 mmn = 0,013V = 0,6 m/s
S = m/m
23.Pompen en pompvermogenGemiddeld
PQ = 80 L/sH = 50 m

Een pomp levert 80 L/s water (ρ = 1000 kg/m³) tegen een opvoerhoogte van 50 m. Het pomprendement is 65% en de elektromotor die de pomp aandrijft heeft een rendement van 94%. Gebruik g = 9,81 m/s². Vind het elektrisch vermogen Pel dat de motor opneemt, in kW.

Q = 80 L/sH = 50 mηpump = 65%ηmotor = 94%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompen en pompvermogenMoeilijk
PQ = 20 L/sΔz = 6 mL = 150 m, D = 100 mm, f = 0,025, ΣK = 6

Een pomp verplaatst 20 L/s water (ρ = 1000 kg/m³) van een open lager reservoir naar een hoger gelegen tank waarvan het wateroppervlak 6 m hoger ligt. De leiding is 150 m lang met een binnendiameter van 100 mm en een Darcy-wrijvingsfactor f = 0,025; de coëfficiënten voor plaatselijke verliezen tellen op tot ΣK = 6 (intrede en uittrede inbegrepen). Gebruik g = 9,81 m/s². Vind de opvoerhoogte H die de pomp moet toevoegen.

Q = 20 L/sΔz = 6 mL = 150 mD = 100 mmf = 0,025ΣK = 6
H = m
25.Tijdswaarde van geldGemiddeld
jaar0123…9PV = ?€8 000+2,5%+2,5%…r = 4,5%

Een vastgoedobject levert volgend jaar naar verwachting €8 000 netto huur op. De huur groeit naar verwachting voor altijd met 2,5 % per jaar. Het vereiste rendement is 4,5 % per jaar. Bereken de waarde PV van het object vandaag.

C1 = €8 000g = 2,5%r = 4,5%
PV = €
26.Tijdswaarde van geldMoeilijk
maanden0123…228€250€250€250FV = ?

Je spaart 19 jaar lang aan het eind van elke maand €250. De rekening geeft 5,4 % per jaar, maandelijks samengesteld. Hoeveel heb je aan het eind gespaard? Bereken FV.

A = €2505,4% / 12N = 228
FV = €
27.NCW & IRRGemiddeld
jaar01234−60 00024 50025 00026 00023 500

Een project kost vandaag €60 000 en levert aan het eind van jaar 1 tot en met 4 €24 500, €25 000, €26 000, €23 500 op. De vermogenskosten zijn 6 %. Neem aan dat de kasstromen gelijkmatig over elk jaar binnenkomen. Bereken de verdisconteerde terugverdientijd DPB in jaren.

r = 6%CF0 = −60 000CF1 = 24 500CF2 = 25 000CF3 = 26 000CF4 = 23 500
DPB = jaar
28.NCW & IRRMoeilijk
jaar0123−25 00017 00012 50016 500

Een project kost €25 000 en levert aan het eind van jaar 1 tot en met 3 €17 000, €12 500, €16 500 op. Bereken de interne rentabiliteit IRR in procenten.

CF0 = −25 000CF1 = 17 000CF2 = 12 500CF3 = 16 500
IRR = %
29.Normale verdelingGemiddeld
244,25256P = ?

De gewichten van zakken zijn normaal verdeeld met gemiddelde 250 g en standaardafwijking 5 g. Welk deel ligt tussen 244,25 en 256 g? Geef P als decimaal getal.

μ = 250σ = 5x1 = 244,25x2 = 256
P =
30.Normale verdelingMoeilijk
0,02 mm0D − d?

Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,02 mm en standaardafwijking 0,015 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,01 mm. Een willekeurig gekozen as past als D − d > 0. Bepaal de kans P dat hij past. Rond z af op twee decimalen.

gat: μ = 25,02 mm, σ = 0,015 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =

3Oplossingen

1.Oplegreacties van balken

Antwoord: RB = 28,13 kN

Statisch evenwicht: een lichaam in rust heeft ΣFx = 0, ΣFy = 0 en ΣM = 0 om elk punt. Momenten nemen om één oplegging haalt de reactie van die oplegging uit de vergelijking.

