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​ = 55 kNABRA​ = ?RB​1 m4 m3 m

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

L = 8 mP1 = 55 kN @ 1 mP2 = 55 kN @ 5 m
RA = kN
2.Kiriş mesnet tepkileriZor
w = 4 kN/mP = 60 kNABRA​ = ?RB​1 m0,5 m2,5 m

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

L = 4 mP = 60 kN @ 1,5 mw = 4 kN/m, 0 ile 1 m arasında
RA = kN
3.Kafes: düğüm yöntemiOrta
ABBCACACB10 kN5 m2 m2 m

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

açıklık = 5 myükseklik = 2 mB, A’dan 2 m uzaktadüşey yük = 10 kN
FBC = kN
4.Kafes: düğüm yöntemiZor
ABBCACACB55 kN5 kN6 m1 m2 m

AB çubuğundaki FAB kuvvetini düğüm yöntemiyle bulun. Çekmeyi pozitif, basıncı negatif verin.

açıklık = 6 myükseklik = 2 mB, A’dan 1 m uzaktadüşey yük = 55 kNyatay yük = 5 kN →
FAB = kN
5.Kesme kuvveti ve eğilme momentiOrta
8 kN/m55 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.

55 kN @ 8 m8 kN/m, 2–10 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
w = 10 kN/mP = 10 kNABkesit3 m1,5 m1,5 m

A mesnedinden x = 4,5 m uzaklıktaki kesitte eğilme momenti Mx değerini bulun. Alt lifleri çeken momentleri ve sol yüzde yukarı doğru kesme kuvvetini pozitif alın.

L = 6 mP = 10 kN @ 3 mw = 10 kN/m, 0 ile 6 m arasındax = 4,5 m
Mx = kN·m
7.Kiriş sehimiOrta
w = 8 kN/mδL = 6 m

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

w = 8 kN/mL = 6 mE = 200 GPa (çelik)I = 23 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Kiriş sehimiZor
w = 2,5 kN/mABδ3,5 m

75 mm genişliğinde dikdörtgen kesitli, basit mesnetli bir ahşap kiriş tüm açıklık boyunca düzgün yayılı w yükü taşır. Açıklık ortası sehimi açıklık/300 değerini geçemez. Kesitin en küçük yüksekliği hreq değerini bulun.

w = 2,5 kN/mL = 3,5 mE = 11 GPa (yapı kerestesi)b = 75 mm
hreq = mm
9.Kolon burkulmasıOrta
PL = 2,5 md = 25 mmkesit

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

L = 2,5 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 25 mm
Pcr = kN
10.Kolon burkulmasıZor
PL = 6 md = 60 mmkesit

alüminyum malzemeden L boyunda bir kolon tabanı ankastre, tepesi serbest. Narinliğini ve Euler formülünden kritik burkulma gerilmesi σcr değerini bulun.

L = 6 mE = 70 GPa (alüminyum)d = 60 mm
σcr = MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momentiOrta
240180t = 16xboyutlar mm cinsinden

Bir U kesit açık tarafı yukarıda duruyor: 240 mm genişliğinde bir taban levhası ve toplam 180 mm yüksekliğinde iki dik kol. Taban ve kolların hepsi 16 mm kalınlığındadır. Ağırlık merkezinden geçen yatay x eksenine göre atalet momenti Ix değerini bulun.

b = 240 mmh = 180 mmt = 16 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momentiZor
1801018018xnegatif Mboyutlar mm cinsinden

Bir dökme demir kiriş, başlığı üstte olan şekildeki T kesite sahiptir. Emniyet gerilmeleri çekmede 60 MPa, basınçta 150 MPa’tür. Kirişin taşıyabileceği en büyük negatif eğilme momenti Mallow değerini bulun (büyüklüğünü verin).

bf = 180 mmtf = 10 mmtw = 18 mmhw = 180 mmσt,allow = 60 MPaσc,allow = 150 MPa
Mallow = kN·m
13.Zeminde efektif gerilmeOrta
kumγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³11 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 = 20,5 kN/m³
σ′ = kPa
14.Zeminde efektif gerilmeZor
kumγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³5 mkilγsat​ = 18,5 kN/m³7 myeraltı su seviyesiXz = 8,5 m

