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
w0​ = 8 kN/mABRA​ = ?10 m

Basit mesnetli kiriş (A’da sabit mafsal, B’de kayıcı mesnet), A’da 8 kN/m değerinden B’de sıfıra doğrusal azalan bir yük taşır. Düşey mesnet tepkisi RA değerini bulun.

L = 10 mw0 = 8 kN/m
RA = kN
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 5 kN/mP = 35 kNABRA​RB​ = ?1 m1,5 m0,5 m1 m

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

L = 4 mP = 35 kN @ 2,5 mw = 5 kN/m, 1 ile 3 m arasında
RB = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABCDEFGH10 kN10 kN30 kN4 × 3 m4 m

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

B: 10 kN ↓F: 10 kN ↓G: 30 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. 12BG elemanı
  13. 13DG elemanı
4.Kafes: düğüm yöntemiZor
ABCDEFGH20 kN15 kN10 kN10 kN4 × 4 m3 m

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

C: 20 kN ↓D: 15 kN ↓G: 10 kN ↓H: 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
5.Kesme kuvveti ve eğilme momentiOrta
w = 4 kN/mABkesit5 m3 m

A mesnedinden x = 5 m uzaklıktaki kesitte kesme kuvveti Vx değerini bulun. Alt lifleri çeken momentleri ve sol yüzde yukarı doğru kesme kuvvetini pozitif alın.

L = 8 mw = 4 kN/m, 0 ile 8 m arasındax = 5 m
Vx = kN
6.Kesme kuvveti ve eğilme momentiZor
w = 8 kN/mAB4 m3 m1 m

Basit mesnetli kiriş, açıklığının bir kısmında düzgün yayılı yük taşır. A’dan eğilme momentinin en büyük olduğu kesite olan uzaklık x0 değerini bulun.

L = 8 mw = 8 kN/m, 4 ile 7 m arasında
x0 = m
7.Kiriş sehimiOrta
w = 8 kN/mP = 24 kNABδ3 m

Bir konsol kiriş tüm boyunca düzgün yayılı w yükü ve serbest ucunda P tekil yükü taşır. Süperpozisyon kullanarak serbest uçtaki sehim δ değerini bulun.

P = 24 kNw = 8 kN/mL = 3 mE = 70 GPa (alüminyum)I = 120 × 10⁶ mm⁴
δ = mm
8.Kiriş sehimiZor
P = 60 kNAB4 m4 m

Bir ucu ankastre, diğer ucu mesnetli kiriş A’da ankastre, B’de basit mesnetlidir. Açıklık ortasında P tekil yükü taşır. EI sabittir. Ankastre uçtaki eğilme momentinin büyüklüğü MA değerini bulun.

L = 8 mP = 60 kN @ 4 m
MA = kN·m
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 2,5 m20 × 100 mmkesit

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

L = 2,5 mE = 70 GPa (alüminyum)b × h = 20 × 100 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
P = 130 kNL = 1 md = ?kesit

alüminyum malzemeden L boyunda dolu yuvarlak bir kolon tabanı ankastre, tepesi serbest. Burkulmaya karşı 3 güvenlik katsayısıyla 130 kN taşımalı. En küçük çap d değerini bulun.

P = 130 kNn = 3L = 1 mE = 70 GPa (alüminyum)
d = mm
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
1601016012xboyutlar mm cinsinden

T kesitin ağırlık merkezinden geçen yatay x eksenine göre atalet momenti Ix değerini bulun.

bf = 160 mmtf = 10 mmtw = 12 mmhw = 160 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
2402026014xM = 15 kN·mboyutlar mm cinsinden

T kesit, başlığı üstte olacak şekilde kiriş olarak kullanılıyor ve 15 kN·m pozitif eğilme momenti taşıyor. Üst kenardaki eğilme gerilmesi σüst değerinin büyüklüğünü bulun.

bf = 240 mmtf = 20 mmtw = 14 mmhw = 260 mmM = 15 kN·m
σüst = MPa
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³7 myeraltı su seviyesiXz = 7 m