P1​ = 15 kNP2​ = 45 kNABRA​RB​1,5 m0,5 m2 m

Vrijlichaamsschema

Vervang de opleggingen door reactiekrachten. Een rol geeft één verticale reactie; met alleen verticale belastingen geeft het scharnier ook één verticale reactie.

Evenwicht

Momenten om A, tegen de klok in positief. Daarna het verticale krachtenevenwicht.

ΣMA = 0: RB·4 = 15·1,5 + 45·2
RB = 112,5/4 = 28,13 kN
ΣFy = 0: RA = 60 − 28,13 = 31,88 kN

Antwoord

RB = 28,13 kN
2.Oplegreacties van balken

Antwoord: RA = 22,29 kN

Statisch evenwicht: een lichaam in rust heeft ΣFx = 0, ΣFy = 0 en ΣM = 0 om elk punt. Vervang elke verdeelde belasting door haar resultante (de oppervlakte) die aangrijpt in het zwaartepunt van het belastingsdiagram, en neem momenten om een oplegging om de reactie van die oplegging uit de vergelijking te halen.

Componenten van P

Pv = 10·sin 60° = 8,66 kN
Ph = 10·cos 60° = 5 kN

Reacties

ΣMA = 0: RB·6 = 8,66·2,5 + 50·4 → RB = 36,94 kN
Ay = 8,66 + 50 − 36,94 = 21,72 kN
Ax = Ph = 5 kN

Resultante in A

RA = √(5² + 21,72²) = 22,29 kN

Antwoord

RA = 22,29 kN
3.Vakwerk: knopenmethode

Antwoord: FAB = −9,899 kN

Knopenmethode: elke knoop van een vakwerk is in evenwicht, dus ΣFx = 0 en ΣFy = 0 in elke knoop. Begin bij een knoop met hoogstens twee onbekende staafkrachten. Een negatief resultaat betekent dat de staaf op druk staat.

ABBCACACB35 kNAy​Cy​

Oplegreacties

Evenwicht van het hele vakwerk. Momenten om A, tegen de klok in positief.

ΣMA = 0: Cy·5 = 35·4 → Cy = 28 kN
ΣFy = 0: Ay = 35 − 28 = 7 kN

Knoop A

Neem aan dat elke staaf op trek staat (trekt van de knoop af). Alleen AB heeft een verticale component in A.

sin α = 4/5,657 = 0,7071
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −7/0,7071 = −9,899 kN

Antwoord

FAB = −9,899 kN (druk)
4.Vakwerk: knopenmethode

Antwoord: FAC = 14,38 kN

Knopenmethode: elke knoop van een vakwerk is in evenwicht, dus ΣFx = 0 en ΣFy = 0 in elke knoop. Begin bij een knoop met hoogstens twee onbekende staafkrachten. Een negatief resultaat betekent dat de staaf op druk staat.

ABBCACACB45 kN30 kNAy​Cy​Ax​

Oplegreacties

Evenwicht van het hele vakwerk. Momenten om A, tegen de klok in positief.

ΣMA = 0: Cy·6 = 45·5 + 30·4 → Cy = 57,5 kN
ΣFy = 0: Ay = 45 − 57,5 = −12,5 kN
ΣFx = 0: Ax = −30 kN

Knoop C

De rol geeft alleen een verticale reactie, dus knoop C heeft maar twee onbekende staafkrachten. Neem aan dat beide op trek staan.

sin γ = 4/4,123 = 0,9701, cos γ = 1/4,123 = 0,2425
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −57,5/0,9701 = −59,27 kN
ΣFx = 0: −FAC − FBC·cos γ = 0 → FAC = −(−59,27)·0,2425 = 14,38 kN

Antwoord

FAC = 14,38 kN (trek)
5.Dwarskracht en buigend moment

Antwoord: B (x = 1 m)

Grootste buigend moment: M verandert van helling overal waar de dwarskracht verandert, dus de pieken liggen waar de dwarskracht door nul gaat: onder een puntlast, binnen een verdeelde last, of boven een oplegging van een uitkragende balk. Bij een ingeklemde oplegging van een console is het moment het grootst bij de wand. Vergelijk de grootte van M op die plaatsen, positief (doorbuigend) of negatief (opbuigend).

