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
w = 8 kN/mP = 75 kNABMA​ = ?5 m3 m

Konsol kiriş A’da duvara ankastredir. Duvardan 5 m uzaklığa kadar düzgün yayılı w yükünü ve duvardan 8 m uzaklıkta P tekil yükünü taşır. Duvardaki tepki momentinin büyüklüğü MA değerini bulun.

L = 8 mP = 75 kN @ 8 mw = 8 kN/m, 0 ile 5 m arasında
MA = kN·m
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 10 kN/mP = 70 kNQ = 80 kNADCRD​ = ?1 m4 m3 m2 m

Bileşik bir kiriş A’da duvara ankastredir, C’de (A’dan 5 m) bir iç mafsalı vardır ve D’de (A’dan 10 m) bir kayıcı mesnede oturur. Taşıdığı yükler: A’dan 8 m uzaklıkta bir P tekil yükü, tüm CD kısmında düzgün yayılı w yükü ve A’dan 1 m uzaklıkta bir Q tekil yükü. Kayıcı mesnetteki tepki RD değerini bulun.

AC = 5 mAD = 10 mP = 70 kN @ 8 mw = 10 kN/m, 5 ile 10 m arasındaQ = 80 kN @ 1 m
RD = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABCDEFGH30 kN35 kN25 kN4 × 3 m3 m

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

B: 30 kN ↓F: 35 kN ↓G: 25 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 kN15 kN20 kN20 kN25 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: 15 kN ↓F: 20 kN ↓H: 20 kN ↓H: 25 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
45 kN10 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.

45 kN @ 2 m10 kN @ 10 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
12 kN/m50 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.

50 kN @ 12 m55 kN @ 6 m12 kN/m, 0–8 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)
7.Kiriş sehimiOrta
w = 10 kN/mP = 5 kNABδ2,5 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 = 5 kNw = 10 kN/mL = 2,5 mE = 200 GPa (çelik)I = 12 × 10⁶ mm⁴
δ = mm
8.Kiriş sehimiZor
w = 10 kN/mδL = 8 m

Basit mesnetli bir kiriş düzgün yayılı w yükü taşıyor. Sehimi açıklık/360’ı geçemez. Bu sınırı sağlayan en küçük atalet momenti Ireq değerini bulun.

w = 10 kN/mL = 8 mE = 200 GPa (çelik)
Ireq = × 10⁶ mm⁴
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 1 m20 × 100 mmkesit

alüminyum malzemeden L boyunda bir kolon tabanı ankastre, tepesi serbest. Euler formülüyle kritik burkulma yükü Pcr değerini bulun.

L = 1 mE = 70 GPa (alüminyum)b × h = 20 × 100 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
PL = 5 md = 50 mmkesit

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

L = 5 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 50 mm
σcr = MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
2503201810xboyutlar mm cinsinden

Simetrik bir I kesitin başlıkları 250 mm genişliğinde ve 18 mm kalınlığında, toplam yüksekliği 320 mm ve gövdesi 10 mm kalınlığındadır. Yatay ağırlık merkezi ekseni x’e göre eğilme için elastik kesit modülü Sx değerini bulun.

B = 250 mmH = 320 mmtf = 18 mmtw = 10 mm
Sx = × 10³ mm³
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
1802520020xM = 40 kN·mboyutlar mm cinsinden

T kesit, başlığı üstte olacak şekilde kiriş olarak kullanılıyor ve 40 kN·m pozitif eğilme momenti taşıyor. Alt kenardaki eğilme gerilmesi σalt değerini bulun.

bf = 180 mmtf = 25 mmtw = 20 mmhw = 200 mmM = 40 kN·m
σalt = MPa
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³7 myeraltı su seviyesiXz = 4 m

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

z = 4 mzw = 3 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15,5 kN/m³kum: γsat = 20,5 kN/m³
u = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³5 mkilγsat​ = 17 kN/m³4 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 = 17 kN/m³kum: γsat = 20 kN/m³kil: γsat = 17 kN/m³
σ′ = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 40 kPakumkilCc​ = 0,35, Cr​ = 0,02e0​ = 0,95σ′0​ = 60 kPaOCR = 32 myeraltı su seviyesi

