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​ = 40 kNP2​ = 40 kNABRA​RB​ = ?1 m3 m1 m

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

L = 5 mP1 = 40 kN @ 1 mP2 = 40 kN @ 4 m
RB = kN
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 2 kN/mP = 15 kNABRA​ = ?RB​2 m3 m2 m1 m

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

L = 8 mP = 15 kN @ 2 mw = 2 kN/m, 5 ile 7 m arasında
RA = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABCDEFGH20 kN35 kN10 kN4 × 3 m4 m

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

D: 20 kN ↓F: 35 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. 12BG elemanı
  13. 13DG elemanı
4.Kafes: düğüm yöntemiZor
ABCDEFGH20 kN35 kN30 kN30 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: 20 kN ↓C: 35 kN ↓F: 30 kN ↓G: 30 kN ↓H: 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. 12FC elemanı
  13. 13HC elemanı
5.Kesme kuvveti ve eğilme momentiOrta
4 kN/m45 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 @ 8 m4 kN/m, 2–12 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 2 m)
  3. 3C (x = 4 m)
  4. 4D (x = 6 m)
  5. 5E (x = 8 m)
  6. 6F (x = 10 m)
  7. 7G (x = 12 m)
6.Kesme kuvveti ve eğilme momentiZor
w = 12 kN/mAB1 m2 m1 m

Basit mesnetli kiriş, açıklığının bir kısmında düzgün yayılı yük taşır. Kirişteki en büyük eğilme momenti Mmax değerini bulun.

L = 4 mw = 12 kN/m, 1 ile 3 m arasında
Mmax = kN·m
7.Kiriş sehimiOrta
P = 23 kNABδ2 m1 m

Basit mesnetli bir kiriş A mesnedinden a = 2 m uzaklıkta P tekil yükü taşır. Yükün altındaki sehim δP değerini bulun.

P = 23 kNa = 2 mL = 3 mE = 11 GPa (yapı kerestesi)I = 120 × 10⁶ mm⁴
δP = mm
8.Kiriş sehimiZor
w = 15 kN/mP = 24 kNδL = 1,5 m

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

P = 24 kNw = 15 kN/mL = 1,5 mE = 70 GPa (alüminyum)I = 23 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 2 m40 × 80 mmkesit

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

L = 2 mE = 200 GPa (çelik)b × h = 40 × 80 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
PL = 2 md = 40 mmkesit

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

L = 2 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 40 mm
σcr = MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
240110t = 14ȳ = ?boyutlar mm cinsinden

Bir U kesit açık tarafı yukarıda duruyor: 240 mm genişliğinde bir taban levhası ve toplam 110 mm yüksekliğinde iki dik kol. Taban ve kolların hepsi 14 mm kalınlığındadır. Ağırlık merkezinin alt kenardan yüksekliği ȳ değerini bulun.

b = 240 mmh = 110 mmt = 14 mm
ȳ = mm
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
150 mm150 mm60 mm60 × 40xIx​ = ?

150 mm × 150 mm boyutlarındaki bir levhada, 60 mm genişliğinde ve 40 mm yüksekliğinde, düşey merkez çizgisine ortalanmış ve merkezi alttan 60 mm yukarıda olan dikdörtgen bir kesik var. Ağırlık merkezinden geçen yatay eksene göre atalet momentini Ix bulun.

b = 150 mmh = 150 mmkesik: 60 × 40 mmdelik merkezi: y = 60 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³9 myeraltı su seviyesiXz = 6 m

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

z = 6 mzw = 2 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 16 kN/m³kum: γsat = 19 kN/m³
σ′ = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³5 mkilγsat​ = 18,5 kN/m³8 myeraltı su seviyesiXz = 9 m

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

z = 9 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15,5 kN/m³kum: γsat = 19 kN/m³kil: γsat = 18,5 kN/m³
u = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 200 kPakumkilCc​ = 0,5, Cr​ = 0,03e0​ = 0,95σ′0​ = 115 kPaOCR = 32 myeraltı su seviyesi