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

z = 8,5 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³kum: γd = 15 kN/m³kum: γsat = 20,5 kN/m³kil: γsat = 18,5 kN/m³
σ′ = kPa
15.Konsolidasyon oturmasıOrta
Δσ = 60 kPakumkilCc​ = 0,5, Cr​ = 0,05e0​ = 1,2σ′0​ = 105 kPaσ′p​ = 135 kPa5,5 myeraltı su seviyesi

5,5 m kalınlığındaki aşırı konsolide bir kil tabakasının Cc = 0,5, Cr = 0,05 ve e₀ = 1,2. Orta derinliğindeki efektif düşey gerilme 105 kPa ve ön konsolidasyon basıncı 135 kPa’dır. Yeni bir bina orta derinlikte 60 kPa düşey gerilme ekliyor. Birincil konsolidasyon oturması S değerini mm cinsinden bulun.

H = 5,5 mCc = 0,5Cr = 0,05e0 = 1,2σ′0 = 105 kPaσ′p = 135 kPaΔσ = 60 kPa
S = mm
16.Konsolidasyon oturmasıZor
kumkilH = 6 mcv​ = 0,5 m²/yıl6 mgeçirimsiz kayayeraltı su seviyesi

6 m kalınlığındaki bir kil tabakasının konsolidasyon katsayısı cv = 0,5 m²/yıl. Üstünde kum bulunan geçirimsiz kaya üzerinde durur, bu yüzden su yalnızca üstten drene olur. %60 ortalama konsolidasyon için zaman faktörü Tv = 0,287. Tabakanın %60 konsolidasyona ulaşması kaç yıl t sürer?

H = 6 mcv = 0,5 m²/yılU = 60%Tv = 0,287tek yönlü drenaj
t = yıl
17.Hidrostatik kuvvetOrta
kapakd = 3 mH = 3 m

1,5 m genişliğinde düşey dikdörtgen bir kapak, su dolu bir tankın duvarında, üst kenarı yüzeyin 3 m altında bulunuyor. Kapağa etkiyen bileşke hidrostatik kuvvet F değerini bulun.

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

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

d = 1 mH = 3 mb = 1,5 mρ = 1025 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybıOrta
V = 2,7 m/sD = 150 mmL = 1000 mf = 0,022

Su (ρ = 1000 kg/m³), 1000 m uzunluğunda ve iç çapı 150 mm olan yatay bir borudan 2,7 m/s hızla akıyor. Darcy sürtünme faktörü f = 0,022 ve g = 9,81 m/s² kullanın. Boru boyunca basınç düşüşü Δp değerini kPa cinsinden bulun.

V = 2,7 m/sL = 1000 mD = 150 mmf = 0,022ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybıZor
K = 5Δz = 15 mL = 100 m, D = 250 mm, f = 0,0224× dirsek (K = 0,3)

İki açık hazne, 100 m uzunluğunda, iç çapı 250 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,022 olan bir boruyla birleştirilmiştir. Üst haznenin su yüzeyi alttakinden 15 m yüksektedir. Yerel kayıplar: keskin kenarlı bir giriş (K = 0,5), 4 dirsek (her biri K = 0,3), bir vana (K = 5) ve alt hazneye çıkış (K = 1,0). g = 9,81 m/s² kullanın. Debi Q değerini L/s cinsinden bulun.

Δz = 15 mL = 100 mD = 250 mmf = 0,022Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 5Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)Orta
b = 5,5 my = 1,8 m1,5 : 1n = 0,03, S = 0,003

Yamuk kesitli bir çim kaplı toprak kanalın taban genişliği 5,5 m ve şev eğimleri 1,5:1 (yatay:düşey). Su 1,8 m derinlikte üniform olarak akıyor. Manning n = 0,03 ve taban eğimi S = 0,003. Debi Q değerini m³/s cinsinden bulun.

b = 5,5 my = 1,8 mz = 1,5n = 0,03S = 0,003
Q = m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)Zor
b = 5 my = 2 m3 : 1n = 0,015, Q = 54 m³/s

Taban genişliği 5 m ve şev eğimleri 3:1 (yatay:düşey) olan yamuk kesitli bir tuğla kaplama kanal 2 m derinlikte üniform akışla 54 m³/s taşımalıdır. Manning n = 0,015. Gereken taban eğimi S değerini (m/m cinsinden) bulun.

