FE Civil sınav hazırlığı: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 30 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Kiriş mesnet tepkileri

Denge
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Düzgün yük
bileşke w·L, yükün ortasında
Moment
M = F·d

Yöntem

  1. Serbest cisim diyagramı çizin ve her mesneti tepkileriyle değiştirin.
  2. Her yayılı yükü ağırlık merkezine etkiyen tek bir kuvvetle değiştirin.
  3. Diğer mesnetteki tepkiyi bulmak için bir mesnete göre moment alın.
  4. Kalan tepkiyi ΣFy = 0 ile bulun ve ikinci bir moment denklemiyle kontrol edin.

Kafes: düğüm yöntemi

Düğüm yöntemi
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Kesit yöntemi
ΣM = 0 about a cut point
Çubuk kuvveti
pozitif = çekme, negatif = basınç

Yöntem

  1. Tüm kafes sistemin mesnet tepkilerini bulun.
  2. Düğüm noktaları yöntemi: en fazla iki bilinmeyen çubuk kuvveti olan bir düğümden başlayın ve ΣFx = 0 ile ΣFy = 0 kullanın.
  3. Kesim yöntemi: gereken çubuktan kesin ve diğer bilinmeyen çubukların kesiştiği bir noktaya göre moment alın.
  4. Çekme varsayın; negatif cevap basınç demektir.

Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Kesme ve moment
V = bir taraftaki ΣF, M = bir taraftaki ΣF·d
Eğilme gerilmesi
σ = M·y/I
Dikdörtgen
I = bh³/12
Kesit modülü
W = I/ymax
Basit mesnetli, düzgün yük
Mmax = wL²/8

Yöntem

  1. Mesnet tepkilerini tüm kirişin dengesinden bulun.
  2. Kirişi gereken kesitten kesin ve bir tarafı tutun.
  3. Kesme kuvveti: o taraftaki düşey kuvvetlerin toplamı. Eğilme momenti: bunların kesite göre momentlerinin toplamı.
  4. En büyük moment için kesme kuvvetinin sıfır olduğu yeri bulun.

Kiriş sehimi

Açıklık ortasında tekil yük
δ = PL³/(48EI)
Düzgün yük, basit mesnetli
δ = 5wL⁴/(384EI)
Konsol, uç yükü
δ = PL³/(3EI)
Konsol, düzgün yük
δ = wL⁴/(8EI)
Süperpozisyon
δ = δ1 + δ2

Kolon burkulması

Euler yükü
Pcr = π²EI/(KL)²
Burkulma boyu katsayısı
K = 1 mafsallı–mafsallı, 0,5 ankastre–ankastre, 0,7 ankastre–mafsallı, 2 ankastre–serbest
Kritik gerilme
σcr = Pcr/A
Narinlik
λ = KL/r, r = √(I/A)

Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Ağırlık merkezi
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Dikdörtgen
I = bh³/12
Paralel eksen teoremi
I = Ic + A·d²
Bileşik kesit
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Zeminde efektif gerilme

Toplam gerilme
σ = Σγi·hi
Boşluk suyu basıncı
u = γw·(z − zw)
Efektif gerilme
σ′ = σ − u
Su
γw = 9,81 kN/m³

Konsolidasyon oturması

Normal konsolide
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Son gerilme
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Aşırı konsolide, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Aşırı konsolide, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Aşırı konsolidasyon oranı
OCR = σ′p/σ′0
Konsolidasyon süresi
t = Tv·Hdr²/cv
Drenaj yolu
Hdr = H/2 (çift yönlü drenaj), H (tek yönlü drenaj)
Zaman faktörleri
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Hidrostatik kuvvet

Derinlikteki basınç
p = ρgh
Düşey duvara etkiyen kuvvet
F = ρg·hc·A
Basınç merkezi
yp = yc + Ic/(ycA)
Dikdörtgen
Ic = bH³/12

Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Reynolds sayısı
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Akış rejimi
Re ≈ 2000’in altında laminer, Re ≈ 4000’in üstünde türbülanslı
Ortalama hız
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Yerel kayıplar
hm = ΣK·V²/(2g)
Tipik K değerleri
giriş 0,5, çıkış 1,0, 90° dirsek ≈ 0,3
Basınç düşüşü
Δp = ρ·g·hf
İki açık hazne
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Serbest çıkış
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Açık kanal akışı (Manning)

Manning denklemi
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Debi
Q = A·V
Hidrolik yarıçap
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Dikdörtgen
A = b·y, P = b + 2y
Yamuk (şev eğimi z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Dairesel boru, tam veya yarı dolu
R = D/4
Gerekli eğim
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Pompalar ve pompa gücü

Hidrolik güç
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Mil gücü
Pshaft = Ph/ηpump
Elektrik gücü
Pel = Pshaft/ηmotor
Pompa basma yüksekliği
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Sistem kayıpları
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Paranın zaman değeri

Gelecek değer
FV = PV·(1 + i)n
Bugünkü değer
PV = FV/(1 + i)n
Yılda birden çok dönem
i = r/m, N = m·n
Anüite, bugünkü değer
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Anüite, gelecek değer
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Yöntem

  1. Her nakit akışını ve zamanlamasını gösteren bir zaman çizelgesi çizin.
  2. Faiz oranını döneme uydurun: aylık ödemeler için aylık oran.
  3. Tek tutarlar için FV = PV·(1 + i)ⁿ, eşit ödemeler için anüite formüllerini kullanın.
  4. Cevabın işaretini ve büyüklük mertebesini kontrol edin.