2 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,35, Cr = 0,02 ve e₀ = 0,95. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 60 kPa ve aşırı konsolidasyon oranı OCR = 3. Yeni bir bina orta derinlikte 40 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 2 mCc = 0,35Cr = 0,02e0 = 0,95σ′0 = 60 kPaOCR = 3Δσ = 40 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 3,5 m3,5 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

Bir laboratuvar ödometre deneyinde, üstten ve alttan drene edilen 19 mm kalınlığındaki bir kil numunesi 15 dakikada %50 konsolidasyona ulaşıyor. Arazide aynı kil 3,5 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 = 19 mmtlab = 15 minH = 3,5 marazi: tek yönlü drenaj
t = gün
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 1,5 mH = 1 m

2 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 1,5 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

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

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

d = 3 mH = 1,5 mb = 2 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
V = 1,3 m/sD = 150 mmL = 300 mf = 0,025

Su, 300 m uzunluğunda ve iç çapı 150 mm olan bir borudan 1,3 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 = 1,3 m/sL = 300 mD = 150 mmf = 0,025g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 10Δz = ?L = 200 m, D = 250 mm, f = 0,0222× dirsek (K = 0,3)

İki açık hazne, 200 m uzunluğunda, iç çapı 250 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,022 olan bir boruyla birleştirilmiştir. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 2 dirsek (her biri K = 0,3), bir vana (K = 10) ve alt hazneye çıkış (K = 1,0). g = 9,81 m/s² kullanın. Hazneler arasındaki hangi su seviyesi farkı Δz, 120 L/s debi verir?

Q = 120 L/sL = 200 mD = 250 mmf = 0,022Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×2)Kvalve = 10Kexit = 1,0
Δz = m
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
b = 3 my = 0,6 m1 : 1n = 0,015, S = 0,005

Yamuk kesitli bir tuğla kaplama kanalın taban genişliği 3 m ve şev eğimleri 1:1 (yatay:düşey). Su 0,6 m derinlikte üniform olarak akıyor. Manning n = 0,015 ve taban eğimi S = 0,005. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

b = 3 my = 0,6 mz = 1n = 0,015S = 0,005
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
b = 4,5 my = 2,2 m1 : 1n = 0,025, Q = 23 m³/s

Taban genişliği 4,5 m ve şev eğimleri 1:1 (yatay:düşey) olan yamuk kesitli bir çakıl kanal 2,2 m derinlikte üniform akışla 23 m³/s taşımalıdır. Manning n = 0,025. Gereken taban eğimi S değerini (m/m cinsinden) bulun.

Q = 23 m³/sb = 4,5 my = 2,2 mz = 1n = 0,025
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 60 L/sH = 16 m

Bir pompa 16 m basma yüksekliğine karşı 60 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basıyor. Pompa verimi %72, onu çalıştıran elektrik motorunun verimi %95. g = 9,81 m/s² kullanın. Motorun çektiği elektrik gücü Pel değerini kW cinsinden bulun.

Q = 60 L/sH = 16 mηpump = 72%ηmotor = 95%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompalar ve pompa gücüZor
250 kPa (etkin)PQ = 50 L/sΔz = 8 mL = 100 m, D = 150 mm, f = 0,018, ΣK = 3

Bir pompa 50 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 8 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 100 m uzunluğunda, iç çapı 150 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,018; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 3 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Üst tank kapalıdır ve suyun üzerindeki hava 250 kPa etkin basınçtadır. Pompanın eklemesi gereken basma yüksekliği H değerini bulun.

Q = 50 L/sΔz = 8 mL = 100 mD = 150 mmf = 0,018ΣK = 3ptank = 250 kPa
H = m
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl0123…9PV = ?€20 000

9 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 = 9
PV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…60€250€250€250FV = ?

5 yıl boyunca her ayın sonunda €250 biriktiriyorsunuz. Hesap aylık bileşik, yıllık %2,4 faiz ödüyor. Sonunda ne kadar birikmiş olur? FV'ü bulun.

A = €2502,4% / 12N = 60
FV = €
27.NBD ve IRROrta
yıl0123…9−200 00015 000+1%+1%…r = 8%, NPV = ?

Bir proje bugün €200 000 maliyetindedir. Birinci yılın sonunda €15 000 sağlar ve nakit akışı sonra sonsuza kadar yıllık %1 büyür. Sermaye maliyeti %8. Net bugünkü değer NPV değerini bulun.

