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
w = 6 kN/mP = 55 kNABMA​ = ?5,5 m0,5 m

De uitkragende ligger is in A in de muur ingeklemd. Hij draagt een gelijkmatig verdeelde belasting w over de hele lengte en een puntlast P op 5,5 m van de muur. Vind de grootte van het inklemmingsmoment MA bij de muur.

L = 6 mP = 55 kN op 5,5 mw = 6 kN/m van 0 tot 6 m
MA = kN·m
2.Oplegreacties van balkenMoeilijk
w = 8 kN/mP = 10 kNABRA​RB​ = ?6 m2 m

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

L = 8 mP = 10 kN op 6 mw = 8 kN/m van 0 tot 8 m
RB = kN
3.Vakwerk: knopenmethodeGemiddeld
ABCDEFGH40 kN25 kN10 kN4 × 3 m4 m

Precies één staaf van dit vakwerk draagt onder deze belastingen geen kracht. Welke is de nulstaaf? Klik erop in het diagram.

B: 40 kN ↓G: 25 kN ↓H: 10 kN ↓
  1. 1staaf AB
  2. 2staaf BC
  3. 3staaf CD
  4. 4staaf DE
  5. 5staaf FG
  6. 6staaf GH
  7. 7staaf AF
  8. 8staaf HE
  9. 9staaf BF
  10. 10staaf CG
  11. 11staaf DH
  12. 12staaf FC
  13. 13staaf HC
4.Vakwerk: knopenmethodeMoeilijk
ABCDEFGH40 kN40 kN40 kN15 kN4 × 4 m4 m

Precies één staaf van dit vakwerk draagt onder deze belastingen geen kracht. Welke is de nulstaaf? Klik erop in het diagram.

C: 40 kN ↓D: 40 kN ↓F: 40 kN →G: 15 kN ↓
  1. 1staaf AB
  2. 2staaf BC
  3. 3staaf CD
  4. 4staaf DE
  5. 5staaf FG
  6. 6staaf GH
  7. 7staaf AF
  8. 8staaf HE
  9. 9staaf BF
  10. 10staaf CG
  11. 11staaf DH
  12. 12staaf FC
  13. 13staaf HC
5.Dwarskracht en buigend momentGemiddeld
60 kN30 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 @ 4 m30 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 = 10 kN/mABC5 m1,5 m

De balk ligt op een scharnier in A en een rol in B en steekt 1,5 m voorbij B uit tot het vrije uiteinde C. Over de hele lengte A–C werkt een gelijkmatig verdeelde belasting w. Vind het buigend moment MB bij oplegging B. Neem doorbuigende (sagging) momenten positief en een opwaartse dwarskracht op het linkervlak positief.

L = 6,5 mw = 10 kN/m van 0 tot 6,5 mopleggingen bij x = 0 en x = 5 m
MB = kN·m
7.Doorbuiging van de balkGemiddeld
w = 6 kN/mABθ6 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 = 6 mE = 200 GPa (staal)I = 12 × 10⁶ mm⁴
θA = rad
8.Doorbuiging van de balkMoeilijk
w = 6 kN/mδL = 2 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 = 6 kN/mL = 2 mE = 70 GPa (aluminium)
Ireq = × 10⁶ mm⁴
9.Knik van kolommenGemiddeld
PL = 1 m25 × 50 mmdoorsnede

Een kolom met lengte L van staal is aan beide uiteinden scharnierend. Vind met de formule van Euler de kritieke knikbelasting Pcr.

L = 1 mE = 200 GPa (staal)b × h = 25 × 50 mm
Pcr = kN
10.Knik van kolommenMoeilijk
P = 80 kNL = 2,5 md = ?doorsnede

Een massieve ronde kolom met lengte L van staal is onderaan ingeklemd en bovenaan scharnierend. Hij moet 80 kN dragen met een veiligheidsfactor van 2 tegen knik. Vind de kleinste diameter d.

