Luyện thi FE Xây dựng: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 30 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mớiQuay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Phản lực gối của dầm

Cân bằng
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Tải phân bố đều
hợp lực w·L đặt tại giữa đoạn tải
Mômen
M = F·d

Phương pháp

  1. Vẽ sơ đồ vật thể tự do và thay mỗi gối đỡ bằng các phản lực của nó.
  2. Thay mọi tải phân bố bằng một lực duy nhất đặt tại trọng tâm của nó.
  3. Lấy mômen quanh một gối để tìm phản lực ở gối kia.
  4. Dùng ΣFy = 0 để tìm phản lực còn lại, và kiểm tra bằng một phương trình mômen thứ hai.

Giàn: phương pháp tách nút

Phương pháp tách nút
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Phương pháp mặt cắt
ΣM = 0 about a cut point
Nội lực thanh
dương = kéo, âm = nén

Phương pháp

  1. Tìm phản lực gối cho cả giàn.
  2. Phương pháp tách nút: bắt đầu từ nút có tối đa hai nội lực thanh chưa biết và dùng ΣFx = 0 và ΣFy = 0.
  3. Phương pháp mặt cắt: cắt qua thanh bạn cần và lấy mômen quanh điểm mà các thanh chưa biết khác gặp nhau.
  4. Giả sử chịu kéo; đáp án âm nghĩa là chịu nén.

Lực cắt và mômen uốn

Lực cắt và mômen
V = ΣF ở một phía, M = ΣF·d ở một phía
Ứng suất uốn
σ = M·y/I
Hình chữ nhật
I = bh³/12
Mômen chống uốn của mặt cắt
W = I/ymax
Dầm đơn giản, tải phân bố đều
Mmax = wL²/8

Phương pháp

  1. Tìm phản lực gối từ cân bằng của cả dầm.
  2. Cắt dầm tại mặt cắt bạn cần và giữ lại một phía.
  3. Lực cắt: tổng các lực thẳng đứng ở phía đó. Mômen uốn: tổng mômen của chúng quanh mặt cắt.
  4. Để tìm mômen lớn nhất, hãy tìm nơi lực cắt bằng không.

Độ võng của dầm

Tải tập trung ở giữa nhịp
δ = PL³/(48EI)
Tải phân bố đều, dầm đơn giản
δ = 5wL⁴/(384EI)
Công xôn, tải ở đầu
δ = PL³/(3EI)
Công xôn, tải phân bố đều
δ = wL⁴/(8EI)
Nguyên lý xếp chồng
δ = δ1 + δ2

Mất ổn định cột

Tải Euler
Pcr = π²EI/(KL)²
Hệ số chiều dài tính toán
K = 1 khớp–khớp, 0,5 ngàm–ngàm, 0,7 ngàm–khớp, 2 ngàm–tự do
Ứng suất tới hạn
σcr = Pcr/A
Độ mảnh
λ = KL/r, r = √(I/A)

Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắt

Trọng tâm
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Hình chữ nhật
I = bh³/12
Định lý trục song song
I = Ic + A·d²
Mặt cắt ghép
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Ứng suất hữu hiệu trong đất

Ứng suất toàn phần
σ = Σγi·hi
Áp suất nước lỗ rỗng
u = γw·(z − zw)
Ứng suất hữu hiệu
σ′ = σ − u
Nước
γw = 9,81 kN/m³

Lún cố kết

Cố kết thông thường
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Ứng suất cuối
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Quá cố kết, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Quá cố kết, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Tỉ số quá cố kết
OCR = σ′p/σ′0
Thời gian cố kết
t = Tv·Hdr²/cv
Đường thoát nước
Hdr = H/2 (thoát nước hai phía), H (thoát nước một phía)
Nhân tố thời gian
U 50% → 0,197, 60% → 0,287, 70% → 0,403, 80% → 0,567, 90% → 0,848

