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​ = 45 kNABRA​RB​ = ?1 m1 m2 m

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

L = 4 mP1 = 55 kN @ 1 mP2 = 45 kN @ 2 m
RB = kN
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 12 kN/mP = 60 kNABCRA​ = ?3 m3 m2 m

Kirişin A’da sabit mafsalı ve A’dan 6 m uzaklıkta B’de kayıcı mesnedi var; B’den serbest uç C’ye kadar çıkma yapar. A’dan 3 m uzaklıkta P tekil yükünü ve 6 m konumundan 8 m konumundaki serbest uca kadar düzgün yayılı w yükünü taşır. Yukarıyı pozitif alarak düşey tepki RA değerini bulun.

AB = 6 mAC = 8 mP = 60 kN @ 3 mw = 12 kN/m, 6 ile 8 m arasında
RA = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABCDEFGH30 kN40 kN35 kN10 kN4 × 3 m3 m

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

C: 30 kN ↓D: 40 kN ↓F: 35 kN ↓G: 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
ABCDEFGH25 kN25 kN40 kN15 kN4 × 3 m3 m

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

B: 25 kN ↓D: 25 kN ↓F: 40 kN ↓H: 15 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
5.Kesme kuvveti ve eğilme momentiOrta
60 kN55 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.

60 kN @ 2 m55 kN @ 6 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/mP = 45 kNABkesit1 m1,5 m2,5 m

A mesnedinden x = 1 m uzaklıktaki kesitte eğilme momenti Mx değerini bulun. Alt lifleri çeken momentleri ve sol yüzde yukarı doğru kesme kuvvetini pozitif alın.

L = 5 mP = 45 kN @ 2,5 mw = 12 kN/m, 0 ile 5 m arasındax = 1 m
Mx = kN·m
7.Kiriş sehimiOrta
w = 8 kN/mδL = 4 m

Basit mesnetli bir kiriş tüm açıklıkta düzgün yayılı w yükü taşıyor. Açıklık ortasındaki en büyük sehim δmax değerini bulun.

w = 8 kN/mL = 4 mE = 200 GPa (çelik)I = 12 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Kiriş sehimiZor
P = 28 kNABδ3 m1 m

Basit mesnetli bir kiriş B mesnedinden b = 1 m uzaklıkta P tekil yükü taşır. Kirişin en büyük sehimi δmax değerini bulun.

P = 28 kNb = 1 mL = 4 mE = 200 GPa (çelik)I = 12 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 6 m50 × 60 mmkesit

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

L = 6 mE = 70 GPa (alüminyum)b × h = 50 × 60 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
P = 100 kNL = 1,5 md = ?kesit

çelik malzemeden L boyunda dolu yuvarlak bir kolon tabanı ankastre, tepesi mafsallı. Burkulmaya karşı 3 güvenlik katsayısıyla 100 kN taşımalı. En küçük çap d değerini bulun.

P = 100 kNn = 3L = 1,5 mE = 200 GPa (çelik)
d = mm
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
250460246xboyutlar mm cinsinden

Simetrik bir I kesitin başlıkları 250 mm genişliğinde ve 24 mm kalınlığında, toplam yüksekliği 460 mm ve gövdesi 6 mm kalınlığındadır. Yatay ağırlık merkezi ekseni x’e göre atalet momenti Ix değerini bulun.

B = 250 mmH = 460 mmtf = 24 mmtw = 6 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
120 mm240 mm84 mm60 × 30xIx​ = ?

120 mm × 240 mm boyutlarındaki bir levhada, 60 mm genişliğinde ve 30 mm yüksekliğinde, düşey merkez çizgisine ortalanmış ve merkezi alttan 84 mm yukarıda olan dikdörtgen bir kesik var. Ağırlık merkezinden geçen yatay eksene göre atalet momentini Ix bulun.

b = 120 mmh = 240 mmkesik: 60 × 30 mmdelik merkezi: y = 84 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 18,5 kN/m³14 myeraltı su seviyesiXz = 13 m

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

z = 13 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 17 kN/m³kum: γsat = 18,5 kN/m³
σ′ = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³4 mkilγsat​ = 17,5 kN/m³5 myeraltı su seviyesiXz = 6,5 m