P = 80 kNn = 2L = 2,5 mE = 200 GPa (staal)
d = mm
11.Zwaartepunt en traagheidsmomentGemiddeld
2004201412xafmetingen in mm

Een symmetrisch I-profiel heeft flenzen van 200 mm breed en 14 mm dik, een totale hoogte van 420 mm en een lijf van 12 mm dik. Vind het elastische weerstandsmoment Sx voor buiging om de horizontale zwaartepuntsas x.

B = 200 mmH = 420 mmtf = 14 mmtw = 12 mm
Sx = × 10³ mm³
12.Zwaartepunt en traagheidsmomentMoeilijk
130250123401210xafmetingen in mm

Een gelast I-profiel heeft een bovenflens van 130 × 12 mm, een lijf van 340 mm hoog en 10 mm dik, en een onderflens van 250 × 12 mm (breedte × dikte). Vind het traagheidsmoment Ix om de horizontale as x door het zwaartepunt.

bovenflens: 130 × 12 mmlijf: 10 × 340 mmonderflens: 250 × 12 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Effectieve spanning in grondGemiddeld
zandγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 18,5 kN/m³11 mgrondwaterstandXz = 10 m

Vind voor het getoonde grondprofiel de waterspanning u in punt X.

z = 10 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³zand: γd = 16 kN/m³zand: γsat = 18,5 kN/m³
u = kPa
14.Effectieve spanning in grondMoeilijk
zandγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³6 mkleiγsat​ = 17 kN/m³7 mgrondwaterstandXz = 9,5 m

Vind voor het getoonde grondprofiel de waterspanning u in punt X.

z = 9,5 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³zand: γd = 16 kN/m³zand: γsat = 19 kN/m³klei: γsat = 17 kN/m³
u = kPa
15.ConsolidatiezettingGemiddeld
Δσ = 130 kPazandkleiCc​ = 0,3, Cr​ = 0,02e0​ = 0,8σ′0​ = 60 kPaOCR = 27 mgrondwaterstand

Een overgeconsolideerde kleilaag van 7 m dik heeft Cc = 0,3, Cr = 0,02 en e₀ = 0,8. Halverwege de laag is de effectieve verticale spanning 60 kPa en de overconsolidatiegraad is OCR = 2. Een nieuw gebouw voegt halverwege de laag 130 kPa verticale spanning toe. Vind de primaire consolidatiezetting S in mm.

H = 7 mCc = 0,3Cr = 0,02e0 = 0,8σ′0 = 60 kPaOCR = 2Δσ = 130 kPa
S = mm
16.ConsolidatiezettingMoeilijk
zandkleiH = 3,5 m3,5 mzandgrondwaterstand

Bij een oedometerproef in het laboratorium bereikt een kleimonster van 20 mm dik, gedraineerd aan boven- en onderkant, 50% consolidatie in 15 min. In het veld vormt dezelfde klei een laag van 3,5 m dik. Ze ligt tussen twee zandlagen, dus water draineert aan de boven- en onderkant weg. Hoeveel dagen t heeft de laag in het veld nodig om 50% consolidatie te bereiken?

hlab = 20 mmtlab = 15 minH = 3,5 mveld: tweezijdige drainage
t = dagen
17.Hydrostatische krachtGemiddeld
schuifd = 0,5 mH = 2 m

Een verticale rechthoekige schuif van 3 m breed zit in de wand van een tank met water, met de bovenrand 0,5 m onder het oppervlak. Vind de resulterende hydrostatische kracht F op de schuif.

d = 0,5 mH = 2 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Hydrostatische krachtMoeilijk
schuifd = 1,5 mH = 1 m

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

d = 1,5 mH = 1 mb = 1 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Leidingwrijving en drukhoogteverliesGemiddeld
V = 2,2 m/sD = 75 mmL = 150 mf = 0,028

Water stroomt met een gemiddelde snelheid van 2,2 m/s door een leiding van 150 m lang met een binnendiameter van 75 mm. Gebruik de Darcy-wrijvingsfactor f = 0,028 en g = 9,81 m/s². Vind het wrijvingsverlies hf.