Lực thủy tĩnh

Áp suất tại độ sâu
p = ρgh
Lực lên tường thẳng đứng
F = ρg·hc·A
Tâm áp lực
yp = yc + Ic/(ycA)
Hình chữ nhật
Ic = bH³/12

Ma sát đường ống và tổn thất cột áp

Số Reynolds
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Chế độ chảy
chảy tầng dưới Re ≈ 2000, chảy rối trên Re ≈ 4000
Vận tốc trung bình
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Tổn thất cục bộ
hm = ΣK·V²/(2g)
Giá trị K thường gặp
lối vào 0,5, lối ra 1,0, khúc cua 90° ≈ 0,3
Độ giảm áp suất
Δp = ρ·g·hf
Hai bể chứa hở
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Cửa ra tự do
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Dòng chảy hở (Manning)

Phương trình Manning
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Lưu lượng
Q = A·V
Bán kính thủy lực
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Hình chữ nhật
A = b·y, P = b + 2y
Hình thang (mái dốc z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Ống tròn, đầy hoặc đầy một nửa
R = D/4
Độ dốc yêu cầu
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Máy bơm và công suất bơm

Công suất thủy lực
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Công suất trên trục
Pshaft = Ph/ηpump
Công suất điện
Pel = Pshaft/ηmotor
Cột áp của bơm
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Tổn thất của hệ thống
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Giá trị thời gian của tiền

Giá trị tương lai
FV = PV·(1 + i)n
Giá trị hiện tại
PV = FV/(1 + i)n
Nhiều kỳ trong một năm
i = r/m, N = m·n
Niên kim, giá trị hiện tại
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Niên kim, giá trị tương lai
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Phương pháp

  1. Vẽ một dòng thời gian với mọi dòng tiền và thời điểm của chúng.
  2. Khớp lãi suất với kỳ hạn: lãi suất tháng cho thanh toán hằng tháng.
  3. Dùng FV = PV·(1 + i)ⁿ cho các khoản đơn lẻ và công thức niên kim cho các khoản thanh toán bằng nhau.
  4. Kiểm tra dấu và bậc độ lớn của đáp án.

NPV và IRR

Giá trị hiện tại ròng
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Dòng tiền đều
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Tỷ suất hoàn vốn nội bộ
r tại đó NPV = 0
Quyết định
chấp nhận khi NPV > 0 (hoặc IRR > tỷ suất sinh lời yêu cầu)

Phương pháp

  1. Liệt kê mọi dòng tiền với năm của chúng; khoản đầu tư ở năm 0 là âm.
  2. Chiết khấu từng dòng tiền: CFt/(1 + r)t.
  3. Cộng chúng lại để có NPV. Dương nghĩa là dự án sinh lời nhiều hơn r.
  4. Với IRR, tìm tỷ suất làm NPV bằng không bằng thử sai hoặc nội suy.

Phân phối chuẩn

Điểm z
z = (x − μ)/σ
Dưới x
P(X < x) = Φ(z)
Trên x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Giữa
Φ(z2) − Φ(z1)
Phân vị
x = μ + z·σ

Phương pháp

  1. Đổi giá trị sang điểm z: z = (x − μ)/σ.
  2. Tra Φ(z), diện tích bên trái z.
  3. Với diện tích bên phải dùng 1 − Φ(z); với một khoảng thì trừ hai diện tích bên trái.
  4. Với phân vị, làm ngược lại: tìm z cho diện tích, rồi x = μ + z·σ.

2Bài tập

1.Phản lực gối của dầmTrung bình
P1​ = 10 kNP2​ = 35 kNABRA​ = ?RB​4 m0,5 m1,5 m

Dầm đơn giản có gối cố định tại A và gối di động tại B. Tìm phản lực thẳng đứng RA.

L = 6 mP1 = 10 kN tại 4 mP2 = 35 kN tại 4,5 m
RA = kN
2.Phản lực gối của dầmKhó
w0​ = 4 kN/mP = 70 kNABMA​ = ?4,5 m0,5 m

Dầm công-xôn được ngàm vào tường tại A. Nó chịu tải thay đổi tuyến tính bằng không tại tường và tăng đến 4 kN/m tại đầu tự do B, cùng một lực tập trung P tại vị trí cách tường 4,5 m. Tìm độ lớn của mô-men phản lực MA tại tường.