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

z = 6,5 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 16 kN/m³kum: γsat = 20,5 kN/m³kil: γsat = 17,5 kN/m³
σ′ = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 150 kPakumkilCc​ = 0,35, Cr​ = 0,05e0​ = 0,75σ′0​ = 105 kPaσ′p​ = 165 kPa7 myeraltı su seviyesi

7 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,35, Cr = 0,05 ve e₀ = 0,75. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 105 kPa ve ön konsolidasyon basıncı 165 kPa’dır. Yeni bir bina orta derinlikte 150 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 7 mCc = 0,35Cr = 0,05e0 = 0,75σ′0 = 105 kPaσ′p = 165 kPaΔσ = 150 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 8,5 mcv​ = 0,5 m²/yıl8,5 mkumyeraltı su seviyesi

8,5 m kalınlığındaki bir kil tabakasının konsolidasyon katsayısı cv = 0,5 m²/yıl. İki kum tabakası arasında bulunur, bu yüzden su üstten ve alttan drene olur. %90 ortalama konsolidasyon için zaman faktörü Tv = 0,848. Tabakanın %90 konsolidasyona ulaşması kaç yıl t sürer?

H = 8,5 mcv = 0,5 m²/yılU = 90%Tv = 0,848çift yönlü drenaj
t = yıl
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 4 mH = 2,5 m

3 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 4 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

d = 4 mH = 2,5 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Hidrostatik kuvvetZor
kapakd = 2,5 mH = 1 m

1,5 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, yağ dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 2,5 m altında bulunuyor. Basınç merkezinin yüzeyden derinliği ycp değerini bulun.

d = 2,5 mH = 1 mb = 1,5 mρ = 880 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
V = 2,6 m/sD = 300 mmL = 100 mf = 0,025

Su, 100 m uzunluğunda ve iç çapı 300 mm olan bir borudan 2,6 m/s ortalama hızla akıyor. Darcy sürtünme faktörü f = 0,025 ve g = 9,81 m/s² kullanın. Sürtünme yük kaybı hf değerini bulun.

V = 2,6 m/sL = 100 mD = 300 mmf = 0,025g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 2Δz = 40 mL = 600 m, D = 300 mm, f = 0,0153× dirsek (K = 0,3)

İki açık hazne, 600 m uzunluğunda, iç çapı 300 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,015 olan bir boruyla birleştirilmiştir. Üst haznenin su yüzeyi alttakinden 40 m yüksektedir. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 3 dirsek (her biri K = 0,3), bir vana (K = 2) ve alt hazneye çıkış (K = 1,0). g = 9,81 m/s² kullanın. Debi Q değerini L/s cinsinden bulun.

Δz = 40 mL = 600 mD = 300 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×3)Kvalve = 2Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
b = 2,5 my = 2,1 m2 : 1n = 0,025, S = 0,004

Yamuk kesitli bir çakıl kanalın taban genişliği 2,5 m ve şev eğimleri 2:1 (yatay:düşey). Su 2,1 m derinlikte üniform olarak akıyor. Manning n = 0,025 ve taban eğimi S = 0,004. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

b = 2,5 my = 2,1 mz = 2n = 0,025S = 0,004
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
D = 300 mmn = 0,013, V = 1 m/s

İç çapı 300 mm olan beton bir kanalizasyon borusu (Manning n = 0,013) tam dolu akarken 1 m/s’lik kendi kendini temizleme hızına ulaşmalıdır. En küçük eğim S değerini (m/m cinsinden) bulun.

D = 300 mmn = 0,013V = 1 m/s
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 20 L/sH = 16 m

Verimi %72 olan bir pompa 16 m basma yüksekliğine karşı 20 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basıyor. g = 9,81 m/s² kullanın. Gereken mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 20 L/sH = 16 mη = 72%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompalar ve pompa gücüZor
PQ = 75 L/sΔz = 8 mL = 600 m, D = 200 mm, f = 0,025, ΣK = 8

Bir pompa 75 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 8 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 600 m uzunluğunda, iç çapı 200 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,025; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 8 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Pompa verimi %78. Mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 75 L/sΔz = 8 mL = 600 mD = 200 mmf = 0,025ΣK = 8η = 78%
Pshaft = kW
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl01234PV = ?€50 000

4 yıl sonra €50 000 gerekiyor. Hesap üç aylık bileşik, yıllık %2 faiz ödüyor. Bugün ne kadar yatırmalısınız? Bugünkü değer PV'ü bulun.