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

z = 7 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15 kN/m³kum: γsat = 20 kN/m³
σ′ = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 19,5 kN/m³6 mkilγsat​ = 17,5 kN/m³7 myeraltı su seviyesiXz = 9,5 m

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

z = 9,5 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15,5 kN/m³kum: γsat = 19,5 kN/m³kil: γsat = 17,5 kN/m³
u = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 160 kPakumkilCc​ = 0,4, Cr​ = 0,03e0​ = 0,8σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 170 kPa5 myeraltı su seviyesi

5 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,4, Cr = 0,03 ve e₀ = 0,8. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 50 kPa ve ön konsolidasyon basıncı 170 kPa’dır. Yeni bir bina orta derinlikte 160 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 5 mCc = 0,4Cr = 0,03e0 = 0,8σ′0 = 50 kPaσ′p = 170 kPaΔσ = 160 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 3 mcv​ = 1,5 m²/yıl3 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

3 m kalınlığındaki bir kil tabakasının konsolidasyon katsayısı cv = 1,5 m²/yıl. Üstünde kum bulunan geçirimsiz kaya üzerinde durur, bu yüzden su yalnızca üstten drene olur. %70 ortalama konsolidasyon için zaman faktörü Tv = 0,403. Tabakanın %70 konsolidasyona ulaşması kaç yıl t sürer?

H = 3 mcv = 1,5 m²/yılU = 70%Tv = 0,403tek yönlü drenaj
t = yıl
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 2,5 mH = 1 m

2 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 2,5 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

d = 2,5 mH = 1 mb = 2 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Hidrostatik kuvvetZor
kapakd = 3 mH = 1,5 m

3 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, yağ dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 3 m altında bulunuyor. Basınç merkezinin yüzeyden derinliği ycp değerini bulun.

d = 3 mH = 1,5 mb = 3 mρ = 880 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
V = 1,4 m/sD = 300 mmL = 400 mf = 0,025

Su (ρ = 1000 kg/m³), 400 m uzunluğunda ve iç çapı 300 mm olan yatay bir borudan 1,4 m/s hızla akıyor. Darcy sürtünme faktörü f = 0,025 ve g = 9,81 m/s² kullanın. Boru boyunca basınç düşüşü Δp değerini kPa cinsinden bulun.

V = 1,4 m/sL = 400 mD = 300 mmf = 0,025ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 10serbest çıkışH = ?L = 150 m, D = 200 mm, f = 0,0153× dirsek (K = 0,3)

150 m uzunluğunda, iç çapı 200 mm (Darcy sürtünme faktörü f = 0,015) olan bir boru açık bir hazneden çıkıyor ve havaya serbest jet olarak boşalıyor. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 3 dirsek (her biri K = 0,3) ve bir vana (K = 10). g = 9,81 m/s² kullanın. 40 L/s debi için hazne yüzeyi boru çıkışının ne kadar H üstünde olmalıdır?

Q = 40 L/sL = 150 mD = 200 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 10
H = m
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
D = 750 mmn = 0,013, S = 0,002

İç çapı 750 mm olan beton bir yağmur suyu kanalı yarı dolu akıyor. Manning n = 0,013 ve eğim S = 0,002. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

D = 750 mmn = 0,013S = 0,002
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
b = 1 my = 2,2 mn = 0,025, Q = 3,1 m³/s

1 m genişliğinde dikdörtgen kesitli bir çakıl kanal 2,2 m derinlikte üniform akışla 3,1 m³/s taşımalıdır. Manning n = 0,025. Gereken taban eğimi S değerini (m/m cinsinden) bulun.

Q = 3,1 m³/sb = 1 my = 2,2 mn = 0,025
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 150 L/sH = 64 m

Bir deneyde pompa 64 m basma yüksekliğine karşı 150 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basarken mili 114,8 kW çekiyor. g = 9,81 m/s² kullanın. Pompa verimi η değerini yüzde olarak bulun.