L = 5 mw0 = 4 kN/mP = 70 kN tại 4,5 m
MA = kN·m
3.Giàn: phương pháp tách nútTrung bình
ABCDEFGH30 kN20 kN10 kN20 kN4 × 3 m3 m

Đúng một thanh của giàn này không mang lực dưới các tải này. Thanh nào là thanh không lực? Nhấp vào nó trong sơ đồ.

D: 30 kN ↓F: 20 kN ↓G: 10 kN ↓H: 20 kN ↓
  1. 1thanh AB
  2. 2thanh BC
  3. 3thanh CD
  4. 4thanh DE
  5. 5thanh FG
  6. 6thanh GH
  7. 7thanh AF
  8. 8thanh HE
  9. 9thanh BF
  10. 10thanh CG
  11. 11thanh DH
  12. 12thanh BG
  13. 13thanh DG
4.Giàn: phương pháp tách nútKhó
ABBCACACB25 kN25 kN4 m1 m4 m

Dùng phương pháp tách nút để tìm lực FAC trong thanh AC. Lấy kéo là dương và nén là âm.

nhịp = 4 mchiều cao = 4 mB cách A 1 mtải thẳng đứng = 25 kNtải ngang = 25 kN →
FAC = kN
5.Lực cắt và mômen uốnTrung bình
30 kN45 kNABCDEFG2 m2 m2 m2 m2 m2 m

Các điểm đánh dấu từ A đến G chia dầm thành sáu phần bằng nhau. Tại điểm nào mômen uốn có độ lớn lớn nhất, dù võng hay vồng? Nhấp vào nó trong sơ đồ.

30 kN @ 10 m45 kN @ 6 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 2 m)
  3. 3C (x = 4 m)
  4. 4D (x = 6 m)
  5. 5E (x = 8 m)
  6. 6F (x = 10 m)
  7. 7G (x = 12 m)
6.Lực cắt và mômen uốnKhó
6 kN/m40 kN55 kNABCDEFG1 m1 m1 m1 m1 m1 m

Các điểm đánh dấu từ A đến G chia dầm thành sáu phần bằng nhau. Tại điểm nào mômen uốn có độ lớn lớn nhất, dù võng hay vồng? Nhấp vào nó trong sơ đồ.

40 kN @ 0 m55 kN @ 6 m6 kN/m, 1–4 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 1 m)
  3. 3C (x = 2 m)
  4. 4D (x = 3 m)
  5. 5E (x = 4 m)
  6. 6F (x = 5 m)
  7. 7G (x = 6 m)
7.Độ võng của dầmTrung bình
w = 12 kN/mABθ3 m

Một dầm đơn giản chịu tải phân bố đều w trên toàn bộ nhịp. Tìm góc xoay θA của dầm tại gối A, theo radian.

w = 12 kN/mL = 3 mE = 70 GPa (nhôm)I = 36 × 10⁶ mm⁴
θA = rad
8.Độ võng của dầmKhó
w = 5 kN/mAB6 m

Một dầm công-xôn có gối chống ngàm tại A và tựa đơn (chống) tại B. Dầm chịu tải phân bố đều w trên toàn bộ chiều dài. EI không đổi. Tìm phản lực RB tại gối chống.

L = 6 mw = 5 kN/m
RB = kN
9.Mất ổn định cộtTrung bình
PL = 3 m50 × 60 mmmặt cắt ngang

Một cột dài L làm bằng thép được ngàm ở chân và khớp ở đỉnh. Dùng công thức Euler, tìm tải trọng oằn tới hạn Pcr của nó.