V = 2,2 m/sL = 150 mD = 75 mmf = 0,028g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Leidingwrijving en drukhoogteverliesMoeilijk
K = 5vrije uitstromingH = ?L = 200 m, D = 250 mm, f = 0,0182× bocht (K = 0,3)

Een leiding van 200 m lang met een binnendiameter van 250 mm (Darcy-wrijvingsfactor f = 0,018) loopt vanuit een open reservoir en stroomt als vrije straal uit in de lucht. De plaatselijke verliezen zijn een scherpe intrede (K = 0,5), 2 bochten (K = 0,3 per stuk) en een afsluiter (K = 5). Gebruik g = 9,81 m/s². Hoe hoog H moet het reservoiroppervlak boven de uitstroomopening liggen voor een debiet van 100 L/s?

Q = 100 L/sL = 200 mD = 250 mmf = 0,018Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×2)Kvalve = 5
H = m
21.Stroming in open waterlopen (Manning)Gemiddeld
b = 4 my = 1,8 mn = 0,03, S = 0,002

Een rechthoekig kanaal van grond met grasbekleding is 4 m breed. Water stroomt eenparig 1,8 m diep. Manning-n = 0,03 en het bodemverhang is S = 0,002. Vind het debiet Q in m³/s.

b = 4 my = 1,8 mn = 0,03S = 0,002
Q = m³/s
22.Stroming in open waterlopen (Manning)Moeilijk
D = 450 mmn = 0,013, V = 1 m/s

Een betonnen riool met een binnendiameter van 450 mm (Manning-n = 0,013) moet bij net volle stroming een zelfreinigende snelheid van 1 m/s halen. Vind het minimale verhang S (in m/m).

D = 450 mmn = 0,013V = 1 m/s
S = m/m
23.Pompen en pompvermogenGemiddeld
PQ = 15 L/sH = 58 m

Een pomp levert 15 L/s water (ρ = 1000 kg/m³) tegen een opvoerhoogte van 58 m. Het pomprendement is 78% 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 = 15 L/sH = 58 mηpump = 78%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 = 0,022, 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 = 0,022; 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 = 0,022ΣK = 6
H = m
25.Tijdswaarde van geldGemiddeld
jaar0123…9PV = ?€40 000

Je hebt over 9 jaar €40 000 nodig. Een rekening geeft 4,8 % per jaar, per kwartaal samengesteld. Hoeveel moet je vandaag storten? Bereken de contante waarde PV.

FV = €40 0004,8% / 4n = 9
PV = €
26.Tijdswaarde van geldMoeilijk
maanden0123…240€200 000A?AAA

Een lening van €200 000 wordt in 20 jaar afgelost met gelijke maandtermijnen. De rente is 4,8 % per jaar, maandelijks samengesteld. Bereken de maandtermijn A.

P = €200 0004,8% / 12N = 240
A = €
27.NCW & IRRGemiddeld
jaar0123…9−250 00014 000+1%+1%…r = 8%, NPV = ?

Een project kost vandaag €250 000. Het levert aan het eind van het eerste jaar €14 000 op, en de kasstroom groeit daarna voor altijd met 1 % per jaar. De vermogenskosten zijn 8 %. Bereken de netto contante waarde NPV.

C0 = €250 000CF1 = €14 000g = 1%r = 8%
NPV = €
28.NCW & IRRMoeilijk
jaar0123−20 00012 00013 00011 000

Een project kost €20 000 en levert aan het eind van jaar 1 tot en met 3 €12 000, €13 000, €11 000 op. Bereken de interne rentabiliteit IRR in procenten.

CF0 = −20 000CF1 = 12 000CF2 = 13 000CF3 = 11 000
IRR = %
29.Normale verdelingGemiddeld
1360 kg1432 kgT = X₁ + … + X₁₆?