NBD ve IRR

Net bugünkü değer
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Eşit nakit akışları
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
İç verim oranı
NPV = 0 yapan r
Karar
NPV > 0 ise (veya IRR > gerekli getiri) kabul et

Yöntem

  1. Tüm nakit akışlarını yıllarıyla listeleyin; 0. yıldaki yatırım negatiftir.
  2. Her nakit akışını iskonto edin: CFt/(1 + r)t.
  3. NBD’yi bulmak için toplayın. Pozitif değer, projenin r’den fazla kazandırdığı anlamına gelir.
  4. İVO için NBD’yi sıfır yapan oranı deneme yoluyla veya enterpolasyonla bulun.

Normal dağılım

z puanı
z = (x − μ)/σ
x’in altında
P(X < x) = Φ(z)
x’in üstünde
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Arasında
Φ(z2) − Φ(z1)
Yüzdelik
x = μ + z·σ

Yöntem

  1. Değeri z puanına çevirin: z = (x − μ)/σ.
  2. z’nin solundaki alan olan Φ(z)’yi tablodan bulun.
  3. Sağdaki alan için 1 − Φ(z) kullanın; bir aralık için iki sol alanı birbirinden çıkarın.
  4. Bir yüzdelik için geriye doğru çalışın: alan için z’yi bulun, sonra x = μ + z·σ.

2Alıştırma soruları

1.Kiriş mesnet tepkileriOrta
P1​ = 55 kNP2​ = 75 kNABCRA​ = ?4 m3 m3 m

Kirişin A’da sabit mafsalı ve A’dan 7 m uzaklıkta B’de kayıcı mesnedi var; B’den serbest uç C’ye kadar çıkma yapar. Yukarıyı pozitif alarak düşey tepki RA değerini bulun.

AB = 7 mAC = 10 mP1 = 55 kN @ 4 mP2 = 75 kN @ 10 m
RA = kN
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 4 kN/mP = 40 kNABRA​ = ?RB​2 m0,5 m1,5 m

Basit mesnetli kirişin A’da sabit mafsalı, B’de kayıcı mesnedi var. Düşey mesnet tepkisi RA değerini bulun.

L = 4 mP = 40 kN @ 2,5 mw = 4 kN/m, 2 ile 4 m arasında
RA = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABCDEFGH25 kN10 kN10 kN4 × 4 m4 m

Bu kafes sistemin tam olarak bir elemanı bu yükler altında kuvvet taşımaz. Sıfır kuvvet elemanı hangisidir? Diyagramda ona tıklayın.

B: 25 kN ↓D: 10 kN ↓F: 10 kN ↓
  1. 1AB elemanı
  2. 2BC elemanı
  3. 3CD elemanı
  4. 4DE elemanı
  5. 5FG elemanı
  6. 6GH elemanı
  7. 7AF elemanı
  8. 8HE elemanı
  9. 9BF elemanı
  10. 10CG elemanı
  11. 11DH elemanı
  12. 12FC elemanı
  13. 13HC elemanı
4.Kafes: düğüm yöntemiZor
ABBCACACB30 kN15 kN6 m5 m2 m

BC çubuğundaki FBC kuvvetini düğüm yöntemiyle bulun. Çekmeyi pozitif, basıncı negatif verin.

açıklık = 6 myükseklik = 2 mB, A’dan 5 m uzaktadüşey yük = 30 kNyatay yük = 15 kN ←
FBC = kN
5.Kesme kuvveti ve eğilme momentiOrta
12 kN/m50 kNABCDEFG2 m2 m2 m2 m2 m2 m

A’dan G’ye işaretler kirişi altı eşit parçaya böler. Eğilme momenti hangi işarette büyüklükçe en büyüktür, sehim yapan veya yapmayan? Diyagramda ona tıklayın.

50 kN @ 6 m12 kN/m, 2–12 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 2 m)
  3. 3C (x = 4 m)
  4. 4D (x = 6 m)
  5. 5E (x = 8 m)
  6. 6F (x = 10 m)
  7. 7G (x = 12 m)
6.Kesme kuvveti ve eğilme momentiZor
w = 12 kN/mABC5 m1 m

Kiriş A’da sabit mafsala ve B’de kayıcı mesnede oturur ve B’den serbest uç C’ye kadar 1 m çıkma yapar. Tüm A–C boyunca düzgün yayılı w yükü etkir. Mesnetler arasındaki en büyük pozitif eğilme momenti Mmax değerini bulun.

L = 6 mw = 12 kN/m, 0 ile 6 m arasındamesnetler x = 0 ve x = 5 m konumlarında
Mmax = kN·m
7.Kiriş sehimiOrta
w = 5 kN/mABθ5 m

Basit mesnetli bir kiriş tüm açıklık boyunca düzgün yayılı w yükü taşır. Kirişin A mesnedindeki eğimi θA değerini radyan cinsinden bulun.

w = 5 kN/mL = 5 mE = 70 GPa (alüminyum)I = 23 × 10⁶ mm⁴
θA = rad
8.Kiriş sehimiZor
w = 8 kN/mP = 26 kNδL = 1,5 m

Basit mesnetli bir kiriş düzgün yayılı w yükü ve açıklık ortasında P tekil yükü taşıyor. Süperpozisyon kullanarak orta nokta sehimi δmax değerini bulun.

P = 26 kNw = 8 kN/mL = 1,5 mE = 70 GPa (alüminyum)I = 23 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 4 md = 25 mmkesit

alüminyum malzemeden L boyunda bir kolon iki ucu ankastre. Euler formülüyle kritik burkulma yükü Pcr değerini bulun.

L = 4 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 25 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
PL = 2 md = 25 mmkesit

alüminyum malzemeden L boyunda bir kolon iki ucu ankastre. Narinliğini ve Euler formülünden kritik burkulma gerilmesi σcr değerini bulun.