L = 3 mE = 200 GPa (thép)b × h = 50 × 60 mm
Pcr = kN
10.Mất ổn định cộtKhó
PL = 1 md = 40 mmmặt cắt ngang

Một cột dài L làm bằng thép được hai đầu khớp. Tìm độ mảnh của nó và ứng suất oằn tới hạn σcr theo công thức Euler.

L = 1 mE = 200 GPa (thép)d = 40 mm
σcr = MPa
11.Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắtTrung bình
280302208xkích thước tính bằng mm

Tìm mômen quán tính Ix của mặt cắt chữ T đối với trục ngang x đi qua trọng tâm.

bf = 280 mmtf = 30 mmtw = 8 mmhw = 220 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắtKhó
200 mm300 mm105 mm40 × 30xIx​ = ?

Một tấm 200 mm × 300 mm có một lỗ khoét hình chữ nhật rộng 40 mm và cao 30 mm, đặt giữa đường tâm thẳng đứng với tâm cách đáy 105 mm. Tìm mômen quán tính diện tích Ix quanh trục nằm ngang đi qua trọng tâm.

b = 200 mmh = 300 mmlỗ khoét: 40 × 30 mmtâm lỗ: y = 105 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Ứng suất hữu hiệu trong đấtTrung bình
cátγd​ = 15,5 kN/m³γsat​ = 20,5 kN/m³14 mmực nước ngầmXz = 13 m

Với mặt cắt đất như hình, tìm áp suất nước lỗ rỗng u tại điểm X.

z = 13 mzw = 4 mγw = 9,81 kN/m³cát: γd = 15,5 kN/m³cát: γsat = 20,5 kN/m³
u = kPa
14.Ứng suất hữu hiệu trong đấtKhó
cátγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 19,5 kN/m³4 msétγsat​ = 18 kN/m³8 mmực nước ngầmXz = 8 m

Với mặt cắt đất như hình, tìm áp suất nước lỗ rỗng u tại điểm X.

z = 8 mzw = 1 mγw = 9,81 kN/m³cát: γd = 16 kN/m³cát: γsat = 19,5 kN/m³sét: γsat = 18 kN/m³
u = kPa
15.Lún cố kếtTrung bình
Δσ = 70 kPacátsétCc​ = 0,35, Cr​ = 0,05e0​ = 0,65σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 110 kPa8 mmực nước ngầm

Một lớp sét quá cố kết dày 8 m có Cc = 0,35, Cr = 0,05 và e₀ = 0,65. Ở độ sâu giữa lớp, ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng là 50 kPa và áp lực tiền cố kết là 110 kPa. Một tòa nhà mới thêm 70 kPa ứng suất thẳng đứng ở độ sâu giữa lớp. Tìm độ lún cố kết sơ cấp S theo mm.

H = 8 mCc = 0,35Cr = 0,05e0 = 0,65σ′0 = 50 kPaσ′p = 110 kPaΔσ = 70 kPa
S = mm
16.Lún cố kếtKhó
cátsétH = 2 m2 mđá không thấmmực nước ngầm

Trong thí nghiệm nén cố kết oedometer ở phòng thí nghiệm, một mẫu sét dày 25 mm, thoát nước ở đỉnh và đáy, đạt 50% cố kết sau 8 phút. Ngoài hiện trường, cùng loại sét đó tạo thành một lớp dày 2 m. Nó nằm trên đá không thấm, có cát phía trên, nên nước chỉ thoát ra ở đỉnh. Lớp ngoài hiện trường mất bao nhiêu ngày t để đạt 50% cố kết?

hlab = 25 mmtlab = 8 minH = 2 mhiện trường: thoát nước một phía
t = ngày
17.Lực thủy tĩnhTrung bình
cửa vand = 0,5 mH = 1 m

Một cửa van hình chữ nhật thẳng đứng rộng 3 m nằm trong thành bể chứa nước, với mép trên nằm dưới mặt thoáng 0,5 m. Tìm hợp lực thủy tĩnh F tác dụng lên cửa van.

d = 0,5 mH = 1 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
18.Lực thủy tĩnhKhó
cửa vand = 4 mH = 2 m