Q = 54 m³/sb = 5 my = 2 mz = 3n = 0,015
S = m/m
23.Pompalar ve pompa gücüOrta
PQ = 30 L/sH = 52 m

Bir pompa 52 m basma yüksekliğine karşı 30 L/s su (ρ = 1000 kg/m³) basıyor. Pompa verimi %80, onu çalıştıran elektrik motorunun verimi %95. g = 9,81 m/s² kullanın. Motorun çektiği elektrik gücü Pel değerini kW cinsinden bulun.

Q = 30 L/sH = 52 mηpump = 80%ηmotor = 95%g = 9,81 m/s²
Pel = kW
24.Pompalar ve pompa gücüZor
PQ = 120 L/sΔz = 10 mL = 300 m, D = 250 mm, f = 0,015, ΣK = 4

Bir pompa 120 L/s suyu (ρ = 1000 kg/m³) açık bir alt hazneden, su yüzeyi 10 m daha yüksekte olan bir üst tanka basıyor. Boru 300 m uzunluğunda, iç çapı 250 mm ve Darcy sürtünme faktörü f = 0,015; yerel kayıp katsayılarının toplamı ΣK = 4 (giriş ve çıkış dahil). g = 9,81 m/s² kullanın. Pompa verimi %72. Mil gücü Pshaft değerini kW cinsinden bulun.

Q = 120 L/sΔz = 10 mL = 300 mD = 250 mmf = 0,015ΣK = 4η = 72%
Pshaft = kW
25.Paranın zaman değeriOrta
yıl0123PV = ?€40 000

3 yıl sonra €40 000 gerekiyor. Hesap üç aylık bileşik, yıllık %4,8 faiz ödüyor. Bugün ne kadar yatırmalısınız? Bugünkü değer PV'ü bulun.

FV = €40 0004,8% / 4n = 3
PV = €
26.Paranın zaman değeriZor
ay0123…216A?AA€25 000

18 yıl sonra €25 000 istiyorsunuz. Aylık bileşik yıllık %6 faiz veren bir hesapta her ayın sonunda aynı tutarı biriktiriyorsunuz. Aylık yatırılacak tutar A değerini bulun.

FV = €25 0006% / 12N = 216
A = €
27.NBD ve IRROrta
yıl0123−40 00014 00014 00022 000

Bir makine bugün €40 000 maliyetindedir. 3 yıl boyunca her yılın sonunda €14 000 sağlar ve sonra €8 000 karşılığında satılabilir. Sermaye maliyeti %12. Net bugünkü değer NPV değerini bulun.

C0 = €40 000CF = €14 000S = €8 000n = 3r = 12%
NPV = €
28.NBD ve IRRZor
yıl01234−50 00024 50018 50024 50018 000

Bir proje €50 000 maliyetindedir ve 1’den 4. yıla kadar her yılın sonunda €24 500, €18 500, €24 500, €18 000 getirir. Nakit akışları %10 sermaye maliyetiyle yeniden yatırılabilir. Düzeltilmiş iç verim oranı MIRR değerini yüzde olarak bulun.

r = 10%CF0 = −50 000CF1 = 24 500CF2 = 18 500CF3 = 24 500CF4 = 18 000
MIRR = %
29.Normal dağılımOrta
−3−2−10123z−z ile z arasındaki gölgeli alan = 0,7499

Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,7499 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.