L = 2 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 25 mm
σcr = MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
200150t = 18ȳ = ?boyutlar mm cinsinden

Bir U kesit açık tarafı yukarıda duruyor: 200 mm genişliğinde bir taban levhası ve toplam 150 mm yüksekliğinde iki dik kol. Taban ve kolların hepsi 18 mm kalınlığındadır. Ağırlık merkezinin alt kenardan yüksekliği ȳ değerini bulun.

b = 200 mmh = 150 mmt = 18 mm
ȳ = mm
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
150 mm150 mm97,5 mm30 × 40xIx​ = ?

150 mm × 150 mm boyutlarındaki bir levhada, 30 mm genişliğinde ve 40 mm yüksekliğinde, düşey merkez çizgisine ortalanmış ve merkezi alttan 97,5 mm yukarıda olan dikdörtgen bir kesik var. Ağırlık merkezinden geçen yatay eksene göre atalet momentini Ix bulun.

b = 150 mmh = 150 mmkesik: 30 × 40 mmdelik merkezi: y = 97,5 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³12 myeraltı su seviyesiXz = 5 m

Gösterilen zemin profili için X noktasındaki düşey efektif gerilme σ′ değerini bulun.

z = 5 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15,5 kN/m³kum: γsat = 20 kN/m³
σ′ = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³6 mkilγsat​ = 19 kN/m³4 myeraltı su seviyesiXz = 8 m

Gösterilen zemin profili için X noktasındaki boşluk suyu basıncı u değerini bulun.

z = 8 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 17 kN/m³kum: γsat = 20 kN/m³kil: γsat = 19 kN/m³
u = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 120 kPakumkilCc​ = 0,45, Cr​ = 0,06e0​ = 0,75σ′0​ = 45 kPaσ′p​ = 155 kPa4,5 myeraltı su seviyesi

4,5 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,45, Cr = 0,06 ve e₀ = 0,75. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 45 kPa ve ön konsolidasyon basıncı 155 kPa’dır. Yeni bir bina orta derinlikte 120 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 4,5 mCc = 0,45Cr = 0,06e0 = 0,75σ′0 = 45 kPaσ′p = 155 kPaΔσ = 120 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 6 m6 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

Bir laboratuvar ödometre deneyinde, üstten ve alttan drene edilen 25 mm kalınlığındaki bir kil numunesi 5 dakikada %50 konsolidasyona ulaşıyor. Arazide aynı kil 6 m kalınlığında bir tabaka oluşturuyor. Üstünde kum bulunan geçirimsiz kaya üzerinde durur, bu yüzden su yalnızca üstten drene olur. Arazideki tabakanın %50 konsolidasyona ulaşması kaç gün t sürer?

hlab = 25 mmtlab = 5 minH = 6 marazi: tek yönlü drenaj
t = gün
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 1 mH = 1,5 m

3 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 1 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

d = 1 mH = 1,5 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Hidrostatik kuvvetZor
kapakd = 1,5 mH = 3 m

1 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 1,5 m altında bulunuyor. Basınç merkezinin yüzeyden derinliği ycp değerini bulun.

d = 1,5 mH = 3 mb = 1 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
Q = 2 L/sD = 50 mmL = 300 mf = 0,028

Su, 300 m uzunluğunda ve iç çapı 50 mm olan bir borudan 2 L/s debiyle akıyor. Darcy sürtünme faktörü f = 0,028 ve g = 9,81 m/s² kullanın. Sürtünme yük kaybı hf değerini bulun.

Q = 2 L/sL = 300 mD = 50 mmf = 0,028g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 0,2serbest çıkışH = ?L = 100 m, D = 200 mm, f = 0,0184× dirsek (K = 0,3)

100 m uzunluğunda, iç çapı 200 mm (Darcy sürtünme faktörü f = 0,018) olan bir boru açık bir hazneden çıkıyor ve havaya serbest jet olarak boşalıyor. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 4 dirsek (her biri K = 0,3) ve bir vana (K = 0,2). g = 9,81 m/s² kullanın. 100 L/s debi için hazne yüzeyi boru çıkışının ne kadar H üstünde olmalıdır?

Q = 100 L/sL = 100 mD = 200 mmf = 0,018Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 0,2
H = m
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
b = 4 my = 2,3 m1 : 1n = 0,012, S = 0,003

Yamuk kesitli bir perdahlı beton kanalın taban genişliği 4 m ve şev eğimleri 1:1 (yatay:düşey). Su 2,3 m derinlikte üniform olarak akıyor. Manning n = 0,012 ve taban eğimi S = 0,003. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

b = 4 my = 2,3 mz = 1n = 0,012S = 0,003
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
D = 450 mmn = 0,013, V = 0,75 m/s

İç çapı 450 mm olan beton bir kanalizasyon borusu (Manning n = 0,013) tam dolu akarken 0,75 m/s’lik kendi kendini temizleme hızına ulaşmalıdır. En küçük eğim S değerini (m/m cinsinden) bulun.

D = 450 mmn = 0,013V = 0,75 m/s
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 15 L/sH = 40 m

Bir pompa 40 m basma yüksekliğine karşı 15 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basıyor. Pompa verimi %70, onu çalıştıran elektrik motorunun verimi %94. g = 9,81 m/s² kullanın. Motorun çektiği elektrik gücü Pel değerini kW cinsinden bulun.

Q = 15 L/sH = 40 mηpump = 70%ηmotor = 94%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompalar ve pompa gücüZor
PQ = 80 L/sΔz = 5 mL = 150 m, D = 200 mm, f = 0,022, ΣK = 3

Bir pompa 80 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 5 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 150 m uzunluğunda, iç çapı 200 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,022; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 3 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Pompa verimi %75. Mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 80 L/sΔz = 5 mL = 150 mD = 200 mmf = 0,022ΣK = 3η = 75%
Pshaft = kW
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl012345PV = ?€20 000

5 yıl sonra €20 000 gerekiyor. Hesap aylık bileşik, yıllık %6 faiz ödüyor. Bugün ne kadar yatırmalısınız? Bugünkü değer PV'ü bulun.