2 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,5, Cr = 0,03 ve e₀ = 0,95. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 115 kPa ve aşırı konsolidasyon oranı OCR = 3. Yeni bir bina orta derinlikte 200 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,03e0 = 0,95σ′0 = 115 kPaOCR = 3Δσ = 200 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 7,5 m7,5 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

Bir laboratuvar ödometre deneyinde, üstten ve alttan drene edilen 20 mm kalınlığındaki bir kil numunesi 8 dakikada %50 konsolidasyona ulaşıyor. Arazide aynı kil 7,5 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 = 20 mmtlab = 8 minH = 7,5 marazi: tek yönlü drenaj
t = gün
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 4 mH = 2,5 m

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

3 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 4 m altında bulunuyor. Basınç merkezinin yüzeyden derinliği ycp değerini bulun.

d = 4 mH = 2 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
ycp = m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
V = 1,2 m/sD = 250 mmL = 50 mf = 0,02

Su (ρ = 1000 kg/m³), 50 m uzunluğunda ve iç çapı 250 mm olan yatay bir borudan 1,2 m/s hızla akıyor. Darcy sürtünme faktörü f = 0,02 ve g = 9,81 m/s² kullanın. Boru boyunca basınç düşüşü Δp değerini kPa cinsinden bulun.

V = 1,2 m/sL = 50 mD = 250 mmf = 0,02ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 10Δz = 38 mL = 150 m, D = 250 mm, f = 0,0224× dirsek (K = 0,3)

İki açık hazne, 150 m uzunluğunda, iç çapı 250 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,022 olan bir boruyla birleştirilmiştir. Üst haznenin su yüzeyi alttakinden 38 m yüksektedir. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 4 dirsek (her biri K = 0,3), bir vana (K = 10) ve alt hazneye çıkış (K = 1,0). g = 9,81 m/s² kullanın. Debi Q değerini L/s cinsinden bulun.

Δz = 38 mL = 150 mD = 250 mmf = 0,022Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 10Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
D = 300 mmn = 0,013, S = 0,0008

İç çapı 300 mm olan beton bir yağmur suyu kanalı tam dolu akıyor (basınç altında değil, açık kanal olarak). Manning n = 0,013 ve eğim S = 0,0008. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

D = 300 mmn = 0,013S = 0,0008
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
b = 6 my = 1 m2 : 1n = 0,015, Q = 24 m³/s

Taban genişliği 6 m ve şev eğimleri 2:1 (yatay:düşey) olan yamuk kesitli bir tuğla kaplama kanal 1 m derinlikte üniform akışla 24 m³/s taşımalıdır. Manning n = 0,015. Gereken taban eğimi S değerini (m/m cinsinden) bulun.

Q = 24 m³/sb = 6 my = 1 mz = 2n = 0,015
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 25 L/sH = 62 m

Verimi %85 olan bir pompa 62 m basma yüksekliğine karşı 25 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basıyor. g = 9,81 m/s² kullanın. Gereken mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 25 L/sH = 62 mη = 85%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pompalar ve pompa gücüZor
PQ = 80 L/sΔz = 19 mL = 300 m, D = 200 mm, f = 0,025, ΣK = 6

Bir pompa 80 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 19 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 300 m uzunluğunda, iç çapı 200 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,025; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 6 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Pompa verimi %85. Mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 80 L/sΔz = 19 mL = 300 mD = 200 mmf = 0,025ΣK = 6η = 85%
Pshaft = kW
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl0123…18PV = ?€1 000€1 000€1 000€1 000

Bir anüite 18 yıl boyunca her yılın sonunda €1 000 ödüyor. Faiz oranı yıllık %8. Anüitenin bugünkü değeri PV değerini bulun.

A = €1 000i = 8%n = 18
PV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…240€150 000A?AAA

€150 000 tutarındaki bir kredi 20 yıl boyunca eşit aylık taksitlerle ödenir. Faiz oranı aylık bileşik, yıllık %6'dir. Aylık taksit A'ü bulun.