C0 = €200 000CF1 = €15 000g = 1%r = 8%
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
yıl012−50 00023 00032 000

Bir proje €50 000 tutarındadır ve 1'den 2'ye kadar yılların sonunda €23 000, €32 000 getirir. İç verim oranı IRR'ü yüzde olarak bulun.

CF0 = −50 000CF1 = 23 000CF2 = 32 000
IRR = %
29.Normal dağılımOrta
340 kg364 kgT = X₁ + … + X₄?

bagajlı yolcular kütleleri bağımsız ve normaldir; ortalama 85 kg, standart sapma 12 kg. Bunlardan 4 tanesinin toplam kütlesinin 364 kg değerinin altında kalma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 4< 364 kg
P =
30.Normal dağılımZor
0,05 mm0D − d?

Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,05 mm, standart sapması 0,02 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 = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =

3Çözeltiler

1.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: MA = 700 kN·m

Konsol dengesi: ankastre mesnet hem yukarı itebilir hem de dönmeye karşı koyabilir, bu yüzden düşey bir RA tepkisi ve bir MA tepki momenti verir. ΣFy = 0, RA’yı; duvara göre momentler MA = Σ(yük × duvara uzaklık) değerini verir. Yayılı yük, yük diyagramının ağırlık merkezinde bileşkesi olarak etkir.

Yayılı yükün bileşkesi

W = 8·5 = 40 kN, x̄ = 2,5 m

Duvara göre moment

MA = P·a + W·x̄ = 75·8 + 40·2,5 = 700 kN·m

Cevap

MA = 700 kN·m
2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RD = 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. Bir iç mafsal eğilme momenti taşıyamaz; bu bir ek denklem verir: her iki taraftaki kuvvetlerin mafsala göre momenti sıfırdır.

CD kısmı

Mafsalda moment yoktur, bu yüzden yalnızca CD üzerindeki C’ye göre momentler dengelenmelidir.

W = 10·5 = 50 kN @ 2,5 m referans: C
ΣMC = 0: RD·5 = 70·3 + 50·2,5
RD = 67 kN
VC = 120 − 67 = 53 kN

Cevap

RD = 67 kN
3.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: DH 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.

D düğüm noktası

CD ve DE aynı düz doğru üzerindedir ve düğüm noktası yük taşımaz. O doğruya dik kuvvetleri dengelemek yalnızca DH’yi bırakır.

ΣF⊥ = 0 → FDH = 0

Düğüm noktaları yöntemiyle kontrol edin

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

AB: 61,25 kN (T), BC: 61,25 kN (T), CD: 28,75 kN (T), DE: 28,75 kN (T), FG: 57,5 kN (C), GH: 57,5 kN (C), AF: 86,62 kN (C), HE: 40,66 kN (C), BF: 30 kN (T), CG: 25 kN (C), DH: 0, FC: 5,303 kN (C), HC: 40,66 kN (T)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: DH
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: 23,75 kN (T), BC: 27,5 kN (T), CD: 27,5 kN (T), DE: 31,25 kN (T), FG: 48,75 kN (C), GH: 56,25 kN (C), AF: 68,94 kN (C), HE: 44,19 kN (C), BF: 28,75 kN (T), CG: 0, DH: 11,25 kN (T), BG: 5,303 kN (C), DG: 5,303 kN (T)

Cevap

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

Cevap: B (x = 2 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 = 39,17 kN, R2 = 15,83 kN

Her işaretteki eğilme momenti

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

MA = 0, MB = 78,33 kN·m, MC = 66,67, MD = 55, ME = 43,33, MF = 31,67, MG = 0

Cevap

İşaret B: MB = 78,33 kN·m
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: E (x = 8 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 = 36,75 kN, R2 = 164,3 kN

Her işaretteki eğilme momenti

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

MA = 0, MB = 49,5, MC = 51, MD = 4,5, ME = −200 kN·m, MF = −100, MG = 0

Cevap

İşaret E: ME = −200 kN·m
7.Kiriş sehimi

Cevap: δ = 31,2 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 = 5000 N, w = 10 N/mm, L = 2500 mm
EI = 2,4 × 10¹² N·mm²

Her yük tek başına

δP = PL³/(3EI) = 5000·2500³/(3·2,4 × 10¹²) = 10,85 mm
δw = wL⁴/(8EI) = 10·2500⁴/(8·2,4 × 10¹²) = 20,35 mm

Toplayın

δ = 10,85 + 20,35 = 31,2 mm

Cevap

δ = 31,2 mm
8.Kiriş sehimi

Cevap: Ireq = 120 × 10⁶ mm⁴

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).