FV = €20 0006% / 12n = 5
PV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…N = ?€25 000€400€400€400€4004,2% / 12

Aylık bileşik yıllık %4,2 faizle €25 000 borç alıyorsunuz ve her ayın sonunda €400 geri ödüyorsunuz. Kredi kaç ayda geri ödenir (son ödeme daha küçük olabilir)? Ödeme sayısı N değerini verin.

P = €25 000A = €4004,2% / 12
N = ödeme
27.NBD ve IRROrta
yıl0123…8−60 00010 00010 00010 00016 000

Bir makine bugün €60 000 maliyetindedir. 8 yıl boyunca her yılın sonunda €10 000 sağlar ve sonra €6 000 karşılığında satılabilir. Sermaye maliyeti %6. Net bugünkü değer NPV değerini bulun.

C0 = €60 000CF = €10 000S = €6 000n = 8r = 6%
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
r (%)NPVABr* = ?0

A projesi €40 000 maliyetindedir ve 1’den 3. yıla kadar her yılın sonunda €22 500, €16 000, €7 500 getirir. B projesi €45 000 maliyetindedir ve €11 500, €17 500, €24 000 getirir. İki projenin aynı NBD’ye sahip olduğu kesişim oranı r* değerini yüzde olarak bulun.

A: −40 000, 22 500, 16 000, 7 500B: −45 000, 11 500, 17 500, 24 000
r* = %
29.Normal dağılımOrta
242251,25P = ?

torba ağırlıkları, ortalaması 250 g ve standart sapması 5 g olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 242 ile 251,25 g arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.

μ = 250σ = 5x1 = 242x2 = 251,25
P =
30.Normal dağılımZor
0,05 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,05 mm, standart sapması 0,015 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,015 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

delik: μ = 25,05 mm, σ = 0,015 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =

3Çözeltiler

1.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = −8,571 kN

Statik denge: durgun bir cisim için ΣFx = 0, ΣFy = 0 ve herhangi bir noktaya göre ΣM = 0’dır. Her yayılı yükü, yük diyagramının ağırlık merkezinde etkiyen bileşkesiyle (alanıyla) değiştirin ve o mesnedin tepkisini denklemden çıkarmak için bir mesnede göre moment alın.

A’ya göre momentler

Saat yönünün tersi pozitif.

ΣMA = 0: RB·7 = 55·4 + 75·10
RB = 970/7 = 138,6 kN

Düşey denge

RA = 55 + 75 − 138,6 = −8,571 kN

Cevap

RA = −8,571 kN

RA negatif: A’daki mafsal kirişi aşağı tutmak zorundadır.

2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = 17 kN

Statik denge: durgun bir cisim için herhangi bir noktaya göre ΣFx = 0, ΣFy = 0 ve ΣM = 0. Bir mesnede göre moment almak o mesnedin tepkisini denklemden çıkarır.

w = 4 kN/mP = 40 kNABRA​RB​2 m0,5 m1,5 m

Serbest cisim diyagramı

Mesnetleri tepki kuvvetleriyle değiştirin. Kayıcı mesnet bir düşey tepki verir; yalnızca düşey yükler varsa sabit mafsal da bir düşey tepki verir.

Denge

A’ya göre momentler, saat yönünün tersi pozitif. Ardından düşey kuvvet dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 4·2 = 8 kN, x̄ = 3 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·4 = 40·2,5 + 4·2·3
RB = 124/4 = 31 kN
ΣFy = 0: RA = 48 − 31 = 17 kN

Cevap

RA = 17 kN
3.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: CG elemanı

Sıfır kuvvet elemanları: bir düğüm noktasında kuvvetler her yönde dengelenmelidir. Bir düğüm noktasında yük ve mesnet yoksa ve üç elemanından ikisi aynı doğru üzerindeyse, o doğruya dik dengede yalnızca üçüncü eleman yer alır, yani kuvveti sıfırdır. Yüksüz bir düğüm noktasında yalnızca iki eleman buluşuyorsa ve aynı doğru üzerinde değillerse, ikisi de sıfırdır.

G düğüm noktası

FG ve GH aynı düz doğru üzerindedir ve düğüm noktası yük taşımaz. O doğruya dik kuvvetleri dengelemek yalnızca CG’yi bırakır.

ΣF⊥ = 0 → FCG = 0

Düğüm noktaları yöntemiyle kontrol edin

Tüm düğüm noktalarını çözmek şu eleman kuvvetlerini verir (T = çekme, C = basınç).

AB: 28,75 kN (T), BC: 28,75 kN (T), CD: 16,25 kN (T), DE: 16,25 kN (T), FG: 22,5 kN (C), GH: 22,5 kN (C), AF: 40,66 kN (C), HE: 22,98 kN (C), BF: 25 kN (T), CG: 0, DH: 10 kN (T), FC: 8,839 kN (C), HC: 8,839 kN (T)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: CG
4.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: FBC = −22,36 kN

Düğüm yöntemi: bir kafesin her düğümü dengededir; bu yüzden her düğümde ΣFx = 0 ve ΣFy = 0. En fazla iki bilinmeyen çubuk kuvveti olan bir düğümden başlayın. Negatif sonuç çubuğun basınçta olduğunu gösterir.

ABBCACACB30 kN15 kNAy​Cy​Ax​

Mesnet tepkileri

Tüm kafesin dengesi. A’ya göre momentler, saat yönünün tersi pozitif.