Q = 150 L/sH = 64 mPshaft = 114,8 kWg = 9,81 m/s²
η = %
24.Pompalar ve pompa gücüZor
PQ = 40 L/sΔz = 14 mL = 200 m, D = 150 mm, f = 0,015, ΣK = 4

Bir pompa 40 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 14 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 200 m uzunluğunda, iç çapı 150 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,015; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 4 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Pompanın eklemesi gereken basma yüksekliği H değerini bulun.

Q = 40 L/sΔz = 14 mL = 200 mD = 150 mmf = 0,015ΣK = 4
H = m
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl012€1 000FV = ?

€1 000 tutarını, aylık bileşik, yıllık %4,8 nominal faizle yatırıyorsunuz. 2 yıl sonra yatırımın değeri FV'yi bulun.

PV = €1 0004,8% / 12n = 2
FV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…108€150€150€150FV = ?

9 yıl boyunca her ayın sonunda €150 biriktiriyorsunuz. Hesap aylık bileşik, yıllık %4,8 faiz ödüyor. Sonunda ne kadar birikmiş olur? FV'ü bulun.

A = €1504,8% / 12N = 108
FV = €
27.NBD ve IRROrta
yıl01234−20 0004 0007 0008 0004 000

€20 000 tutarındaki bir yatırım 1'den 4'e kadar yılların sonunda şu nakit akışlarını sağlar: €4 000, €7 000, €8 000, €4 000. Sermaye maliyeti %15'tür. Net bugünkü değer NPV'ü bulun.

r = 15%CF0 = −20 000CF1 = 4 000CF2 = 7 000CF3 = 8 000CF4 = 4 000
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
yıl012−50 00026 00030 000

Bir proje €50 000 tutarındadır ve 1'den 2'ye kadar yılların sonunda €26 000, €30 000 getirir. İç verim oranı IRR'ü yüzde olarak bulun.

CF0 = −50 000CF1 = 26 000CF2 = 30 000
IRR = %
29.Normal dağılımOrta
−3−2−10123z−z ile z arasındaki gölgeli alan = 0,8132

Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,8132 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,8132
z =
30.Normal dağılımZor
0,02 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,02 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 = 25,02 mm, σ = 0,015 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =

3Çözeltiler

1.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = 26,67 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.

Üçgen yükün bileşkesi

W = ½·8·10 = 40 kN
x̄ = L/3 = 3,333 m

Denge

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

ΣMA = 0: RB·10 = 40·3,333
RB = 13,33 kN
RA = 40 − 13,33 = 26,67 kN

Cevap

RA = 26,67 kN
2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RB = 26,88 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 = 5 kN/mP = 35 kNABRA​RB​1 m1,5 m0,5 m1 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 = 5·2 = 10 kN, x̄ = 2 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·4 = 35·2,5 + 5·2·2
RB = 107,5/4 = 26,88 kN
ΣFy = 0: RA = 45 − 26,88 = 18,13 kN

Cevap

RB = 26,88 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.

C düğüm noktası

BC ve CD 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: 22,5 kN (T), BC: 30 kN (T), CD: 30 kN (T), DE: 15 kN (T), FG: 22,5 kN (C), GH: 15 kN (C), AF: 37,5 kN (C), HE: 25 kN (C), BF: 20 kN (T), CG: 0, DH: 20 kN (T), BG: 12,5 kN (C), DG: 25 kN (C)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: CG
4.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: BF 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.

B düğüm noktası

AB ve BC aynı düz doğru üzerindedir ve düğüm noktası yük taşımaz. O doğruya dik kuvvetleri dengelemek yalnızca BF’yi bırakır.

ΣF⊥ = 0 → FBF = 0

Düğüm noktaları yöntemiyle kontrol edin

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

AB: 17,5 kN (T), BC: 17,5 kN (T), CD: 32,5 kN (T), DE: 32,5 kN (T), FG: 55 kN (C), GH: 55 kN (C), AF: 34,38 kN (C), HE: 40,62 kN (C), BF: 0, CG: 10 kN (C), DH: 15 kN (T), FC: 34,38 kN (T), HC: 15,63 kN (T)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: BF
5.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: Vx = −4 kN

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.