Sehim sınırı

δallow = L/360 = 8000/360 = 22,22 mm

Gereken atalet momenti

I = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·10·8000⁴/(384·200000·22,22) = 1,2 × 10⁸ mm⁴
Ireq = 120 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ireq = 120 × 10⁶ mm⁴
9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 11,51 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 = 2·1000 = 2000 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·66667/2000² = 11515 N = 11,51 kN

Cevap

Pcr = 11,51 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: σcr = 4,318 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·50⁴/64 = 306796 mm⁴

Atalet yarıçapı ve narinlik

A = 1963 mm²
r = √(I/A) = √(306796/1963) = 12,5 mm
KL = 1·5000 = 5000 mm
KL/r = 5000/12,5 = 400

Kritik gerilme

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/400² = 4,318 MPa

Cevap

σcr = 4,318 MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Sx = 1403 × 10³ mm³

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 = 320 − 2·18 = 284 mm
Ix = (B·H³ − (B − tw)·hw³)/12 = (250·320³ − 240·284³)/12
Ix = 2,245 × 10⁸ mm⁴

Kesit modülü

c = H/2 = 160 mm
Sx = I/c = 2,245 × 10⁸/160
Sx = 1,403 × 10⁶ mm³ = 1403 × 10³ mm³

Cevap

Sx = 1403 × 10³ mm³
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: σalt = 158,1 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 = 180·25 = 4500 mm², yf = 200 + 25/2 = 212,5 mm
gövde: Aw = 20·200 = 4000 mm², yw = 200/2 = 100 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (4500·212,5 + 4000·100)/8500 = 159,6 mm

Paralel eksen teoremi

başlık: 180·25³/12 + 4500·(212,5 − 159,6)² = 1,285 × 10⁷ mm⁴
gövde: 20·200³/12 + 4000·(100 − 159,6)² = 2,752 × 10⁷ mm⁴
Ix = 1,285 × 10⁷ + 2,752 × 10⁷ = 4,037 × 10⁷ mm⁴

Eğilme gerilmesi

Alt kenar eksenden ȳ uzaklıktadır.

y = 159,6 mm
σ = M·y/I = 4 × 10⁷·159,6/4,037 × 10⁷ = 158,1 MPa

Cevap

σalt = 158,1 MPa
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: u = 9,81 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) = 9,81·1 = 9,81 kPa

Cevap

u = 9,81 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 78,95 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·2 + γsat,sand·3 + γsat,clay·2
σ = 17·2 + 20·3 + 17·2 = 128 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 = 128 − 49,05 = 78,95 kPa

Cevap

σ′ = 78,95 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 4,551 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 basıncı

σ′p = OCR·σ′0 = 3·60 = 180 kPa

Ön konsolidasyon basıncıyla karşılaştırın

σ′f = 60 + 40 = 100 kPa ≤ 180 kPa

Oturma

Kil yeniden sıkışma doğrusu üzerinde kalır.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,02·2/(1 + 0,95)·log₁₀(100/60) = 4,551 mm

Cevap

S = 4,551 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 1414 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 = 19/2 = 9,5 mm = 0,0095 m
Hdr,field = 3,5 m

Süreyi ölçekleyin

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

tfield = 15·(3,5/0,0095)² = 2,036 × 10⁶ min
tfield = 2,036 × 10⁶/1440 = 1414 gün

Cevap

t = 1414 gün
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 39,24 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 = 1,5 + 1/2 = 2 m
A = H·b = 1·2 = 2 m²
kapakd = 1,5 mH = 1 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·2·2 = 39,24 kN

Cevap

F = 39,24 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 = 1,5·2 = 3 m²
kapakd = 3 mH = 1,5 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1025·9,81·3,75·3 = 113,1 kN

Basınç merkezi

Basınç derinlikle arttığından bileşke ağırlık merkezinin altında etkir.