Oplegreacties

Neem momenten om één oplegging en gebruik dan het verticale krachtenevenwicht.

R1 = 55,83 kN, R2 = 39,17 kN

Buigend moment bij elke markering

Tel de momenten van alle krachten aan één kant van de snede op. Een doorbuigend moment is positief, een opbuigend moment negatief.

MA = 0, MB = 55,83 kN·m, MC = 51,67, MD = 47,5, ME = 43,33, MF = 39,17, MG = 0

Antwoord

Markering B: MB = 55,83 kN·m
6.Dwarskracht en buigend moment

Antwoord: xc = 7,875 m

Snedemethode: snijd de balk door waar je de inwendige krachten wilt weten en houd één kant over. De dwarskracht V houdt de verticale krachten op die kant in evenwicht, en het buigend moment M hun momenten om de snede. Maximaal moment: omdat dM/dx = V, bereikt het buigend moment zijn piek waar de dwarskracht door nul gaat, bij een puntlast of binnen een verdeelde belasting.

Oplegreacties

Evenwicht van de hele balk, inclusief de belasting op het overstek.

Resultante van de verdeelde belasting: W = w·ℓ = 8·9 = 72 kN, aangrijpend op x̄ = 4,5 m
ΣMA = 0: RB·8 = 8·9·4,5
RB = 324/8 = 40,5 kN
ΣFy = 0: RA = 72 − 40,5 = 31,5 kN

Moment nul

Tussen de opleggingen is M(x) = RA·x − w·x²/2. Afgezien van x = 0 is het nul bij x = 2RA/w.

RA·xc − w·xc²/2 = 0
xc = 2·31,5/8 = 7,875 m

Antwoord

xc = 7,875 m
7.Doorbuiging van de balk

Antwoord: θA = 0,006565 rad

Doorbuiging van balken: doorbuigingen volgen uit het twee keer integreren van de kromming M/(EI). Standaardgevallen staan in tabellen, bijvoorbeeld PL³/(3EI) voor een uitkragende ligger met een eindlast en 5wL⁴/(384EI) voor een vrij opgelegde balk onder een volledige gelijkmatige belasting. Doorbuigingen door afzonderlijke belastingen tellen op (superpositie). De hoekverdraaiing θ = dv/dx is de eerste integraal van M/(EI); in consistente eenheden komt die uit in radialen.

Consistente eenheden

Werk in N en mm: P in N, w in N/mm (kN/m = N/mm), L in mm, E in N/mm² (GPa × 1000), I in mm⁴.

w = 6 N/mm, L = 2500 mm
EI = 5,95 × 10¹¹ N·mm²

Eindhoekverdraaiing

θA = wL³/(24EI) = 6·2500³/(24·5,95 × 10¹¹) = 0,006565 rad

Antwoord

θA = 0,006565 rad

Dat is 0,3762°.

8.Doorbuiging van de balk

Antwoord: Ireq = 213,1 × 10⁶ mm⁴

Doorbuiging van balken: doorbuigingen volgen uit het twee keer integreren van de kromming M/(EI). Standaardgevallen staan in tabellen, bijvoorbeeld PL³/(3EI) voor een uitkragende ligger met een eindlast en 5wL⁴/(384EI) voor een vrij opgelegde balk onder een volledige gelijkmatige belasting. Doorbuigingen door afzonderlijke belastingen tellen op (superpositie).