Mesnet tepkileri

Tüm kirişin dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 4·8 = 32 kN, x̄ = 4 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·8 = 4·8·4
RB = 128/8 = 16 kN
ΣFy = 0: RA = 32 − 16 = 16 kN
w = 4 kN/mABRA​ = 16RB​ = 16kesit5 m3 m

x = 5 m noktasında kesin ve sol parçayı tutun

Yalnızca kesitin solundaki kuvvetler dikkate alınır. Yayılı yükün bir kısmı, o kısmın ortasında tek bir kuvvet gibi etkir.

V = RA − (kesitin solundaki tüm aşağı yükler)
Vx = 16 − 4·5 = −4 kN

Cevap

Vx = −4 kN
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: x0 = 4,938 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

Tüm kirişin dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 8·3 = 24 kN, x̄ = 5,5 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·8 = 8·3·5,5
RB = 132/8 = 16,5 kN
ΣFy = 0: RA = 24 − 16,5 = 7,5 kN

Sıfır kesme kuvveti

Kesme kuvveti RA ile başlar, yüksüz kısımlarda sabit kalır ve yükün içinde w eğimiyle azalır.

RA − w·(x0 − 4) = 0
x0 = 4 + 7,5/8 = 4,938 m

Cevap

x0 = 4,938 m
7.Kiriş sehimi

Cevap: δ = 35,36 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 = 24000 N, w = 8 N/mm, L = 3000 mm
EI = 8,4 × 10¹² N·mm²

Her yük tek başına

δP = PL³/(3EI) = 24000·3000³/(3·8,4 × 10¹²) = 25,71 mm
δw = wL⁴/(8EI) = 8·3000⁴/(8·8,4 × 10¹²) = 9,643 mm

Toplayın

δ = 25,71 + 9,643 = 35,36 mm

Cevap

δ = 35,36 mm
8.Kiriş sehimi

Cevap: MA = 90 kN·m

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). Hiperstatik bir kirişte fazla bir mesnedi kaldırın ve oradaki sehimin sıfır olmasını şart koşun (uygunluk koşulu).

Ara mesnedi kaldırın

Mesnet olmadan kiriş bir konsoldur. Serbest ucu yük altında sehim yapardı.

δload = P(L/2)²(3L − L/2)/(6EI) = 5PL³/(48EI)

Mesnette uygunluk koşulu

Tek başına mesnet kuvveti RB serbest ucu RBL³/(3EI) kadar kaldırır. Mesnet B’nin sehimini sıfırda tutar, bu yüzden ikisi birbirini götürmelidir. EI sadeleşir.

RB·L³/(3EI) = 5PL³/(48EI) → RB = 5P/16 = 5·60/16 = 18,75 kN

Ankastre uçtaki moment

Yüklerin ve mesnet kuvvetinin A’ya göre momentleri.

MA = P·L/2 − RB·L = 240 − 150 = 90 kN·m

Cevap

MA = 90 kN·m
9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 7,369 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

Dikdörtgen zayıf ekseni etrafında, küçük boyutun küpüyle burkulur.

Imin = h·b³/12 = 100·20³/12 = 66667 mm⁴

Burkulma boyu

KL = 1·2500 = 2500 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·66667/2500² = 7369 N = 7,369 kN

Cevap

Pcr = 7,369 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: d = 82,35 mm

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.

Gereken kritik yük

Pcr = n·P = 3·130000 = 390000 N
KL = 2·1000 = 2000 mm

Çap için çözün

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·390000·2000²/(π³·70000))^(1/4) = 82,35 mm

Cevap

d = 82,35 mm

Kontrol: narinlik KL/r = 97,14, dolayısıyla kolon narindir ve Euler geçerlidir.

11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 10,41 × 10⁶ mm⁴

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.