De massa's van passagiers met bagage zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 85 kg en standaardafwijking 12 kg. Bepaal de kans P dat de totale massa van 16 ervan kleiner is dan 1432 kg. Rond z af op twee decimalen.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 16< 1432 kg
P =
30.Normale verdelingMoeilijk
4 s0X − Y?

De rondetijd X van loper A en de rondetijd Y van loper B zijn onafhankelijk en normaal verdeeld: X heeft gemiddelde 52 s en standaardafwijking 4 s, Y heeft gemiddelde 48 s en standaardafwijking 3 s. Bepaal de kans P dat X groter is dan Y. Rond z af op twee decimalen.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =

3Oplossingen

1.Oplegreacties van balken

Antwoord: MA = 410,5 kN·m

Evenwicht van een uitkragende ligger: een inklemming kan omhoog duwen en ook rotatie tegenhouden, dus ze levert een verticale reactie RA en een inklemmingsmoment MA. ΣFy = 0 geeft RA, en momenten om de muur geven MA = Σ(last × afstand tot de muur). Een verdeelde belasting werkt als haar resultante in het zwaartepunt van het belastingsdiagram.

Resultante van de verdeelde belasting

W = 6·6 = 36 kN, x̄ = 3 m

Moment om de muur

MA = P·a + W·x̄ = 55·5,5 + 36·3 = 410,5 kN·m

Antwoord

MA = 410,5 kN·m
2.Oplegreacties van balken

Antwoord: RB = 39,5 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.

w = 8 kN/mP = 10 kNABRA​RB​6 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.

Resultante van de verdeelde belasting: W = w·ℓ = 8·8 = 64 kN, aangrijpend op x̄ = 4 m
ΣMA = 0: RB·8 = 10·6 + 8·8·4
RB = 316/8 = 39,5 kN
ΣFy = 0: RA = 74 − 39,5 = 34,5 kN

Antwoord

RB = 39,5 kN
3.Vakwerk: knopenmethode

Antwoord: staaf DH

Nulstaven: in een knooppunt moeten de krachten in elke richting in evenwicht zijn. Als een knooppunt geen belasting en geen oplegging heeft, en twee van zijn drie staven op één lijn liggen, dan betrekt het evenwicht dwars op die lijn alleen de derde staaf, dus haar kracht is nul. Als er maar twee staven samenkomen in een onbelast knooppunt en ze niet op één lijn liggen, zijn beide nul.

Knooppunt D

CD en DE liggen op één rechte lijn en het knooppunt draagt geen belasting. Het krachtenevenwicht dwars op die lijn laat alleen DH over.

ΣF⊥ = 0 → FDH = 0

Controleer met de knooppuntenmethode

Het oplossen van alle knooppunten geeft deze staafkrachten (T = trek, C = druk).

AB: 33,75 kN (T), BC: 33,75 kN (T), CD: 22,5 kN (T), DE: 22,5 kN (T), FG: 37,5 kN (C), GH: 37,5 kN (C), AF: 56,25 kN (C), HE: 37,5 kN (C), BF: 40 kN (T), CG: 25 kN (C), DH: 0, FC: 6,25 kN (T), HC: 25 kN (T)

Antwoord

Nulstaaf: DH
4.Vakwerk: knopenmethode

Antwoord: staaf BF

Nulstaven: in een knooppunt moeten de krachten in elke richting in evenwicht zijn. Als een knooppunt geen belasting en geen oplegging heeft, en twee van zijn drie staven op één lijn liggen, dan betrekt het evenwicht dwars op die lijn alleen de derde staaf, dus haar kracht is nul. Als er maar twee staven samenkomen in een onbelast knooppunt en ze niet op één lijn liggen, zijn beide nul.

Knooppunt B

AB en BC liggen op één rechte lijn en het knooppunt draagt geen belasting. Het krachtenevenwicht dwars op die lijn laat alleen BF over.

ΣF⊥ = 0 → FBF = 0

Controleer met de knooppuntenmethode

Het oplossen van alle knooppunten geeft deze staafkrachten (T = trek, C = druk).