A = 0,7499
z =
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: RA = 68,75 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​ = 55 kNABRA​RB​1 m4 m3 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·8 = 55·1 + 55·5
RB = 330/8 = 41,25 kN
ΣFy = 0: RA = 110 − 41,25 = 68,75 kN

Cevap

RA = 68,75 kN
2.Kiriş mesnet tepkileri

Cevap: RA = 41 kN

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

w = 4 kN/mP = 60 kNABRA​RB​1 m0,5 m2,5 m

Serbest cisim diyagramı

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

Denge

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

Yayılı yük bileşkesi: W = w·ℓ = 4·1 = 4 kN, x̄ = 0,5 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·4 = 60·1,5 + 4·1·0,5
RB = 92/4 = 23 kN
ΣFy = 0: RA = 64 − 23 = 41 kN

Cevap

RA = 41 kN
3.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: FBC = −7,211 kN

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

ABBCACACB10 kNAy​Cy​

Mesnet tepkileri

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

ΣMA = 0: Cy·5 = 10·2 → Cy = 4 kN
ΣFy = 0: Ay = 10 − 4 = 6 kN

C düğümü

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

sin γ = 2/3,606 = 0,5547, cos γ = 3/3,606 = 0,8321
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −4/0,5547 = −7,211 kN

Cevap

FBC = −7,211 kN (basınç)
4.Kafes: düğüm yöntemi

Cevap: FAB = −49,38 kN

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

ABBCACACB55 kN5 kNAy​Cy​Ax​

Mesnet tepkileri

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

ΣMA = 0: Cy·6 = 55·1 + 5·2 → Cy = 10,83 kN
ΣFy = 0: Ay = 55 − 10,83 = 44,17 kN
ΣFx = 0: Ax = −5 kN

A düğümü

Her çubuğun çekmede olduğunu (düğümden dışarı çektiğini) varsayın. A’da yalnızca AB’nin düşey bileşeni var.

sin α = 2/2,236 = 0,8944
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −44,17/0,8944 = −49,38 kN

Cevap

FAB = −49,38 kN (basınç)
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 = 50,33 kN, R2 = 68,67 kN

Her işaretteki eğilme momenti

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

MA = 0, MB = 100,7, MC = 185,3, MD = 238, ME = 258,7 kN·m, MF = 137,3, MG = 0

Cevap

İşaret E: ME = 258,7 kN·m
6.Kesme kuvveti ve eğilme momenti

Cevap: Mx = 41,25 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 = 10·6 = 60 kN, x̄ = 3 m noktasında etkir
ΣMA = 0: RB·6 = 10·3 + 10·6·3
RB = 210/6 = 35 kN
ΣFy = 0: RA = 70 − 35 = 35 kN
w = 10 kN/mP = 10 kNABRA​ = 35RB​ = 35kesit3 m1,5 m1,5 m

x = 4,5 m noktasında kesin ve sol parçayı tutun

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

M = RA·x − (kesitin solundaki her yük × kesite uzaklığı)
Mx = 35·4,5 − 10·(4,5 − 3) − 10·4,5·2,25 = 41,25 kN·m

Cevap

Mx = 41,25 kN·m
7.Kiriş sehimi

Cevap: δmax = 29,35 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 = 6000 mm
EI = 4,6 × 10¹² N·mm²

Sehim

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·8·6000⁴/(384·4,6 × 10¹²) = 29,35 mm

Cevap

δmax = 29,35 mm
8.Kiriş sehimi

Cevap: hreq = 182,6 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 = 2,5 N/mm, L = 3500 mm, E = 11000 N/mm²

Sehim sınırı

δallow = L/300 = 3500/300 = 11,67 mm

Gereken atalet momenti

Ireq = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·2,5·3500⁴/(384·11000·11,67) = 3,806 × 10⁷ mm⁴

Gerekli yükseklik

bh³/12 = Ireq → h = (12·3,806 × 10⁷/75)1/3 = 182,6 mm

Cevap

hreq = 182,6 mm

Uygulamada bu değerin üstündeki bir sonraki standart yüksekliği seçin.

9.Kolon burkulması

Cevap: Pcr = 4,326 kN

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

En küçük atalet momenti

Dairesel kesitin I değeri her eksene göre aynıdır.