FV = €50 0002% / 4n = 4
PV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…48€15 000A?AAA

€15 000 tutarındaki bir kredi 4 yıl boyunca eşit aylık taksitlerle ödenir. Faiz oranı aylık bileşik, yıllık %5,4'dir. Aylık taksit A'ü bulun.

P = €15 0005,4% / 12N = 48
A = €
27.NBD ve IRROrta
yıl0123−30 00010 00012 00014 000

€30 000 tutarındaki bir yatırım 1'den 3'e kadar yılların sonunda şu nakit akışlarını sağlar: €10 000, €12 000, €14 000. Sermaye maliyeti %15'tür. Net bugünkü değer NPV'ü bulun.

r = 15%CF0 = −30 000CF1 = 10 000CF2 = 12 000CF3 = 14 000
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
yıl0123−25 00014 50012 00010 500

Bir proje €25 000 tutarındadır ve 1'den 3'ye kadar yılların sonunda €14 500, €12 000, €10 500 getirir. İç verim oranı IRR'ü yüzde olarak bulun.

CF0 = −25 000CF1 = 14 500CF2 = 12 000CF3 = 10 500
IRR = %
29.Normal dağılımOrta
178181,85P = ?

yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 178 ile 181,85 cm arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.

μ = 178σ = 7x1 = 178x2 = 181,85
P =
30.Normal dağılımZor
0,03 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,03 mm, standart sapması 0,01 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,02 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

delik: μ = 25,03 mm, σ = 0,01 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =

3Çözeltiler

1.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RB = 36,25 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.

P1​ = 55 kNP2​ = 45 kNABRA​RB​1 m1 m2 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.

ΣMA = 0: RB·4 = 55·1 + 45·2
RB = 145/4 = 36,25 kN
ΣFy = 0: RA = 100 − 36,25 = 63,75 kN

Cevap

RB = 36,25 kN
2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = 26 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.

Yayılı yükün bileşkesi

W = 12·2 = 24 kN, x̄ = (6 + 8)/2 = 7 m

Denge

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

ΣMA = 0: RB·6 = 60·3 + 24·7
RB = 348/6 = 58 kN
RA = 84 − 58 = 26 kN

Cevap

RA = 26 kN
3.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: 56,25 kN (T), BC: 56,25 kN (T), CD: 58,75 kN (T), DE: 58,75 kN (T), FG: 77,5 kN (C), GH: 77,5 kN (C), AF: 79,55 kN (C), HE: 83,09 kN (C), BF: 0, CG: 10 kN (C), DH: 40 kN (T), FC: 30,05 kN (T), HC: 26,52 kN (T)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: BF
4.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: 43,75 kN (T), BC: 37,5 kN (T), CD: 37,5 kN (T), DE: 31,25 kN (T), FG: 58,75 kN (C), GH: 46,25 kN (C), AF: 83,09 kN (C), HE: 44,19 kN (C), BF: 18,75 kN (T), CG: 0, DH: 31,25 kN (T), BG: 8,839 kN (T), DG: 8,839 kN (C)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: CG
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 = 77,5 kN, R2 = 37,5 kN

Her işaretteki eğilme momenti

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

MA = 0, MB = 155, MC = 190, MD = 225 kN·m, ME = 150, MF = 75, MG = 0

Cevap

İşaret D: MD = 225 kN·m
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: Mx = 46,5 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.

Mesnet tepkileri

Tüm kirişin dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 12·5 = 60 kN, x̄ = 2,5 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·5 = 45·2,5 + 12·5·2,5
RB = 262,5/5 = 52,5 kN
ΣFy = 0: RA = 105 − 52,5 = 52,5 kN
w = 12 kN/mP = 45 kNABRA​ = 52,5RB​ = 52,5kesit1 m1,5 m2,5 m

x = 1 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.