Doorbuigingseis

δallow = L/360 = 5000/360 = 13,89 mm

Benodigd traagheidsmoment

I = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·4·5000⁴/(384·11000·13,89) = 2,131 × 10⁸ mm⁴
Ireq = 213,1 × 10⁶ mm⁴

Antwoord

Ireq = 213,1 × 10⁶ mm⁴
9.Knik van kolommen

Antwoord: Pcr = 2,146 kN

Knik volgens Euler: een slanke kolom wordt instabiel bij Pcr = π²EI/(KL)², waarbij KL de kniklengte is: K = 1 voor scharnier–scharnier, 2 voor ingeklemd–vrij, 0,7 voor ingeklemd–scharnier en 0,5 voor ingeklemd–ingeklemd. De kolom knikt om de as met de kleinste I. De formule geldt voor slanke kolommen, waarvan de kritieke spanning onder de vloeigrens blijft.

Kleinste traagheidsmoment

Een ronde doorsnede heeft om elke as dezelfde I.

I = πd⁴/64 = π·25⁴/64 = 19175 mm⁴

Kniklengte

KL = 0,7·6000 = 4200 mm

Kritieke belasting

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·19175/4200² = 2146 N = 2,146 kN

Antwoord

Pcr = 2,146 kN
10.Knik van kolommen

Antwoord: d = 41,23 mm

Knik volgens Euler: een slanke kolom wordt instabiel bij Pcr = π²EI/(KL)², waarbij KL de kniklengte is: K = 1 voor scharnier–scharnier, 2 voor ingeklemd–vrij, 0,7 voor ingeklemd–scharnier en 0,5 voor ingeklemd–ingeklemd. De kolom knikt om de as met de kleinste I. De formule geldt voor slanke kolommen, waarvan de kritieke spanning onder de vloeigrens blijft.

Benodigde kritieke belasting

Pcr = n·P = 2·35000 = 70000 N
KL = 0,5·4000 = 2000 mm

Los op naar de diameter

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·70000·2000²/(π³·200000))^(1/4) = 41,23 mm

Antwoord

d = 41,23 mm

Controle: de slankheid KL/r is 194, dus de kolom is slank en Euler geldt.

11.Zwaartepunt en traagheidsmoment

Antwoord: Ix = 99,31 × 10⁶ mm⁴

Doorsneden met gaten: behandel een gat als een negatief oppervlak. Het zwaartepunt is ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), met A₁, y₁ voor de volle plaat en A₂, y₂ voor het gat. Gebruik voor het kwadratisch oppervlaktemoment om de zwaartelijn de stelling van Steiner voor elk deel en trek het gat af: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), waarbij d de afstand is van het eigen zwaartepunt van elk deel tot de as door ȳ. Een rechthoek heeft Ic = bh³/12 en een cirkel Ic = πd⁴/64.

Zwaartepunt

ȳ = (30000·100 − 706,9·70)/(30000 − 706,9) = 100,7 mm

Volle plaat om ȳ

150·200³/12 + 30000·−0,7239² = 100 × 10⁶ mm⁴

Gat om ȳ

π·30⁴/64 + 706,9·−30,72² = 0,707 × 10⁶ mm⁴

Trek af

Ix = 99,31 × 10⁶ mm⁴

Antwoord

Ix = 99,31 × 10⁶ mm⁴
12.Zwaartepunt en traagheidsmoment

Antwoord: Ix = 447,8 × 10⁶ mm⁴

Doorsneden met gaten: behandel een gat als een negatief oppervlak. Het zwaartepunt is ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), met A₁, y₁ voor de volle plaat en A₂, y₂ voor het gat. Gebruik voor het kwadratisch oppervlaktemoment om de zwaartelijn de stelling van Steiner voor elk deel en trek het gat af: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), waarbij d de afstand is van het eigen zwaartepunt van elk deel tot de as door ȳ. Een rechthoek heeft Ic = bh³/12 en een cirkel Ic = πd⁴/64.