ΣMA = 0: Cy·6 = 30·5 − 15·2 → Cy = 20 kN
ΣFy = 0: Ay = 30 − 20 = 10 kN
ΣFx = 0: Ax = 15 kN

C düğümü

Kayıcı mesnet yalnızca düşey tepki verir, bu yüzden C düğümünde yalnızca iki bilinmeyen çubuk kuvveti vardır. İkisinin de çekmede olduğunu varsayın.

sin γ = 2/2,236 = 0,8944, cos γ = 1/2,236 = 0,4472
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −20/0,8944 = −22,36 kN

Cevap

FBC = −22,36 kN (basınç)
5.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: D (x = 6 m)

En büyük eğilme momenti: M, kesme kuvvetinin değiştiği her yerde eğim değiştirir, yani tepeleri kesme kuvvetinin sıfırdan geçtiği yerlerdedir: tekil bir yükün altında, yayılı bir yükün içinde veya bir konsolun mesnedi üzerinde. Konsol kirişin ankastre mesnedinde moment duvarda en büyüktür. M’nin büyüklüğünü o yerlerde, sehim yapan veya yapmayan, karşılaştırın.

Mesnet tepkileri

Bir mesnete göre moment alın, sonra düşey kuvvet dengesini kullanın.

R1 = 75 kN, R2 = 95 kN

Her işaretteki eğilme momenti

Kesimin bir yanındaki tüm kuvvetlerin momentlerini toplayın. Sehim yapan pozitif, tersi negatiftir.

MA = 0, MB = 150, MC = 276, MD = 354 kN·m, ME = 284, MF = 166, MG = 0

Cevap

İşaret D: MD = 354 kN·m
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: Mmax = 34,56 kN·m

Kesit yöntemi: iç kuvvetleri istediğiniz yerde kirişi kesin ve bir tarafı tutun. Kesme kuvveti V o taraftaki düşey kuvvetleri, eğilme momenti M ise onların kesite göre momentlerini dengeler. En büyük moment: dM/dx = V olduğundan eğilme momenti, kesme kuvvetinin sıfırdan geçtiği yerde, yani ya bir tekil yükte ya da yayılı yükün içinde en büyük değerine ulaşır.

Mesnet tepkileri

Çıkmadaki yük dahil tüm kirişin dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 12·6 = 72 kN, x̄ = 3 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·5 = 12·6·3
RB = 216/5 = 43,2 kN
ΣFy = 0: RA = 72 − 43,2 = 28,8 kN

Sıfır kesme kuvveti

RA − w·x0 = 0 → x0 = 28,8/12 = 2,4 m

En büyük pozitif moment

Mmax = RA·x0 − w·x0²/2 = RA²/(2w) = 28,8²/(2·12) = 34,56 kN·m

Cevap

Mmax = 34,56 kN·m
7.Kiriş sehimi

Cevap: θA = 0,01617 rad

Kiriş sehimi: sehimler, M/(EI) eğriliğinin iki kez integre edilmesiyle bulunur. Standart durumlar tablolanmıştır; örneğin uçtan yüklü konsol için PL³/(3EI) ve tüm açıklıkta düzgün yüklü basit kiriş için 5wL⁴/(384EI). Ayrı yüklerin sehimleri toplanır (süperpozisyon). Eğim θ = dv/dx, M/(EI)’nin birinci integralidir; tutarlı birimlerle radyan olarak çıkar.

Tutarlı birimler

N ve mm ile çalışın: P N, w N/mm (kN/m = N/mm), L mm, E N/mm² (GPa × 1000), I mm⁴.

w = 5 N/mm, L = 5000 mm
EI = 1,61 × 10¹² N·mm²

Uç eğimi

θA = wL³/(24EI) = 5·5000³/(24·1,61 × 10¹²) = 0,01617 rad

Cevap

θA = 0,01617 rad

Bu, 0,9268° eder.

8.Kiriş sehimi

Cevap: δmax = 1,463 mm

Kiriş sehimi: sehimler, M/(EI) eğriliğinin iki kez integre edilmesiyle bulunur. Standart durumlar tablolanmıştır; örneğin uçtan yüklü konsol için PL³/(3EI) ve tüm açıklıkta düzgün yüklü basit kiriş için 5wL⁴/(384EI). Ayrı yüklerin sehimleri toplanır (süperpozisyon).

Tutarlı birimler

N ve mm ile çalışın: P N, w N/mm (kN/m = N/mm), L mm, E N/mm² (GPa × 1000), I mm⁴.

P = 26000 N, w = 8 N/mm, L = 1500 mm, EI = 1,61 × 10¹² N·mm²

Her yük tek başına

δP = PL³/(48EI) = 26000·1500³/(48·1,61 × 10¹²) = 1,135 mm
δw = 5wL⁴/(384EI) = 5·8·1500⁴/(384·1,61 × 10¹²) = 0,3275 mm

Toplayın

δmax = 1,135 + 0,3275 = 1,463 mm

Cevap

δmax = 1,463 mm
9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 3,312 kN

Euler burkulması: narin bir kolon Pcr = π²EI/(KL)² değerinde kararsız olur; KL burkulma boyudur: mafsallı–mafsallı için K = 1, ankastre–serbest için 2, ankastre–mafsallı için 0,7 ve ankastre–ankastre için 0,5. En küçük I’ya sahip eksen etrafında burkulur. Formül, kritik gerilmesi akma gerilmesinin altında kalan narin kolonlar için geçerlidir.

En küçük atalet momenti

Dairesel kesitin I değeri her eksene göre aynıdır.

I = πd⁴/64 = π·25⁴/64 = 19175 mm⁴

Burkulma boyu

KL = 0,5·4000 = 2000 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·19175/2000² = 3312 N = 3,312 kN

Cevap

Pcr = 3,312 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: σcr = 26,99 MPa

Euler burkulması: narin bir kolon Pcr = π²EI/(KL)² değerinde kararsız olur; KL burkulma boyudur: mafsallı–mafsallı için K = 1, ankastre–serbest için 2, ankastre–mafsallı için 0,7 ve ankastre–ankastre için 0,5. En küçük I’ya sahip eksen etrafında burkulur. Formül, kritik gerilmesi akma gerilmesinin altında kalan narin kolonlar için geçerlidir.