P = €150 0006% / 12N = 240
A = €
27.NBD ve IRROrta
yıl0123−75 00035 00029 00023 000

€75 000 tutarındaki bir yatırım 1'den 3'e kadar yılların sonunda şu nakit akışlarını sağlar: €35 000, €29 000, €23 000. Sermaye maliyeti %5'tür. Net bugünkü değer NPV'ü bulun.

r = 5%CF0 = −75 000CF1 = 35 000CF2 = 29 000CF3 = 23 000
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
yıl012−50 00021 50036 000

Bir proje €50 000 tutarındadır ve 1'den 2'ye kadar yılların sonunda €21 500, €36 000 getirir. İç verim oranı IRR'ü yüzde olarak bulun.

CF0 = −50 000CF1 = 21 500CF2 = 36 000
IRR = %
29.Normal dağılımOrta
32 min35,8 minX + Y?

X ortalaması 12 min, standart sapması 1,5 min olan normal bir değişkendir; Y bağımsızdır ve ortalaması 20 min, standart sapması 2 min olan normaldir. X + Y’nin 35,8 min değerinden büyük olma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 35,8 min
P =
30.Normal dağılımZor
157164171178185192199cmalt 25%

yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılım gösterir. Gölgeli en alt %25 solunda kalacak şekilde kesme değerini sürükleyin. Kesme değerini x bulun.

μ = 178 cmσ = 7 cm25%
x = cm

3Çözeltiler

1.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RB = 40 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​ = 40 kNP2​ = 40 kNABRA​RB​1 m3 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.

ΣMA = 0: RB·5 = 40·1 + 40·4
RB = 200/5 = 40 kN
ΣFy = 0: RA = 80 − 40 = 40 kN

Cevap

RB = 40 kN
2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = 12,25 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.

w = 2 kN/mP = 15 kNABRA​RB​2 m3 m2 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 = 2·2 = 4 kN, x̄ = 6 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·8 = 15·2 + 2·2·6
RB = 54/8 = 6,75 kN
ΣFy = 0: RA = 19 − 6,75 = 12,25 kN

Cevap

RA = 12,25 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: 25,31 kN (T), BC: 24,37 kN (T), CD: 24,37 kN (T), DE: 23,44 kN (T), FG: 25,31 kN (C), GH: 23,44 kN (C), AF: 42,19 kN (C), HE: 39,06 kN (C), BF: 1,25 kN (C), CG: 0, DH: 21,25 kN (T), BG: 1,562 kN (T), DG: 1,562 kN (C)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: CG
4.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: 68,75 kN (T), BC: 68,75 kN (T), CD: 71,25 kN (T), DE: 71,25 kN (T), FG: 117,5 kN (C), GH: 117,5 kN (C), AF: 118,4 kN (C), HE: 100,8 kN (C), BF: 20 kN (T), CG: 30 kN (C), DH: 0, FC: 47,73 kN (T), HC: 44,19 kN (T)

Cevap

Sıfır kuvvet elemanı: DH
5.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 = 31,67 kN, R2 = 53,33 kN

Her işaretteki eğilme momenti

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

MA = 0, MB = 63,33, MC = 118,7, MD = 158, ME = 181,3 kN·m, MF = 98,67, MG = 0

Cevap

İşaret E: ME = 181,3 kN·m
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: Mmax = 18 kN·m

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

Mesnet tepkileri

Tüm kirişin dengesi.