I = πd⁴/64 = π·25⁴/64 = 19175 mm⁴

Burkulma boyu

KL = 0,7·2500 = 1750 mm

Kritik yük

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·70000·19175/1750² = 4326 N = 4,326 kN

Cevap

Pcr = 4,326 kN
10.Kolon burkulması

Cevap: σcr = 1,079 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·60⁴/64 = 636173 mm⁴

Atalet yarıçapı ve narinlik

A = 2827 mm²
r = √(I/A) = √(636173/2827) = 15 mm
KL = 2·6000 = 12000 mm
KL/r = 12000/15 = 800

Kritik gerilme

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·70000/800² = 1,079 MPa

Cevap

σcr = 1,079 MPa
11.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Ix = 29,81 × 10⁶ mm⁴

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

Dikdörtgenlere ayırın

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

baz: A1 = 240·16 = 3840 mm², y1 = 8 mm
iki kol: A2 = 2·16·164 = 5248 mm², y2 = 16 + 164/2 = 98 mm

Ağırlık merkezi

ȳ = (3840·8 + 5248·98)/9088 = 59,97 mm

Paralel eksen teoremi

baz: 240·16³/12 + 3840·(8 − 59,97)² = 1,045 × 10⁷ mm⁴
iki kol: 2·16·164³/12 + 5248·(98 − 59,97)² = 1,935 × 10⁷ mm⁴
Ix = 1,045 × 10⁷ + 1,935 × 10⁷
Ix = 2,981 × 10⁷ mm⁴ = 29,81 × 10⁶ mm⁴

Cevap

Ix = 29,81 × 10⁶ mm⁴
12.Ağırlık merkezi ve atalet momenti

Cevap: Mallow = 17,44 kN·m

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.

Ağırlık merkezi

ȳ = (1800·185 + 3240·90)/5040 = 123,9 mm
üst kenar: c = 190 − 123,9 = 66,07 mm

Alan atalet momenti

I = 180·10³/12 + 1800·61,07² + 18·180³/12 + 3240·33,93² = 1,921 × 10⁷ mm⁴

Her kenarın izin verdiği moment

Negatif moment: üst çekmede, alt basınçtadır.

üst kenar: M = 60·1,921 × 10⁷/66,07 = 17,44 kN·m
alt kenar: M = 150·1,921 × 10⁷/123,9 = 23,25 kN·m

Belirleyici değer

Mallow = min = 17,44 kN·m (üst kenar)

Cevap

Mallow = 17,44 kN·m
13.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 87,45 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) = 17·2 + 20,5·5 = 136,5 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 = 136,5 − 49,05 = 87,45 kPa

Cevap

σ′ = 87,45 kPa
14.Zeminde efektif gerilme

Cevap: σ′ = 88,17 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·1 + γsat,sand·4 + γsat,clay·3,5
σ = 15·1 + 20,5·4 + 18,5·3,5 = 161,8 kPa

Boşluk suyu basıncı

Su basıncı su seviyesinin altındaki derinlikle artar.

u = γw·(z − zw) = 9,81·7,5 = 73,58 kPa

Efektif gerilme

σ′ = σ − u = 161,8 − 73,58 = 88,17 kPa

Cevap

σ′ = 88,17 kPa
15.Konsolidasyon oturması

Cevap: S = 122,6 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 + 60 = 165 kPa > 135 kPa

Oturma

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

S = 0,05·5,5/(1 + 1,2)·log₁₀(135/105) + 0,5·5,5/(1 + 1,2)·log₁₀(165/135)
S = 13,64 + 108,9 = 122,6 mm

Cevap

S = 122,6 mm
16.Konsolidasyon oturması

Cevap: t = 20,66 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 = 6 m

Süre

t = Tv·Hdr²/cv = 0,287·6²/0,5 = 20,66 yıl

Cevap

t = 20,66 yıl
17.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 198,7 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 = 3 + 3/2 = 4,5 m
A = H·b = 3·1,5 = 4,5 m²
kapakd = 3 mH = 3 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·4,5·4,5 = 198,7 kN

Cevap

F = 198,7 kN
18.Hidrostatik kuvvet

Cevap: F = 113,1 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 = 1 + 3/2 = 2,5 m
A = H·b = 3·1,5 = 4,5 m²
kapakd = 1 mH = 3 mF

Bileşke kuvvet

F = ρ·g·yc·A = 1025·9,81·2,5·4,5 = 113,1 kN

Cevap

F = 113,1 kN
19.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Δp = 534,6 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) = 0,022·(1000/0,15)·2,7²/(2·9,81) = 54,5 m