En küçük atalet momenti

Dairesel kesitin I değeri her eksene göre aynıdır.

I = πd⁴/64 = π·25⁴/64 = 19175 mm⁴

Atalet yarıçapı ve narinlik

A = 490,9 mm²
r = √(I/A) = √(19175/490,9) = 6,25 mm
KL = 0,5·2000 = 1000 mm
KL/r = 1000/6,25 = 160

Kritik gerilme

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/160² = 26,99 MPa

Cevap

σcr = 26,99 MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: ȳ = 51,67 mm

Bileşik alanlar: kesiti dikdörtgenlere ayırın. Ağırlık merkezi alanlarla ağırlıklı ortalamadır: ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Ağırlık merkezi eksenine göre atalet momenti, her parçanın kendi bh³/12 değerini ve paralel eksen terimi A·d²’yi toplar; d, parçanın ağırlık merkezinin genel ağırlık merkezine uzaklığıdır. Eğilme gerilmesi σ = M·y/I’dır.

Dikdörtgenlere ayırın

Tabanı tam genişlikte ve iki kolu onun üstünde (yükseklik h − t) alın; böylece hiçbir şey iki kez sayılmaz.

baz: A1 = 200·18 = 3600 mm², y1 = 9 mm
iki kol: A2 = 2·18·132 = 4752 mm², y2 = 18 + 132/2 = 84 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (3600·9 + 4752·84)/8352 = 51,67 mm

Cevap

ȳ = 51,67 mm
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 41,39 × 10⁶ mm⁴

Delikli kesitler: bir deliği negatif alan sayın. Ağırlık merkezi ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂)’dir; A₁, y₁ tam levha için, A₂, y₂ delik içindir. Ağırlık merkezi eksenine göre atalet momenti için her parçaya paralel eksen teoremini uygulayın ve deliği çıkarın: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²); burada d, her parçanın kendi ağırlık merkezinden ȳ’den geçen eksene olan uzaklıktır. Bir dikdörtgenin Ic = bh³/12, bir dairenin Ic = πd⁴/64’tür.

Ağırlık merkezi

ȳ = (22500·75 − 1200·97,5)/(22500 − 1200) = 73,73 mm

Tam levha, ȳ’ye göre

150·150³/12 + 22500·1,268² = 42,22 × 10⁶ mm⁴

Delik, ȳ’ye göre

30·40³/12 + 1200·23,77² = 0,8379 × 10⁶ mm⁴

Çıkarın

Ix = 41,39 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 41,39 × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 66,88 kPa

Efektif gerilme (Terzaghi): zemin iskeleti σ′ = σ − u taşır. Toplam gerilme σ, noktanın üstündeki her şeyin ağırlığıdır, Σγ·h; su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığı kullanılır. Su seviyesinin altında boşluk suyu basıncı hidrostatiktir: u = γw·(su seviyesinin altındaki derinlik).

Toplam gerilme

X’in üstündeki her zemin bandının ağırlığını toplayın. Su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığını kullanın.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 15,5·3 + 20·2 = 86,5 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·2 = 19,62 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 86,5 − 19,62 = 66,88 kPa

Cevap

σ′ = 66,88 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: u = 39,24 kPa

Efektif gerilme (Terzaghi): zemin iskeleti σ′ = σ − u taşır. Toplam gerilme σ, noktanın üstündeki her şeyin ağırlığıdır, Σγ·h; su seviyesinin üstünde kuru, altında doygun birim hacim ağırlığı kullanılır. Su seviyesinin altında boşluk suyu basıncı hidrostatiktir: u = γw·(su seviyesinin altındaki derinlik).

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4 = 39,24 kPa

Cevap

u = 39,24 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 114,3 mm

H kalınlığındaki bir kil tabakasının, tabaka ortasındaki efektif gerilme kullanılarak birincil konsolidasyonu: σ′f = σ′0 + Δσ. Normal konsolide kil: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Aşırı konsolide kil, ön konsolidasyon basıncı σ′p’ye kadar Cr boyunca yeniden sıkışır ve ancak onun ötesinde Cc’yi izler. Süre: t = Tv·Hdr²/cv; drenaj yolu Hdr, su üstten ve alttan çıkabiliyorsa H/2, yalnızca bir taraf drene oluyorsa H’dir.

Ön konsolidasyon basıncıyla karşılaştırın

σ′f = 45 + 120 = 165 kPa > 155 kPa

Oturma

σ′p’ye kadar yeniden sıkışma, ötesinde bakir sıkışma.

S = 0,06·4,5/(1 + 0,75)·log₁₀(155/45) + 0,45·4,5/(1 + 0,75)·log₁₀(165/155)
S = 82,87 + 31,42 = 114,3 mm

Cevap

S = 114,3 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 800 gün

H kalınlığındaki bir kil tabakasının, tabaka ortasındaki efektif gerilme kullanılarak birincil konsolidasyonu: σ′f = σ′0 + Δσ. Normal konsolide kil: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Aşırı konsolide kil, ön konsolidasyon basıncı σ′p’ye kadar Cr boyunca yeniden sıkışır ve ancak onun ötesinde Cc’yi izler. Süre: t = Tv·Hdr²/cv; drenaj yolu Hdr, su üstten ve alttan çıkabiliyorsa H/2, yalnızca bir taraf drene oluyorsa H’dir.