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 12·2 = 24 kN, x̄ = 2 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·4 = 12·2·2
RB = 48/4 = 12 kN
ΣFy = 0: RA = 24 − 12 = 12 kN

Sıfır kesme kuvveti

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

RA − w·(x0 − 1) = 0
x0 = 1 + 12/12 = 2 m

En büyük moment

Mmax = RA·x0 − w·(x0 − 1)²/2 = 12·2 − 12·1²/2 = 18 kN·m

Cevap

Mmax = 18 kN·m
7.Kiriş sehimi

Cevap: δP = 7,744 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 = 23000 N, a = 2000 mm, b = 1000 mm, L = 3000 mm
EI = 1,32 × 10¹² N·mm²

Yükün altındaki sehim

δP = Pa²b²/(3EIL) = 23000·2000²·1000²/(3·1,32 × 10¹²·3000) = 7,744 mm

Cevap

δP = 7,744 mm
8.Kiriş sehimi

Cevap: δmax = 1,662 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 = 15 N/mm, L = 1500 mm, EI = 1,61 × 10¹² N·mm²

Her yük tek başına

δP = PL³/(48EI) = 24000·1500³/(48·1,61 × 10¹²) = 1,048 mm
δw = 5wL⁴/(384EI) = 5·15·1500⁴/(384·1,61 × 10¹²) = 0,6141 mm

Toplayın

δmax = 1,048 + 0,6141 = 1,662 mm

Cevap

δmax = 1,662 mm
9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 429,7 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 = 80·40³/12 = 426667 mm⁴

Burkulma boyu

KL = 0,7·2000 = 1400 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·426667/1400² = 429697 N = 429,7 kN

Cevap

Pcr = 429,7 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: σcr = 69,09 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·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Atalet yarıçapı ve narinlik

A = 1257 mm²
r = √(I/A) = √(125664/1257) = 10 mm
KL = 0,5·2000 = 1000 mm
KL/r = 1000/10 = 100

Kritik gerilme

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/100² = 69,09 MPa

Cevap

σcr = 69,09 MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: ȳ = 31,44 mm

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

Dikdörtgenlere ayırın

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

baz: A1 = 240·14 = 3360 mm², y1 = 7 mm
iki kol: A2 = 2·14·96 = 2688 mm², y2 = 14 + 96/2 = 62 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (3360·7 + 2688·62)/6048 = 31,44 mm

Cevap

ȳ = 31,44 mm
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 41,26 × 10⁶ mm⁴

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

Ağırlık merkezi

ȳ = (22500·75 − 2400·60)/(22500 − 2400) = 76,79 mm

Tam levha, ȳ’ye göre

150·150³/12 + 22500·−1,791² = 42,26 × 10⁶ mm⁴

Delik, ȳ’ye göre

60·40³/12 + 2400·−16,79² = 0,9967 × 10⁶ mm⁴

Çıkarın

Ix = 41,26 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 41,26 × 10⁶ mm⁴
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 68,76 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) = 16·2 + 19·4 = 108 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·4 = 39,24 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 108 − 39,24 = 68,76 kPa

Cevap

σ′ = 68,76 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: u = 78,48 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 = 78,48 kPa

Cevap

u = 78,48 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 13,47 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 = 3·115 = 345 kPa

Ön konsolidasyon basıncıyla karşılaştırın

σ′f = 115 + 200 = 315 kPa ≤ 345 kPa

Oturma

Kil yeniden sıkışma doğrusu üzerinde kalır.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0,03·2/(1 + 0,95)·log₁₀(315/115) = 13,47 mm

Cevap

S = 13,47 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 3125 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 = 20/2 = 10 mm = 0,01 m
Hdr,field = 7,5 m

Süreyi ölçekleyin

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

tfield = 8·(7,5/0,01)² = 4,5 × 10⁶ min
tfield = 4,5 × 10⁶/1440 = 3125 gün

Cevap

t = 3125 gün
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 193,1 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 = 2,5·1,5 = 3,75 m²
kapakd = 4 mH = 2,5 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·5,25·3,75 = 193,1 kN

Cevap

F = 193,1 kN
18.Hidrostatik kuvvet

Cevap: ycp = 5,067 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 = 4 + 2/2 = 5 m
A = H·b = 2·3 = 6 m²
kapakd = 4 mH = 2 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·5·6 = 294,3 kN

Basınç merkezi

Basınç derinlikle arttığından bileşke ağırlık merkezinin altında etkir.