Basınç düşüşü

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

Δp = ρ·g·hf = 1000·9,81·54,5 = 534600 Pa = 534,6 kPa

Cevap

Δp = 534,6 kPa
20.Boru sürtünmesi ve yük kaybı

Cevap: Q = 207,3 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 = 0,022·100/0,25 = 8,8
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 5 + 1,0 = 7,7

Enerji denklemi

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

15 = (8,8 + 7,7)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·15/16,5) = 4,223 m/s

Debi

Q = V·π·D²/4 = 4,223·0,04909 = 0,2073 m³/s = 207,3 L/s

Cevap

Q = 207,3 L/s
21.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: Q = 30,95 m³/s

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

Geometri

A = (b + z·y)·y = (5,5 + 1,5·1,8)·1,8 = 14,76 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 5,5 + 2·1,8·√(1 + 1,5²) = 11,99 m
R = A/P = 1,231 m

Hız

V = (1/0,03)·1,2312/3·0,0031/2 = 2,097 m/s

Debi

Q = A·V = 14,76·2,097 = 30,95 m³/s

Cevap

Q = 30,95 m³/s
22.Açık kanal akışı (Manning)

Cevap: S = 0,00101 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 = (5 + 3·2)·2 = 22 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 5 + 2·2·√(1 + 3²) = 17,65 m
R = A/P = 1,247 m

Manning’i S için çözün

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,015·54/(22·1,158) = 0,03179
S = 0,03179² = 0,00101

Cevap

S = 0,00101

Bu, kilometrede 1,01 m düşü demektir.

23.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pel = 20,14 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 = 1000·9,81·0,03·52 = 15,3 kW

Mil gücü

Pshaft = 15,3/0,8 = 19,13 kW

Elektrik gücü

Pel = 19,13/0,95 = 20,14 kW

Cevap

Pel = 20,14 kW
24.Pompalar ve pompa gücü

Cevap: Pshaft = 27,31 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 = 0,12/0,04909 = 2,445 m/s
V²/(2g) = 0,3046 m

Yük kayıpları

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (18 + 4)·0,3046 = 6,701 m

Pompa basma yüksekliği

H = Δz + hL = 10 + 6,701 = 16,7 m

Mil gücü

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9,81·0,12·16,7/0,72 = 27,31 kW

Cevap

Pshaft = 27,31 kW
25.Paranın zaman değeri

Cevap: PV = 34665 €

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 = 0,048/4 = 0,012
N = 4·3 = 12

Bugünkü değer

PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1,154 = €34 665,21

Cevap

PV = €34 665,21
26.Paranın zaman değeri

Cevap: A = 64,54 €

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 = 0,06/12 = 0,005
N = 12·18 = 216

Yatırılan tutar

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 25 000·0,005/(2,937 − 1) = €64,54

Cevap

A = €64,54
27.NBD ve IRR

Cevap: NPV = −680,1 €

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

Yıllık nakit akışlarının bugünkü değeri

14 000·2,402 = 33 625,64

Hurda değerinin bugünkü değeri

8 000/1,405 = 5 694,24

NPV

NPV = −40 000 + 33 625,64 + 5 694,24 = −€680,12

Cevap

NPV = −€680,12
28.NBD ve IRR

Cevap: MIRR = 18,9 %

Düzeltilmiş IRR: uç değer TV’yi bulmak için her girişi yeniden yatırım oranıyla (genellikle sermaye maliyeti) projenin sonuna kadar ileriye bileşik hesaplayın. MIRR, ilk yatırımı TV’ye dönüştüren orandır: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.

Girişlerin uç değeri

24 500·1,13 = 32 609,50
18 500·1,12 = 22 385,00
24 500·1,11 = 26 950,00
18 000·1,10 = 18 000,00
TV = 99 944,50

MIRR

MIRR = (99 944,50/50 000)1/4 − 1 = 18,9%

Cevap

MIRR = 18,9%
29.Normal dağılım

Cevap: z = 1,15

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

z’nin solundaki alan

Φ(z) = (1 + 0,7499)/2 = 0,8749

z tablosunu tersten okuyun

Tablonun içinde 0,8749 değerini bulun ve z’yi okuyun.

z = 1,15

Cevap

z = 1,15
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