İki dikdörtgene ayırın

Her y’yi alt kenardan ölçün.

başlık: Af = 160·10 = 1600 mm², yf = 160 + 10/2 = 165 mm
gövde: Aw = 12·160 = 1920 mm², yw = 160/2 = 80 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (1600·165 + 1920·80)/3520 = 118,6 mm

Paralel eksen teoremi

başlık: 160·10³/12 + 1600·(165 − 118,6)² = 3,453 × 10⁶ mm⁴
gövde: 12·160³/12 + 1920·(80 − 118,6)² = 6,962 × 10⁶ mm⁴
Ix = 3,453 × 10⁶ + 6,962 × 10⁶ = 1,041 × 10⁷ mm⁴ = 10,41 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 10,41 × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: σüst = 17,24 MPa

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.

İki dikdörtgene ayırın

Her y’yi alt kenardan ölçün.

başlık: Af = 240·20 = 4800 mm², yf = 260 + 20/2 = 270 mm
gövde: Aw = 14·260 = 3640 mm², yw = 260/2 = 130 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (4800·270 + 3640·130)/8440 = 209,6 mm

Paralel eksen teoremi

başlık: 240·20³/12 + 4800·(270 − 209,6)² = 1,766 × 10⁷ mm⁴
gövde: 14·260³/12 + 3640·(130 − 209,6)² = 4,358 × 10⁷ mm⁴
Ix = 1,766 × 10⁷ + 4,358 × 10⁷ = 6,124 × 10⁷ mm⁴

Eğilme gerilmesi

Üst kenar eksenden h − ȳ uzaklıktadır.

y = 280 − 209,6 = 70,38 mm
σ = M·y/I = 1,5 × 10⁷·70,38/6,124 × 10⁷ = 17,24 MPa

Cevap

σüst = 17,24 MPa
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 80,95 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) = 15·2 + 20·5 = 130 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·5 = 49,05 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 130 − 49,05 = 80,95 kPa

Cevap

σ′ = 80,95 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: u = 83,39 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) = 9,81·8,5 = 83,39 kPa

Cevap

u = 83,39 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 146,3 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 = 50 + 160 = 210 kPa > 170 kPa

Oturma

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

S = 0,03·5/(1 + 0,8)·log₁₀(170/50) + 0,4·5/(1 + 0,8)·log₁₀(210/170)
S = 44,29 + 102 = 146,3 mm

Cevap

S = 146,3 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 2,418 yıl

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 yolu

Hdr = H = 3 m

Süre

t = Tv·Hdr²/cv = 0,403·3²/1,5 = 2,418 yıl

Cevap

t = 2,418 yıl
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 58,86 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 = 2,5 + 1/2 = 3 m
A = H·b = 1·2 = 2 m²
kapakd = 2,5 mH = 1 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·3·2 = 58,86 kN

Cevap

F = 58,86 kN
18.Hidrostatik kuvvet

Cevap: ycp = 3,8 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 = 3 + 1,5/2 = 3,75 m
A = H·b = 1,5·3 = 4,5 m²
kapakd = 3 mH = 1,5 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 880·9,81·3,75·4,5 = 145,7 kN

Basınç merkezi

Basınç derinlikle arttığından bileşke ağırlık merkezinin altında etkir.

Ic = b·H³/12 = 3·1,5³/12 = 0,8438 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 3,75 + 0,8438/(3,75·4,5) = 3,8 m

Cevap

ycp = 3,8 m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Δp = 32,67 kPa

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.

Yük kaybı

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(400/0,3)·1,4²/(2·9,81) = 3,33 m

Basınç düşüşü

Boru yataydır ve hız değişmez, bu yüzden enerji denklemi Δp = ρ·g·hf’ye indirgenir.

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·3,33 = 32667 Pa = 32,67 kPa

Cevap

Δp = 32,67 kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: H = 1,954 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 = 0,04/0,03142 = 1,273 m/s
V²/(2g) = 0,08263 m

Kayıp katsayıları

f·L/D = 0,015·150/0,2 = 11,25
ΣK = 0,5 + 3·0,3 + 10 = 11,4

Enerji denklemi

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

H = (1 + 11,25 + 11,4)·0,08263 = 1,954 m

Cevap

H = 1,954 m
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 0,2489 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 = 0,2209 m², R = D/4 = 0,1875 m

Hız

V = (1/0,013)·0,18752/3·0,0021/2 = 1,127 m/s

Debi

Q = A·V = 0,2209·1,127 = 0,2489 m³/s

Cevap

Q = 0,2489 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,004109 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.