M = RA·x − (kesitin solundaki her yük × kesite uzaklığı)
Mx = 52,5·1 − 12·1·0,5 = 46,5 kN·m

Cevap

Mx = 46,5 kN·m
7.Kiriş sehimi

Cevap: δmax = 11,11 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.

w = 8 N/mm, L = 4000 mm
EI = 2,4 × 10¹² N·mm²

Sehim

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·8·4000⁴/(384·2,4 × 10¹²) = 11,11 mm

Cevap

δmax = 11,11 mm
8.Kiriş sehimi

Cevap: δmax = 10,87 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 = 28000 N, b = 1000 mm, L = 4000 mm
EI = 2,4 × 10¹² N·mm²

En büyük değerin konumu

Uzun parçadaki eğimi sıfıra eşitlemek konumu verir.

x = √((L² − b²)/3) = √((4000² − 1000²)/3) = 2236 mm

En büyük sehim

δmax = Pb(L² − b²)3/2/(9√3·EIL) = 10,87 mm

Cevap

δmax = 10,87 mm
9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 47,98 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 = 60·50³/12 = 625000 mm⁴

Burkulma boyu

KL = 0,5·6000 = 3000 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·625000/3000² = 47977 N = 47,98 kN

Cevap

Pcr = 47,98 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: d = 42,98 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 = 3·100000 = 300000 N
KL = 0,7·1500 = 1050 mm

Çap için çözün

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·300000·1050²/(π³·200000))^(1/4) = 42,98 mm

Cevap

d = 42,98 mm

Kontrol: narinlik KL/r = 97,71, dolayısıyla kolon narindir ve Euler geçerlidir.

11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 605,8 × 10⁶ mm⁴

Atalet momenti: bir dikdörtgen için kendi ağırlık merkezi eksenine göre I = bh³/12, tabanına göre bh³/3’tür (paralel eksen teoremi I = Ic + A·d²). Bir boşluk, her iki parça aynı ekseni paylaştığı sürece I’sı çıkarılarak hesaba katılır. Elastik kesit modülü S = I/c’dir; c, en dış life olan uzaklıktır.

Dış dikdörtgen eksi iki yan boşluk

İki boşluk birlikte (B − tw) genişliğinde ve hw = H − 2tf yüksekliğindedir ve x eksenini paylaşır.

hw = 460 − 2·24 = 412 mm
Ix = (B·H³ − (B − tw)·hw³)/12 = (250·460³ − 244·412³)/12
Ix = 6,058 × 10⁸ mm⁴ = 605,8 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 605,8 × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 135,6 × 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 = (28800·120 − 1800·84)/(28800 − 1800) = 122,4 mm

Tam levha, ȳ’ye göre

120·240³/12 + 28800·−2,4² = 138,4 × 10⁶ mm⁴

Delik, ȳ’ye göre

60·30³/12 + 1800·−38,4² = 2,789 × 10⁶ mm⁴

Çıkarın

Ix = 135,6 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 135,6 × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 121,3 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) = 17·1 + 18,5·12 = 239 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·12 = 117,7 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 239 − 117,7 = 121,3 kPa

Cevap

σ′ = 121,3 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 72,6 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·2 + γsat,sand·2 + γsat,clay·2,5
σ = 16·2 + 20,5·2 + 17,5·2,5 = 116,8 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4,5 = 44,15 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 116,8 − 44,15 = 72,6 kPa

Cevap

σ′ = 72,6 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 303,9 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 = 105 + 150 = 255 kPa > 165 kPa

Oturma

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

S = 0,05·7/(1 + 0,75)·log₁₀(165/105) + 0,35·7/(1 + 0,75)·log₁₀(255/165)
S = 39,26 + 264,7 = 303,9 mm

Cevap

S = 303,9 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 30,63 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/2 = 8,5/2 = 4,25 m

Süre

t = Tv·Hdr²/cv = 0,848·4,25²/0,5 = 30,63 yıl

Cevap

t = 30,63 yıl
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 386,3 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 = 4 + 2,5/2 = 5,25 m
A = H·b = 2,5·3 = 7,5 m²
kapakd = 4 mH = 2,5 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·5,25·7,5 = 386,3 kN

Cevap

F = 386,3 kN
18.Hidrostatik kuvvet

Cevap: ycp = 3,028 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 = 2,5 + 1/2 = 3 m
A = H·b = 1·1,5 = 1,5 m²
kapakd = 2,5 mH = 1 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 880·9,81·3·1,5 = 38,85 kN

Basınç merkezi

Basınç derinlikle arttığından bileşke ağırlık merkezinin altında etkir.

Ic = b·H³/12 = 1,5·1³/12 = 0,125 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 3 + 0,125/(3·1,5) = 3,028 m

Cevap

ycp = 3,028 m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: hf = 2,871 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 yüksekliği

V²/(2g) = 2,6²/(2·9,81) = 0,3445 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(100/0,3)·2,6²/(2·9,81) = 2,871 m

Cevap

hf = 2,871 m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Q = 337,6 L/s

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.