AB: 67,5 kN (T), BC: 67,5 kN (T), CD: 67,5 kN (T), DE: 67,5 kN (T), FG: 95 kN (C), GH: 95 kN (C), AF: 38,89 kN (C), HE: 95,46 kN (C), BF: 0, CG: 15 kN (C), DH: 40 kN (T), FC: 38,89 kN (T), HC: 38,89 kN (T)

Antwoord

Nulstaaf: BF
5.Dwarskracht en buigend moment

Antwoord: E (x = 4 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 = 25 kN, R2 = 65 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 = 25, MC = 50, MD = 75, ME = 100 kN·m, MF = 65, MG = 0

Antwoord

Markering E: ME = 100 kN·m
6.Dwarskracht en buigend moment

Antwoord: MB = −11,25 kN·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 = 10·6,5 = 65 kN, aangrijpend op x̄ = 3,25 m
ΣMA = 0: RB·5 = 10·6,5·3,25
RB = 211,3/5 = 42,25 kN
ΣFy = 0: RA = 65 − 42,25 = 22,75 kN

Snede bij B, houd het overstek over

De belasting op het overstek, w·a, grijpt aan op a/2 vanaf B en laat de balk boven de oplegging opbuigen.

MB = −w·a²/2 = −10·1,5²/2 = −11,25 kN·m

Antwoord

MB = −11,25 kN·m
7.Doorbuiging van de balk

Antwoord: θA = 0,0225 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 = 6000 mm
EI = 2,4 × 10¹² N·mm²

Eindhoekverdraaiing

θA = wL³/(24EI) = 6·6000³/(24·2,4 × 10¹²) = 0,0225 rad

Antwoord

θA = 0,0225 rad

Dat is 1,289°.

8.Doorbuiging van de balk

Antwoord: Ireq = 3,214 × 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 = 2000/360 = 5,556 mm

Benodigd traagheidsmoment

I = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·6·2000⁴/(384·70000·5,556) = 3,214 × 10⁶ mm⁴
Ireq = 3,214 × 10⁶ mm⁴

Antwoord

Ireq = 3,214 × 10⁶ mm⁴
9.Knik van kolommen

Antwoord: Pcr = 128,5 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 rechthoek knikt om zijn zwakke as, met de kleinste afmeting tot de derde macht.

Imin = h·b³/12 = 50·25³/12 = 65104 mm⁴

Kniklengte

KL = 1·1000 = 1000 mm

Kritieke belasting

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·65104/1000² = 128510 N = 128,5 kN

Antwoord

Pcr = 128,5 kN
10.Knik van kolommen

Antwoord: d = 47,42 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 = 2·80000 = 160000 N
KL = 0,7·2500 = 1750 mm

Los op naar de diameter

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·160000·1750²/(π³·200000))^(1/4) = 47,42 mm

Antwoord

d = 47,42 mm

Controle: de slankheid KL/r is 147,6, dus de kolom is slank en Euler geldt.

11.Zwaartepunt en traagheidsmoment

Antwoord: Sx = 1386 × 10³ mm³

Traagheidsmoment: voor een rechthoek is I = bh³/12 om de eigen zwaartepuntsas en bh³/3 om de basis (stelling van Steiner I = Ic + A·d²). Een gat verwerk je door de I ervan af te trekken, zolang beide delen dezelfde as hebben. Het elastische weerstandsmoment is S = I/c, waarbij c de afstand tot de uiterste vezel is.