Zwaartepunt

ȳ = (60000·150 − 600·90)/(60000 − 600) = 150,6 mm

Volle plaat om ȳ

200·300³/12 + 60000·−0,6061² = 450 × 10⁶ mm⁴

Gat om ȳ

30·20³/12 + 600·−60,61² = 2,224 × 10⁶ mm⁴

Trek af

Ix = 447,8 × 10⁶ mm⁴

Antwoord

Ix = 447,8 × 10⁶ mm⁴
13.Effectieve spanning in grond

Antwoord: σ = 55 kPa

Effectieve spanning (Terzaghi): het korrelskelet draagt σ′ = σ − u. De totale spanning σ is het gewicht van alles boven het punt, Σγ·h, met het droge volumegewicht boven de grondwaterstand en het verzadigde eronder. Onder de grondwaterstand is de waterspanning hydrostatisch: u = γw·(diepte onder de grondwaterstand).

Totale spanning

Tel het gewicht op van elke grondlaag boven X. Boven de grondwaterstand gebruik je het droge volumegewicht, eronder het verzadigde.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 17·1 + 19·2 = 55 kPa

Antwoord

σ = 55 kPa
14.Effectieve spanning in grond

Antwoord: σ = 138,5 kPa

Effectieve spanning (Terzaghi): het korrelskelet draagt σ′ = σ − u. De totale spanning σ is het gewicht van alles boven het punt, Σγ·h, met het droge volumegewicht boven de grondwaterstand en het verzadigde eronder. Onder de grondwaterstand is de waterspanning hydrostatisch: u = γw·(diepte onder de grondwaterstand).

Totale spanning

Tel het gewicht op van elke grondlaag boven X. Boven de grondwaterstand gebruik je het droge volumegewicht, eronder het verzadigde.

σ = γd·2 + γsat,sand·3 + γsat,clay·2,5
σ = 15,5·2 + 20·3 + 19·2,5 = 138,5 kPa

Antwoord

σ = 138,5 kPa
15.Consolidatiezetting

Antwoord: S = 96,6 mm

Primaire consolidatie van een kleilaag met dikte H, met de effectieve spanning in het midden van de laag: σ′f = σ′0 + Δσ. Normaal geconsolideerde klei: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Overgeconsolideerde klei wordt langs Cr opnieuw samengedrukt tot de voorbelastingsspanning σ′p en volgt pas daarboven Cc. Tijd: t = Tv·Hdr²/cv, waarbij de drainageweg Hdr gelijk is aan H/2 als water boven en onder kan wegstromen, en aan H als maar één kant draineert.

Vergelijk met de voorbelastingsspanning

σ′f = 60 + 110 = 170 kPa > 160 kPa

Zetting

Herbelasting tot σ′p, maagdelijke samendrukking daarboven.

S = 0,05·6/(1 + 0,65)·log₁₀(160/60) + 0,2·6/(1 + 0,65)·log₁₀(170/160)
S = 77,45 + 19,15 = 96,6 mm

Antwoord

S = 96,6 mm
16.Consolidatiezetting

Antwoord: t = 1,512 jaar

Primaire consolidatie van een kleilaag met dikte H, met de effectieve spanning in het midden van de laag: σ′f = σ′0 + Δσ. Normaal geconsolideerde klei: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Overgeconsolideerde klei wordt langs Cr opnieuw samengedrukt tot de voorbelastingsspanning σ′p en volgt pas daarboven Cc. Tijd: t = Tv·Hdr²/cv, waarbij de drainageweg Hdr gelijk is aan H/2 als water boven en onder kan wegstromen, en aan H als maar één kant draineert.

Drainageweg

Hdr = H = 2 m

Tijd

t = Tv·Hdr²/cv = 0,567·2²/1,5 = 1,512 jaar

Antwoord

t = 1,512 jaar
17.Hydrostatische kracht

Antwoord: F = 147,2 kN

Hydrostatische kracht op een vlak oppervlak: F = ρ·g·yc·A. De kracht grijpt aan in het drukpunt, ycp = yc + Ic/(ycA), dat altijd onder het zwaartepunt ligt.