Drenaj yolları

Hdr,lab = 25/2 = 12,5 mm = 0,0125 m
Hdr,field = 6 m

Süreyi ölçekleyin

Laboratuvarda ve arazide aynı Tv ve cv ile t = T_v·Hdr²/cv.

tfield = 5·(6/0,0125)² = 1,152 × 10⁶ min
tfield = 1,152 × 10⁶/1440 = 800 gün

Cevap

t = 800 gün
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 77,25 kN

Düzlem yüzeye hidrostatik kuvvet: F = ρ·g·yc·A. Her zaman ağırlık merkezinin altında bulunan basınç merkezinde, ycp = yc + Ic/(ycA), etkir.

Ağırlık merkezi derinliği ve alan

yc = d + H/2 = 1 + 1,5/2 = 1,75 m
A = H·b = 1,5·3 = 4,5 m²
kapakd = 1 mH = 1,5 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·1,75·4,5 = 77,25 kN

Cevap

F = 77,25 kN
18.Hidrostatik kuvvet

Cevap: ycp = 3,25 m

Düzlem yüzeye hidrostatik kuvvet: F = ρ·g·yc·A. Her zaman ağırlık merkezinin altında bulunan basınç merkezinde, ycp = yc + Ic/(ycA), etkir.

Ağırlık merkezi derinliği ve alan

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

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·3·3 = 88,29 kN

Basınç merkezi

Basınç derinlikle arttığından bileşke ağırlık merkezinin altında etkir.

Ic = b·H³/12 = 1·3³/12 = 2,25 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 3 + 2,25/(3·3) = 3,25 m

Cevap

ycp = 3,25 m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: hf = 8,884 m

Boru akışı: Reynolds sayısı Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ, laminer akışı (Re yaklaşık 2000’in altında) türbülanslı akıştan (yaklaşık 4000’in üstünde) ayırır. Boru boyunca sürtünme, Darcy–Weisbach yük kaybına hf = f·(L/D)·V²/(2g) yol açar. Bağlantı parçaları, vanalar, giriş ve çıkış yerel kayıplar hm = ΣK·V²/(2g) ekler. İki açık hazne yüzeyi arasında enerji denklemi, çıkış kaybı K = 1 dahil, Δz = hf + hm verir.

Ortalama hız

A = π·0,05²/4 = 0,001963 m²
V = Q/A = 0,002/0,001963 = 1,019 m/s

Hız yüksekliği

V²/(2g) = 1,019²/(2·9,81) = 0,05288 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,028·(300/0,05)·1,019²/(2·9,81) = 8,884 m

Cevap

hf = 8,884 m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: H = 6,145 m

Boru akışı: Reynolds sayısı Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ, laminer akışı (Re yaklaşık 2000’in altında) türbülanslı akıştan (yaklaşık 4000’in üstünde) ayırır. Boru boyunca sürtünme, Darcy–Weisbach yük kaybına hf = f·(L/D)·V²/(2g) yol açar. Bağlantı parçaları, vanalar, giriş ve çıkış yerel kayıplar hm = ΣK·V²/(2g) ekler. İki açık hazne yüzeyi arasında enerji denklemi, çıkış kaybı K = 1 dahil, Δz = hf + hm verir.

Hız

V = Q/A = 0,1/0,03142 = 3,183 m/s
V²/(2g) = 0,5164 m

Kayıp katsayıları

f·L/D = 0,018·100/0,2 = 9
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 0,2 = 1,9

Enerji denklemi

Çıkış jeti hız yüksekliğini hâlâ taşır; bu bir kayıp değildir ama sağlanması gerekir.

H = (1 + 9 + 1,9)·0,5164 = 6,145 m

Cevap

H = 6,145 m
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 81,95 m³/s

Manning denklemi (SI): açık kanalda üniform akış için V = (1/n)·R2/3·S1/2 ve Q = A·V; burada n pürüzlülük katsayısı, S taban eğimi (m/m) ve R = A/P hidrolik yarıçaptır: akış alanı bölü ıslak çevre. P’ye serbest yüzey değil, yalnızca suyla temas eden sınır dahil edilir. Dikdörtgen: A = b·y, P = b + 2y. Şev eğimi z:1 (yatay:düşey) olan yamuk: A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Tam veya yarı dolu akan dairesel bir boruda R = D/4’tür.

Geometri

A = (b + z·y)·y = (4 + 1·2,3)·2,3 = 14,49 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 4 + 2·2,3·√(1 + 1²) = 10,51 m
R = A/P = 1,379 m

Hız

V = (1/0,012)·1,3792/3·0,0031/2 = 5,656 m/s

Debi

Q = A·V = 14,49·5,656 = 81,95 m³/s

Cevap

Q = 81,95 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,00175 m/m

Manning denklemi (SI): açık kanalda üniform akış için V = (1/n)·R2/3·S1/2 ve Q = A·V; burada n pürüzlülük katsayısı, S taban eğimi (m/m) ve R = A/P hidrolik yarıçaptır: akış alanı bölü ıslak çevre. P’ye serbest yüzey değil, yalnızca suyla temas eden sınır dahil edilir. Dikdörtgen: A = b·y, P = b + 2y. Şev eğimi z:1 (yatay:düşey) olan yamuk: A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Tam veya yarı dolu akan dairesel bir boruda R = D/4’tür.

Hidrolik yarıçap

R = D/4 = 0,45/4 = 0,1125 m

Manning’i S için çözün

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·0,75/0,233)² = 0,00175

Cevap

S = 0,00175

Bu, kilometrede 1,75 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pel = 8,945 kW

Pompa gücü: suya verilen güç hidrolik güç Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp’dir. Pompada kayıplar olduğu için mil daha fazlasını vermelidir: Pshaft = Ph/ηpump; motor ise Pel = Pshaft/ηmotor çeker. Pompa basma yüksekliği H enerji denkleminden bulunur: statik yükseklik + basınç yüksekliği + tüm sürtünme ve yerel kayıplar.