Kayıp katsayıları

f·L/D = 0,015·600/0,3 = 30
ΣK = 0,5 + 3·0,3 + 2 + 1,0 = 4,4

Enerji denklemi

İki yüzey de havaya açıktır ve pratikte durgundur, bu yüzden Δz’nin tamamı boruda kaybolur.

40 = (30 + 4,4)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·40/34,4) = 4,776 m/s

Debi

Q = V·π·D²/4 = 4,776·0,07069 = 0,3376 m³/s = 337,6 L/s

Cevap

Q = 337,6 L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 39,82 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 = (2,5 + 2·2,1)·2,1 = 14,07 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 2,5 + 2·2,1·√(1 + 2²) = 11,89 m
R = A/P = 1,183 m

Hız

V = (1/0,025)·1,1832/3·0,0041/2 = 2,83 m/s

Debi

Q = A·V = 14,07·2,83 = 39,82 m³/s

Cevap

Q = 39,82 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,005343 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 = 0,3/4 = 0,075 m

Manning’i S için çözün

S = (n·V/R2/3)² = (0,013·1/0,1778)² = 0,005343

Cevap

S = 0,005343

Bu, kilometrede 5,343 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 4,36 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 = 1000·9,81·0,02·16 = 3,139 kW

Mil gücü

Pshaft = Ph/η = 3,139/0,72 = 4,36 kW

Cevap

Pshaft = 4,36 kW
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 30,29 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 = 0,075/0,03142 = 2,387 m/s
V²/(2g) = 0,2905 m

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (75 + 8)·0,2905 = 24,11 m

Pompa basma yüksekliği

H = Δz + hL = 8 + 24,11 = 32,11 m

Mil gücü

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9,81·0,075·32,11/0,78 = 30,29 kW

Cevap

Pshaft = 30,29 kW
25.Paranın zaman değeri

Cevap: PV = 46165 €

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 = 0,02/4 = 0,005
N = 4·4 = 16

Bugünkü değer

PV = FV/(1 + i)N = 50 000/1,083 = €46 165,02

Cevap

PV = €46 165,02
26.Paranın zaman değeri

Cevap: A = 348,2 €

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 taksit sayısı

i = 0,054000000000000006/12 = 0,0045
N = 12·4 = 48

Taksit

N eşit A ödemesinin bugünkü değeri A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i'dir. Bunu krediye eşitleyin ve A'yı çözün.

(1 + i)−N = 0,8061
A = 15 000·0,0045/(1 − 0,8061) = €348,16

Cevap

A = €348,16
27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = −3025 €

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 = −30 000
CF1/(1 + 0,15)1 = 10 000/1,15 = 8 695,65
CF2/(1 + 0,15)2 = 12 000/1,322 = 9 073,72
CF3/(1 + 0,15)3 = 14 000/1,521 = 9 205,23

Toplayın

NPV = €−3 025,40

Cevap

NPV = €−3 025,40

NBD negatif, yani proje gerekli getiriden azını kazandırır.

28.NBD ve IRR

Cevap: IRR = 24,01 %

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(20%) = 1 493,06
NPV(25%) = −344,00

Daraltın

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

IRR ≈ 20 + 5·1 493,06/(1 493,06 − (−344,00)) = 24,06%
kesin: NPV(24,01%) = 0 → IRR = 24,01%

Cevap

IRR = 24,01%
29.Normal dağılım

Cevap: P = 0,2088

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 = (178 − 178)/7 = 0
z₂ = (181,85 − 178)/7 = 0,55

Aradaki alan

P = Φ(0,55) − Φ(0) = 0,7088 − 0,5 = 0,2088

Cevap

P = 0,2088
30.Normal dağılım

Cevap: P = 0,9099

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 = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02236 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,03)/0,02236 = −1,34

Olasılık

P = 1 − Φ(−1,34) = 0,9099

Cevap

P = 0,9099

Bu bağımsız bir alıştırma materyalidir. ExamProblems bu sınavı düzenleyen kuruluşla bağlantılı değildir ve onun tarafından onaylanmamıştır; sınav adı yalnızca içeriği tanımlamak için kullanılmaktadır. FE exam sınavı NCEES tarafından yürütülür; bu kuruluş ExamProblems ile bağlantılı değildir ve onu desteklemez.

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