Diepte van het zwaartepunt en oppervlakte

yc = d + H/2 = 1,5 + 2/2 = 2,5 m
A = H·b = 2·3 = 6 m²
schuifd = 1,5 mH = 2 mF

Resulterende kracht

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2,5·6 = 147,2 kN

Antwoord

F = 147,2 kN
18.Hydrostatische kracht

Antwoord: F = 61,8 kN

Hydrostatische kracht op een vlak oppervlak: F = ρ·g·yc·A. De kracht grijpt aan in het drukpunt, ycp = yc + Ic/(ycA), dat altijd onder het zwaartepunt ligt.

Diepte van het zwaartepunt en oppervlakte

yc = d + H/2 = 2 + 1/2 = 2,5 m
A = H·b = 1·2 = 2 m²
schuifd = 2 mH = 1 mF

Resulterende kracht

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·2,5·2 = 61,8 kN

Antwoord

F = 61,8 kN
19.Leidingwrijving en drukhoogteverlies

Antwoord: Δp = 60,5 kPa

Leidingstroming: het getal van Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ onderscheidt laminaire stroming (Re onder ongeveer 2000) van turbulente stroming (boven ongeveer 4000). Wrijving langs een leiding kost het drukhoogteverlies volgens Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Hulpstukken, afsluiters, de intrede en de uittrede geven plaatselijke verliezen hm = ΣK·V²/(2g). Tussen twee open reservoiroppervlakken geeft de energievergelijking Δz = hf + hm, inclusief het uittredeverlies K = 1.

Drukhoogteverlies

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(1000/0,25)·1,1²/(2·9,81) = 6,167 m

Drukval

De leiding is horizontaal en de snelheid verandert niet, dus de energievergelijking wordt Δp = ρ·g·hf.

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·6,167 = 60500 Pa = 60,5 kPa

Antwoord

Δp = 60,5 kPa
20.Leidingwrijving en drukhoogteverlies

Antwoord: Δz = 2,285 m

Leidingstroming: het getal van Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ onderscheidt laminaire stroming (Re onder ongeveer 2000) van turbulente stroming (boven ongeveer 4000). Wrijving langs een leiding kost het drukhoogteverlies volgens Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Hulpstukken, afsluiters, de intrede en de uittrede geven plaatselijke verliezen hm = ΣK·V²/(2g). Tussen twee open reservoiroppervlakken geeft de energievergelijking Δz = hf + hm, inclusief het uittredeverlies K = 1.

Snelheid

V = Q/A = 0,025/0,01767 = 1,415 m/s
V²/(2g) = 0,102 m

Verliescoëfficiënten

f·L/D = 0,015·100/0,15 = 10
ΣK = 0,5 + 3·0,3 + 10 + 1,0 = 12,4

Totaal drukhoogteverlies

hf = 10·0,102 = 1,02 m
hm = 12,4·0,102 = 1,265 m
Δz = hf + hm = 2,285 m

Antwoord

Δz = 2,285 m
21.Stroming in open waterlopen (Manning)

Antwoord: Q = 72,26 m³/s

Formule van Manning (SI): voor eenparige stroming in een open waterloop geldt V = (1/n)·R2/3·S1/2 en Q = A·V, met n de ruwheidscoëfficiënt, S het bodemverhang (m/m) en R = A/P de hydraulische straal: doorstroomoppervlak gedeeld door natte omtrek. Alleen de wand die contact maakt met het water telt mee in P, niet het vrije oppervlak. Rechthoek: A = b·y, P = b + 2y. Trapezium met taluds z:1 (horizontaal:verticaal): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Een ronde buis die vol of half vol stroomt heeft R = D/4.