Hidrolik güç

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9,81·0,015·40 = 5,886 kW

Mil gücü

Pshaft = 5,886/0,7 = 8,409 kW

Elektrik gücü

Pel = 8,409/0,94 = 8,945 kW

Cevap

Pel = 8,945 kW
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 11,98 kW

Pompa gücü: suya verilen güç hidrolik güç Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp’dir. Pompada kayıplar olduğu için mil daha fazlasını vermelidir: Pshaft = Ph/ηpump; motor ise Pel = Pshaft/ηmotor çeker. Pompa basma yüksekliği H enerji denkleminden bulunur: statik yükseklik + basınç yüksekliği + tüm sürtünme ve yerel kayıplar.

Hız

V = Q/A = 0,08/0,03142 = 2,546 m/s
V²/(2g) = 0,3305 m

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (16,5 + 3)·0,3305 = 6,445 m

Pompa basma yüksekliği

H = Δz + hL = 5 + 6,445 = 11,44 m

Mil gücü

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9,81·0,08·11,44/0,75 = 11,98 kW

Cevap

Pshaft = 11,98 kW
25.Paranın zaman değeri

Cevap: PV = 14827 €

Paranın zaman değeri: bugünkü para, faiz kazanabileceği için aynı miktarın ileride olandan daha değerlidir. Dönem başına i faiz oranıyla bir tutar FV = PV·(1 + i)n olarak büyür. Eşit ödemeler dizisi (anüite) her ödeme toplanarak değerlenir; anüite formülleri buradan gelir.

Oran ve dönem sayısı

i = 0,06/12 = 0,005
N = 12·5 = 60

Bugünkü değer

PV = FV/(1 + i)N = 20 000/1,349 = €14 827,44

Cevap

PV = €14 827,44
26.Paranın zaman değeri

Cevap: N = 71 ödeme

Paranın zaman değeri: bugünkü para, faiz kazanabileceği için aynı miktarın ileride olandan daha değerlidir. Dönem başına i faiz oranıyla bir tutar FV = PV·(1 + i)n olarak büyür. Eşit ödemeler dizisi (anüite) her ödeme toplanarak değerlenir; anüite formülleri buradan gelir.

Anüite formülünü düzenleyin

i = 0,0035
(1 + i)−N = 1 − 25 000·0,0035/400 = 0,7813

Logaritmayla çözün

N = −ln(0,7813)/ln(1,004) = 70,65

Tam ödemeye yukarı yuvarlayın

70 tam ödeme küçük bir bakiye bırakır; bunu son, daha küçük ödeme kapatır.

N = 71

Cevap

N = 71 ödeme
27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = 5862 €

Net bugünkü değer: her nakit akışını gerekli getiri oranı r ile bugüne indirgeyin ve toplayın: NBD = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. NBD > 0 olan proje r'den fazla kazandırır ve değer yaratır. İç verim oranı (IRR), NBD = 0 yapan orandır.

Yıllık nakit akışlarının bugünkü değeri

10 000·6,21 = 62 097,94

Hurda değerinin bugünkü değeri

6 000/1,594 = 3 764,47

NPV

NPV = −60 000 + 62 097,94 + 3 764,47 = €5 862,41

Cevap

NPV = €5 862,41
28.NBD ve IRR

Cevap: r* = 5,417 %

Kesişim oranı: iki projenin aynı NBD’ye sahip olduğu iskonto oranı. Nakit akışları farkının (B − A) IRR’sidir. Bunun altında nakit akışları daha geç ve daha büyük olan projenin NBD’si daha yüksektir; üstünde diğeri kazanır.

Nakit akışları farkı

ΔCF0 = −45 000 − (−40 000) = −5 000
ΔCF1 = 11 500 − 22 500 = −11 000
ΔCF2 = 17 500 − 16 000 = 1 500
ΔCF3 = 24 000 − 7 500 = 16 500

Farkın IRR’si

NPVΔ(5%) = 137,67
NPVΔ(6%) = −188,65
r* = 5,417%

Cevap

r* = 5,417%

Kontrol: 5,417% oranında iki NBD de €2 144,10.

29.Normal dağılım

Cevap: P = 0,5439

Normal dağılım: bir x değerini z = (x − μ)/σ ile z puanına çevirin; z, ortalamadan kaç standart sapma uzakta olunduğunu sayar. z tablosu (ya da Φ(z)) z’nin solundaki alanı, yani P(X < x) değerini verir. Sağdaki alan 1 − Φ(z), iki değer arasındaki alan ise bu iki alanın farkıdır.

z puanları

z₁ = (242 − 250)/5 = −1,6
z₂ = (251,25 − 250)/5 = 0,25

Aradaki alan

P = Φ(0,25) − Φ(−1,6) = 0,5987 − 0,0548 = 0,5439

Cevap

P = 0,5439
30.Normal dağılım

Cevap: P = 0,9909

Normal değişkenlerin toplamı ve farkı: X ve Y bağımsız ve normal ise X + Y ve X − Y de normaldir. Ortalamalar toplanır ya da çıkarılır: E(X ± Y) = μX ± μY. Varyanslar fark için de her zaman toplanır: Var(X ± Y) = σX² + σY², dolayısıyla σ = √(σX² + σY²). Standart sapmalar asla doğrudan toplanmaz. Aynı dağılıma sahip n bağımsız parçanın toplamının ortalaması n·μ, standart sapması σ·√n’dir. Sonra her zamanki gibi standartlaştırın: z = (x − ortalama)/σ ve Φ(z)’yi okuyun.

Farkın dağılımı

μ = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,02121 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,05)/0,02121 = −2,36

Olasılık

P = 1 − Φ(−2,36) = 0,9909

Cevap

P = 0,9909

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