Ic = b·H³/12 = 3·2³/12 = 2 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 5 + 2/(5·6) = 5,067 m

Cevap

ycp = 5,067 m
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Δp = 2,88 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) = 0,02·(50/0,25)·1,2²/(2·9,81) = 0,2936 m

Basınç düşüşü

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

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·0,2936 = 2880 Pa = 2,88 kPa

Cevap

Δp = 2,88 kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Q = 263,4 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 = 0,022·150/0,25 = 13,2
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 10 + 1,0 = 12,7

Enerji denklemi

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

38 = (13,2 + 12,7)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·38/25,9) = 5,365 m/s

Debi

Q = V·π·D²/4 = 5,365·0,04909 = 0,2634 m³/s = 263,4 L/s

Cevap

Q = 263,4 L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 0,02735 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 = 0,07069 m², R = D/4 = 0,075 m

Hız

V = (1/0,013)·0,0752/3·0,00081/2 = 0,3869 m/s

Debi

Q = A·V = 0,07069·0,3869 = 0,02735 m³/s

Cevap

Q = 0,02735 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,0029 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 = (6 + 2·1)·1 = 8 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 6 + 2·1·√(1 + 2²) = 10,47 m
R = A/P = 0,7639 m

Manning’i S için çözün

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,015·24/(8·0,8357) = 0,05385
S = 0,05385² = 0,0029

Cevap

S = 0,0029

Bu, kilometrede 2,9 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 17,89 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 = 1000·9,81·0,025·62 = 15,21 kW

Mil gücü

Pshaft = Ph/η = 15,21/0,85 = 17,89 kW

Cevap

Pshaft = 17,89 kW
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 30,82 kW

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

Hız

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

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (37,5 + 6)·0,3305 = 14,38 m

Pompa basma yüksekliği

H = Δz + hL = 19 + 14,38 = 33,38 m

Mil gücü

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9,81·0,08·33,38/0,85 = 30,82 kW

Cevap

Pshaft = 30,82 kW
25.Paranın zaman değeri

Cevap: PV = 9372 €

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

Anüite faktörü

(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0,2502)/0,08 = 9,372

Bugünkü değer

PV = 1 000·9,372 = €9 371,89

Cevap

PV = €9 371,89
26.Paranın zaman değeri

Cevap: A = 1075 €

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 = 0,06/12 = 0,005
N = 12·20 = 240

Taksit

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

(1 + i)−N = 0,3021
A = 150 000·0,005/(1 − 0,3021) = €1 074,65

Cevap

A = €1 074,65
27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = 4505 €

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 = −75 000
CF1/(1 + 0,05)1 = 35 000/1,05 = 33 333,33
CF2/(1 + 0,05)2 = 29 000/1,103 = 26 303,85
CF3/(1 + 0,05)3 = 23 000/1,158 = 19 868,26

Toplayın

NPV = €4 505,45

Cevap

NPV = €4 505,45

NBD pozitif, yani proje gerekli getiriden fazlasını kazandırır.

28.NBD ve IRR

Cevap: IRR = 9,034 %

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%) = 3 129,25
NPV(10%) = −702,48

Daraltın

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

IRR ≈ 5 + 5·3 129,25/(3 129,25 − (−702,48)) = 9,083%
kesin: NPV(9,034%) = 0 → IRR = 9,034%

Cevap

IRR = 9,034%
29.Normal dağılım

Cevap: P = 0,06426

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

μ = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Standartlaştırın

z = (35,8 − 32)/2,5 = 1,52

Üst kuyruk

P = 1 − Φ(1,52) = 1 − 0,9357 = 0,06426

Cevap

P = 0,06426
30.Normal dağılım

Cevap: x = 173,3 cm

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.

Soldaki alan

Φ(z) = 0,25

Tablodan z

z ≈ −0,67

Özgün birimlere geri dönüş

x = 178 − 0,67·7 = 173,3 cm

Cevap

x = 173,3 cm

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