Geometrie

A = (b + z·y)·y = (5,5 + 1,5·2,1)·2,1 = 18,17 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 5,5 + 2·2,1·√(1 + 1,5²) = 13,07 m
R = A/P = 1,39 m

Snelheid

V = (1/0,014)·1,392/3·0,0021/2 = 3,978 m/s

Debiet

Q = A·V = 18,17·3,978 = 72,26 m³/s

Antwoord

Q = 72,26 m³/s
22.Stroming in open waterlopen (Manning)

Antwoord: S = 0,001924 m/m

Formule van Manning (SI): voor eenparige stroming in een open waterloop geldt V = (1/n)·R2/3·S1/2 en Q = A·V, met n de ruwheidscoëfficiënt, S het bodemverhang (m/m) en R = A/P de hydraulische straal: doorstroomoppervlak gedeeld door natte omtrek. Alleen de wand die contact maakt met het water telt mee in P, niet het vrije oppervlak. Rechthoek: A = b·y, P = b + 2y. Trapezium met taluds z:1 (horizontaal:verticaal): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Een ronde buis die vol of half vol stroomt heeft R = D/4.

Hydraulische straal

R = D/4 = 0,3/4 = 0,075 m

Los Manning op naar S

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·0,6/0,1778)² = 0,001924

Antwoord

S = 0,001924

Dat is een daling van 1,924 m per kilometer.

23.Pompen en pompvermogen

Antwoord: Pel = 64,22 kW

Pompvermogen: het vermogen dat aan het water wordt gegeven is het hydraulisch vermogen Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. De as moet meer leveren omdat de pomp verliezen heeft: Pshaft = Ph/ηpump, en de motor neemt Pel = Pshaft/ηmotor op. De opvoerhoogte H volgt uit de energievergelijking: statische opvoerhoogte + drukhoogte + alle wrijvings- en plaatselijke verliezen.

Hydraulisch vermogen

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9,81·0,08·50 = 39,24 kW

Asvermogen

Pshaft = 39,24/0,65 = 60,37 kW

Elektrisch vermogen

Pel = 60,37/0,94 = 64,22 kW

Antwoord

Pel = 64,22 kW
24.Pompen en pompvermogen

Antwoord: H = 20,38 m

Pompvermogen: het vermogen dat aan het water wordt gegeven is het hydraulisch vermogen Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. De as moet meer leveren omdat de pomp verliezen heeft: Pshaft = Ph/ηpump, en de motor neemt Pel = Pshaft/ηmotor op. De opvoerhoogte H volgt uit de energievergelijking: statische opvoerhoogte + drukhoogte + alle wrijvings- en plaatselijke verliezen.

Snelheid

V = Q/A = 0,02/0,007854 = 2,546 m/s
V²/(2g) = 0,3305 m

Drukhoogteverliezen

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (37,5 + 6)·0,3305 = 14,38 m

Opvoerhoogte van de pomp

Beide oppervlakken zijn open en praktisch in rust, dus de druk- en snelheidstermen vallen weg.

H = Δz + hL = 6 + 14,38 = 20,38 m

Antwoord

H = 20,38 m
25.Tijdswaarde van geld

Antwoord: PV = 400000 €

Tijdswaarde van geld: geld vandaag is meer waard dan hetzelfde bedrag later, omdat het rente kan opbrengen. Bij een rente i per periode groeit een bedrag tot FV = PV·(1 + i)n. Een reeks gelijke betalingen (een annuïteit) waardeer je door alle betalingen op te tellen; daaruit volgen de annuïteitenformules.

Groeiende perpetuïteit

PV = C1/(r − g) = 8 000/(0,045 − 0,025) = 8 000/0,02 = €400 000,00

Antwoord

PV = €400 000,00
26.Tijdswaarde van geld

Antwoord: FV = 99082 €

Tijdswaarde van geld: geld vandaag is meer waard dan hetzelfde bedrag later, omdat het rente kan opbrengen. Bij een rente i per periode groeit een bedrag tot FV = PV·(1 + i)n. Een reeks gelijke betalingen (een annuïteit) waardeer je door alle betalingen op te tellen; daaruit volgen de annuïteitenformules.

Maandrente en aantal stortingen

i = 0,054000000000000006/12 = 0,0045
N = 12·19 = 228

Eindwaarde van de stortingen

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 250·(2,783 − 1)/0,0045 = €99 081,67

Antwoord

FV = €99 081,67

Je hebt zelf €57 000 ingelegd; de rest is rente.