Buitenrechthoek min de twee uitsparingen aan de zijkanten

Beide uitsparingen samen zijn (B − tw) breed en hw = H − 2tf hoog, en hebben de as x gemeen.

hw = 420 − 2·14 = 392 mm
Ix = (B·H³ − (B − tw)·hw³)/12 = (200·420³ − 188·392³)/12
Ix = 2,911 × 10⁸ mm⁴

Weerstandsmoment

c = H/2 = 210 mm
Sx = I/c = 2,911 × 10⁸/210
Sx = 1,386 × 10⁶ mm³ = 1386 × 10³ mm³

Antwoord

Sx = 1386 × 10³ mm³
12.Zwaartepunt en traagheidsmoment

Antwoord: Ix = 166 × 10⁶ mm⁴

Samengestelde doorsneden: verdeel de doorsnede in rechthoeken. Het zwaartepunt is het oppervlaktegewogen gemiddelde ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Het traagheidsmoment om de zwaartepuntsas telt voor elk deel de eigen bh³/12 en de Steinerterm A·d² op, waarbij d de afstand is van het zwaartepunt van het deel tot het totale zwaartepunt. De buigspanning is σ = M·y/I.

Verdeel in drie rechthoeken

Meet elke y vanaf de onderrand.

bovenflens: A = 1560 mm², y = 358 mm
lijf: A = 3400 mm², y = 182 mm
onderflens: A = 3000 mm², y = 6 mm

Zwaartepunt

ȳ = (1560·358 + 3400·182 + 3000·6)/7960 = 150,2 mm

Stelling van Steiner

bovenflens: 130·12³/12 + 1560·207,8² = 6,741 × 10⁷ mm⁴
lijf: 10·340³/12 + 3400·31,84² = 3,62 × 10⁷ mm⁴
onderflens: 250·12³/12 + 3000·144,2² = 6,238 × 10⁷ mm⁴
Ix = 6,741 × 10⁷ + 3,62 × 10⁷ + 6,238 × 10⁷
Ix = 1,66 × 10⁸ mm⁴ = 166 × 10⁶ mm⁴

Antwoord

Ix = 166 × 10⁶ mm⁴
13.Effectieve spanning in grond

Antwoord: u = 58,86 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).

Waterspanning

De waterdruk neemt toe met de diepte onder de grondwaterstand.

u = γw·(z − zw) = 9,81·6 = 58,86 kPa

Antwoord

u = 58,86 kPa
14.Effectieve spanning in grond

Antwoord: u = 53,96 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).

Waterspanning

De waterdruk neemt toe met de diepte onder de grondwaterstand.

u = γw·(z − zw) = 9,81·5,5 = 53,96 kPa

Antwoord

u = 53,96 kPa
15.Consolidatiezetting

Antwoord: S = 256,2 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.

Voorbelastingsspanning

σ′p = OCR·σ′0 = 2·60 = 120 kPa

Vergelijk met de voorbelastingsspanning

σ′f = 60 + 130 = 190 kPa > 120 kPa

Zetting

Herbelasting tot σ′p, maagdelijke samendrukking daarboven.

S = 0,02·7/(1 + 0,8)·log₁₀(120/60) + 0,3·7/(1 + 0,8)·log₁₀(190/120)
S = 23,41 + 232,8 = 256,2 mm

Antwoord

S = 256,2 mm
16.Consolidatiezetting

Antwoord: t = 319 dagen

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.

Drainagewegen

Hdr,lab = 20/2 = 10 mm = 0,01 m
Hdr,field = 3,5/2 = 1,75 m

Schaal de tijd

t = Tv·Hdr²/cv met dezelfde T_v en cv in het laboratorium en in het veld.

tfield = 15·(1,75/0,01)² = 459375 min
tfield = 459375/1440 = 319 dagen

Antwoord

t = 319 dagen
17.Hydrostatische kracht

Antwoord: F = 88,29 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 = 0,5 + 2/2 = 1,5 m
A = H·b = 2·3 = 6 m²
schuifd = 0,5 mH = 2 mF

Resulterende kracht

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·1,5·6 = 88,29 kN

Antwoord

F = 88,29 kN
18.Hydrostatische kracht

Antwoord: F = 24,72 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 + 1/2 = 2 m
A = H·b = 1·1 = 1 m²
schuifd = 1,5 mH = 1 mF

Resulterende kracht

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·2·1 = 24,72 kN

Antwoord

F = 24,72 kN
19.Leidingwrijving en drukhoogteverlies

Antwoord: hf = 13,81 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.