Geometri

A = b·y = 1·2,2 = 2,2 m²
P = b + 2y = 1 + 2·2,2 = 5,4 m
R = A/P = 0,4074 m

Manning’i S için çözün

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,025·3,1/(2,2·0,5496) = 0,0641
S = 0,0641² = 0,004109

Cevap

S = 0,004109

Bu, kilometrede 4,109 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: η = 82,03 %

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 = 1000·9,81·0,15·64 = 94,18 kW

Verim

η = Ph/Pshaft = 94,18/114,8 = 82,03%

Cevap

η = 82,03%
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: H = 20,27 m

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 = 0,04/0,01767 = 2,264 m/s
V²/(2g) = 0,2611 m

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (20 + 4)·0,2611 = 6,267 m

Pompa basma yüksekliği

İki yüzey de açıktır ve pratikte durgundur, bu yüzden basınç ve hız terimleri düşer.

H = Δz + hL = 14 + 6,267 = 20,27 m

Cevap

H = 20,27 m
25.Paranın zaman değeri

Cevap: FV = 1101 €

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 = r/m = 0,048/12 = 0,004
N = m·n = 12·2 = 24

Gelecek değer

FV = 1 000·(1 + 0,004)24 = 1 000·1,101 = €1 100,55

Cevap

FV = €1 100,55
26.Paranın zaman değeri

Cevap: FV = 20213 €

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.

Aylık oran ve yatırım sayısı

i = 0,048/12 = 0,004
N = 12·9 = 108

Yatırımların gelecek değeri

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 150·(1,539 − 1)/0,004 = €20 212,81

Cevap

FV = €20 212,81

Kendiniz €16 200 yatırdınız; geri kalanı faizdir.

27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = −3682 €

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.

Her nakit akışının bugünkü değeri

CF0 = −20 000
CF1/(1 + 0,15)1 = 4 000/1,15 = 3 478,26
CF2/(1 + 0,15)2 = 7 000/1,322 = 5 293,01
CF3/(1 + 0,15)3 = 8 000/1,521 = 5 260,13
CF4/(1 + 0,15)4 = 4 000/1,749 = 2 287,01

Toplayın

NPV = €−3 681,59

Cevap

NPV = €−3 681,59

NBD negatif, yani proje gerekli getiriden azını kazandırır.

28.NBD ve IRR

Cevap: IRR = 7,707 %

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.

IRR'yi iki taraftan sınırlayın

Oran arttıkça NBD azalır; bu yüzden IRR, pozitif NBD veren oran ile negatif NBD veren oran arasındadır.

NPV(5%) = 1 972,79
NPV(10%) = −1 570,25

Daraltın

Doğrusal enterpolasyon ilk tahmini verir; tekrarlamak (ya da hesap makinesinin IRR işlevi) kesin oranı verir.

IRR ≈ 5 + 5·1 972,79/(1 972,79 − (−1 570,25)) = 7,784%
kesin: NPV(7,707%) = 0 → IRR = 7,707%

Cevap

IRR = 7,707%
29.Normal dağılım

Cevap: z = 1,32

Bir alandan z’ye geri dönmek: Φ(z), z’nin solundaki alandır. Sol kuyruk alanı A için tabloda Φ(z) = A olan z’yi bulun. Sağ kuyruk alanı A, Φ(z) = 1 − A demektir. −z ile z arasındaki merkezî alan A, her kuyrukta (1 − A)/2 bırakır, yani Φ(z) = (1 + A)/2. Bir x değeri için x = μ + zσ kullanın.

z’nin solundaki alan

Φ(z) = (1 + 0,8132)/2 = 0,9066

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,9066 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 1,32

Cevap

z = 1,32
30.Normal dağılım

Cevap: P = 0,8264

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 = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02121 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,02)/0,02121 = −0,94

Olasılık

P = 1 − Φ(−0,94) = 0,8264

Cevap

P = 0,8264

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