27.NCW & IRR

Antwoord: DPB = 2,67 jaar

Terugverdientijd: de tijd tot de cumulatieve kasstromen de initiële investering hebben terugbetaald. Aangenomen wordt dat het geld gelijkmatig over elk jaar binnenkomt, dus het laatste deel is een fractie van een jaar. De eenvoudige terugverdientijd negeert de tijdswaarde van geld; de verdisconteerde terugverdientijd gebruikt in plaats daarvan de contant gemaakte kasstromen.

Contant gemaakte en cumulatieve kasstromen

jaar 1: 24 500/1,06 = 23 113,21 → Σ = 23 113,21
jaar 2: 25 000/1,124 = 22 249,91 → Σ = 45 363,12
jaar 3: 26 000/1,191 = 21 830,10 → Σ = 67 193,22

Fractie van het laatste jaar

DPB = 2 + 14 636,88/21 830,10 = 2,67

Antwoord

DPB = 2,67 jaar

De verdisconteerde terugverdientijd is altijd langer dan de eenvoudige terugverdientijd (2,404 jaar).

28.NCW & IRR

Antwoord: IRR = 38,5 %

Netto contante waarde: zet elke kasstroom met het vereiste rendement r terug naar vandaag en tel ze op: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Een project met NPV > 0 verdient meer dan r en voegt waarde toe. De interne rentabiliteit (IRR) is de rente waarbij NPV = 0.

De IRR insluiten

De NCW daalt als de rente stijgt, dus de IRR ligt tussen een rente met positieve en een met negatieve NCW.

NPV(35%) = 1 157,60
NPV(40%) = −466,47

Verfijnen

Lineair interpoleren geeft een eerste schatting; dat herhalen (of de IRR-functie van een rekenmachine) geeft de exacte rente.

IRR ≈ 35 + 5·1 157,60/(1 157,60 − (−466,47)) = 38,56%
exact: NPV(38,5%) = 0 → IRR = 38,5%

Antwoord

IRR = 38,5%
29.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7599

Normale verdeling: reken een waarde x om naar een z-score, z = (x − μ)/σ, die telt hoeveel standaardafwijkingen x van het gemiddelde ligt. Een z-tabel (of Φ(z)) geeft de oppervlakte links van z, en dat is P(X < x). De oppervlakte rechts is 1 − Φ(z), en de oppervlakte tussen twee waarden is het verschil van hun twee oppervlakten.

z-scores

z₁ = (244,25 − 250)/5 = −1,15
z₂ = (256 − 250)/5 = 1,2

Oppervlakte ertussen

P = Φ(1,2) − Φ(−1,15) = 0,8849 − 0,1251 = 0,7599

Antwoord

P = 0,7599
30.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,8665

Sommen en verschillen van normale variabelen: als X en Y onafhankelijk en normaal verdeeld zijn, zijn X + Y en X − Y ook normaal verdeeld. Gemiddelden tellen op of worden afgetrokken: E(X ± Y) = μX ± μY. Varianties tellen altijd op, ook bij een verschil: Var(X ± Y) = σX² + σY², dus σ = √(σX² + σY²). Standaardafwijkingen tellen nooit rechtstreeks op. Het totaal van n onafhankelijke items met dezelfde verdeling heeft gemiddelde n·μ en standaardafwijking σ·√n. Standaardiseer daarna zoals gewoonlijk: z = (x − gemiddelde)/σ en lees Φ(z) af.

Verdeling van het verschil

μ = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,01803 mm

Standaardiseren

z = (0 − 0,02)/0,01803 = −1,11

Kansrekening

P = 1 − Φ(−1,11) = 0,8665

Antwoord

P = 0,8665

Dit is onafhankelijk oefenmateriaal. ExamProblems is niet verbonden aan of goedgekeurd door de organisatie die dit examen afneemt, en de naam van het examen wordt alleen gebruikt om de inhoud te beschrijven. Het FE exam wordt afgenomen door NCEES, dat niet verbonden is aan ExamProblems en het niet onderschrijft.

ExamProblems · examproblems.com/courses/fe-exam-civil