Snelheidshoogte

V²/(2g) = 2,2²/(2·9,81) = 0,2467 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,028·(150/0,075)·2,2²/(2·9,81) = 13,81 m

Antwoord

hf = 13,81 m
20.Leidingwrijving en drukhoogteverlies

Antwoord: H = 4,548 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 = 0,1/0,04909 = 2,037 m/s
V²/(2g) = 0,2115 m

Verliescoëfficiënten

f·L/D = 0,018·200/0,25 = 14,4
ΣK = 0,5 + 2·0,3 + 5 = 6,1

Energievergelijking

De uitstromende straal heeft nog zijn snelheidshoogte; dat is geen verlies, maar die moet wel geleverd worden.

H = (1 + 14,4 + 6,1)·0,2115 = 4,548 m

Antwoord

H = 4,548 m
21.Stroming in open waterlopen (Manning)

Antwoord: Q = 10,35 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·y = 4·1,8 = 7,2 m²
P = b + 2y = 4 + 2·1,8 = 7,6 m
R = A/P = 0,9474 m

Snelheid

V = (1/0,03)·0,94742/3·0,0021/2 = 1,438 m/s

Debiet

Q = A·V = 7,2·1,438 = 10,35 m³/s

Antwoord

Q = 10,35 m³/s
22.Stroming in open waterlopen (Manning)

Antwoord: S = 0,003112 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 = 0,45/4 = 0,1125 m

Los Manning op naar S

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·1/0,233)² = 0,003112

Antwoord

S = 0,003112

Dat is een daling van 3,112 m per kilometer.

23.Pompen en pompvermogen

Antwoord: Pel = 11,64 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 = 1000·9,81·0,015·58 = 8,535 kW

Asvermogen

Pshaft = 8,535/0,78 = 10,94 kW

Elektrisch vermogen

Pel = 10,94/0,94 = 11,64 kW

Antwoord

Pel = 11,64 kW
24.Pompen en pompvermogen

Antwoord: H = 18,89 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) = (33 + 6)·0,3305 = 12,89 m

Opvoerhoogte van de pomp

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

H = Δz + hL = 6 + 12,89 = 18,89 m

Antwoord

H = 18,89 m
25.Tijdswaarde van geld

Antwoord: PV = 26035 €

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.

Rente en aantal perioden

i = 0,048/4 = 0,012
N = 4·9 = 36

Contante waarde

PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1,536 = €26 035,24

Antwoord

PV = €26 035,24
26.Tijdswaarde van geld

Antwoord: A = 1298 €

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 termijnen

i = 0,048/12 = 0,004
N = 12·20 = 240

Termijn

De contante waarde van N gelijke betalingen A is A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i. Stel die gelijk aan de lening en los A op.

(1 + i)−N = 0,3836
A = 200 000·0,004/(1 − 0,3836) = €1 297,91

Antwoord

A = €1 297,91
27.NCW & IRR

Antwoord: NPV = −50000 €

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.

Waarde van de kasstromen

PV = 14 000/(0,08 − 0,01) = 200 000,00

NPV

NPV = 200 000,00 − 250 000 = −€50 000,00

Antwoord

NPV = −€50 000,00

De NCW is negatief, dus het project verdient minder dan het vereiste rendement.

28.NCW & IRR

Antwoord: IRR = 36,86 %

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%) = 492,81
NPV(40%) = −787,17

Verfijnen

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

IRR ≈ 35 + 5·492,81/(492,81 − (−787,17)) = 36,93%
exact: NPV(36,86%) = 0 → IRR = 36,86%

Antwoord

IRR = 36,86%
29.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9332

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 totaal

μT = 1360 kg, σT = 12·√16 = 48 kg

Standaardiseren

z = (1432 − 1360)/48 = 1,5

Kansrekening

P = Φ(1,5) = 0,9332

Antwoord

P = 0,9332
30.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7881

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 = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Standaardiseren

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Kansrekening

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Antwoord

P = 0,7881

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