Ic = b·H³/12 = 2·1,5³/12 = 0,5625 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 3,75 + 0,5625/(3,75·3) = 3,8 m

Cevap

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

Cevap: hf = 4,307 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) = 1,3²/(2·9,81) = 0,08614 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,025·(300/0,15)·1,3²/(2·9,81) = 4,307 m

Cevap

hf = 4,307 m
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Δz = 9,046 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 = 0,12/0,04909 = 2,445 m/s
V²/(2g) = 0,3046 m

Kayıp katsayıları

f·L/D = 0,022·200/0,25 = 17,6
ΣK = 0,5 + 2·0,3 + 10 + 1,0 = 12,1

Toplam yük kaybı

hf = 17,6·0,3046 = 5,361 m
hm = 12,1·0,3046 = 3,686 m
Δz = hf + hm = 9,046 m

Cevap

Δz = 9,046 m
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 6,066 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 = (3 + 1·0,6)·0,6 = 2,16 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 3 + 2·0,6·√(1 + 1²) = 4,697 m
R = A/P = 0,4599 m

Hız

V = (1/0,015)·0,45992/3·0,0051/2 = 2,809 m/s

Debi

Q = A·V = 2,16·2,809 = 6,066 m³/s

Cevap

Q = 6,066 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,0009956 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 + z·y)·y = (4,5 + 1·2,2)·2,2 = 14,74 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 4,5 + 2·2,2·√(1 + 1²) = 10,72 m
R = A/P = 1,375 m

Manning’i S için çözün

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,025·23/(14,74·1,236) = 0,03155
S = 0,03155² = 0,0009956

Cevap

S = 0,0009956

Bu, kilometrede 0,9956 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pel = 13,77 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 = 1000·9,81·0,06·16 = 9,418 kW

Mil gücü

Pshaft = 9,418/0,72 = 13,08 kW

Elektrik gücü

Pel = 13,08/0,95 = 13,77 kW

Cevap

Pel = 13,77 kW
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: H = 39,6 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 = 0,05/0,01767 = 2,829 m/s
V²/(2g) = 0,408 m

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (12 + 3)·0,408 = 6,121 m

Basınç yüksekliği

p/(ρ·g) = 250000/(1000·9,81) = 25,48 m

Pompa basma yüksekliği

İki yüzey de pratikte durgundur, bu yüzden hız yüksekliği terimi yoktur.

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 8 + 25,48 + 6,121 = 39,6 m

Cevap

H = 39,6 m
25.Paranın zaman değeri

Cevap: PV = 11671 €

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 = 12·9 = 108

Bugünkü değer

PV = FV/(1 + i)N = 20 000/1,714 = €11 670,66

Cevap

PV = €11 670,66
26.Paranın zaman değeri

Cevap: FV = 15920 €

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 = 0,024/12 = 0,002
N = 12·5 = 60

Yatırımların gelecek değeri

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 250·(1,127 − 1)/0,002 = €15 920,22

Cevap

FV = €15 920,22

Kendiniz €15 000 yatırdınız; geri kalanı faizdir.

27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = 14286 €

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.

Nakit akışlarının değeri

PV = 15 000/(0,08 − 0,01) = 214 285,71

NPV

NPV = 214 285,71 − 200 000 = €14 285,71

Cevap

NPV = €14 285,71

NBD pozitif, yani proje gerekli getiriden fazlasını kazandırır.

28.NBD ve IRR

Cevap: IRR = 6,241 %

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%) = 929,71
NPV(10%) = −2 644,63

Daraltın

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

IRR ≈ 5 + 5·929,71/(929,71 − (−2 644,63)) = 6,301%
kesin: NPV(6,241%) = 0 → IRR = 6,241%

Cevap

IRR = 6,241%
29.Normal dağılım

Cevap: P = 0,8413

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.

Toplamın dağılımı

μT = 340 kg, σT = 12·√4 = 24 kg

Standartlaştırın

z = (364 − 340)/24 = 1

Olasılık

P = Φ(1) = 0,8413

Cevap

P = 0,8413
30.Normal dağılım

Cevap: P = 0,9772

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 = 0,025 mm

Standartlaştırın

z = (0 − 0,05)/0,025 = −2

Olasılık

P = 1 − Φ(−2) = 0,9772

Cevap

P = 0,9772

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