Một cửa van hình chữ nhật thẳng đứng rộng 1,5 m nằm trong thành bể chứa glycerin, với mép trên nằm dưới mặt thoáng 4 m. Tìm hợp lực thủy tĩnh F tác dụng lên cửa van.

d = 4 mH = 2 mb = 1,5 mρ = 1260 kg/m³g = 9,81 m/s²
F = kN
19.Ma sát đường ống và tổn thất cột ápTrung bình
Q = 40 L/sD = 200 mmL = 100 mf = 0,022

Nước chảy với 40 L/s qua một ống dài 100 m, đường kính trong 200 mm. Dùng hệ số ma sát Darcy f = 0,022 và g = 9,81 m/s². Tìm tổn thất cột áp do ma sát hf.

Q = 40 L/sL = 100 mD = 200 mmf = 0,022g = 9,81 m/s²
hf = m
20.Ma sát đường ống và tổn thất cột ápKhó
K = 10Δz = 33 mL = 150 m, D = 200 mm, f = 0,0154× khúc cua (K = 0,3)

Hai bể chứa hở được nối bằng một ống dài 150 m, đường kính trong 200 mm và hệ số ma sát Darcy f = 0,015. Mặt nước của bể trên cao hơn bể dưới 33 m. Các tổn thất cục bộ là lối vào cạnh vuông (K = 0,5), 4 khúc cua (K = 0,3 mỗi khúc), một van (K = 10) và lối ra vào bể thấp hơn (K = 1,0). Dùng g = 9,81 m/s². Tìm lưu lượng Q theo L/s.

Δz = 33 mL = 150 mD = 200 mmf = 0,015Kentrance = 0,5Kbend = 0,3 (×4)Kvalve = 10Kexit = 1,0
Q = L/s
21.Dòng chảy hở (Manning)Trung bình
b = 2 my = 1,8 mn = 0,014, S = 0,004

Một kênh bê tông chưa hoàn thiện hình chữ nhật rộng 2 m. Nước chảy đều sâu 1,8 m. Hệ số Manning n = 0,014 và độ dốc đáy là S = 0,004. Tìm lưu lượng Q theo m³/s.

b = 2 my = 1,8 mn = 0,014S = 0,004
Q = m³/s
22.Dòng chảy hở (Manning)Khó
b = 5 my = 0,5 m1,5 : 1n = 0,03, Q = 1,5 m³/s

Một kênh đất có phủ cỏ hình thang có chiều rộng đáy 5 m và mái dốc 1,5:1 (ngang:đứng) phải tải 1,5 m³/s ở dòng chảy đều với độ sâu 0,5 m. Hệ số Manning n = 0,03. Tìm độ dốc đáy yêu cầu S (theo m/m).

Q = 1,5 m³/sb = 5 my = 0,5 mz = 1,5n = 0,03
S = m/m
23.Máy bơm và công suất bơmTrung bình
PQ = 15 L/sH = 38 m

Một máy bơm có hiệu suất 85% cấp 15 L/s nước (ρ = 1000 kg/m³) ngược với cột áp 38 m. Dùng g = 9,81 m/s². Tìm công suất trên trục Pshaft cần thiết, theo kW.

Q = 15 L/sH = 38 mη = 85%g = 9,81 m/s²
Pshaft = kW
24.Máy bơm và công suất bơmKhó
200 kPa (áp suất dư)PQ = 30 L/sΔz = 11 mL = 500 m, D = 150 mm, f = 0,022, ΣK = 8

Một máy bơm chuyển 30 L/s nước (ρ = 1000 kg/m³) từ một bể hở phía dưới lên một bồn phía trên có mặt nước cao hơn 11 m. Ống dài 500 m, đường kính trong 150 mm và hệ số ma sát Darcy f = 0,022; các hệ số tổn thất cục bộ cộng lại là ΣK = 8 (đã gồm lối vào và lối ra). Dùng g = 9,81 m/s². Bồn phía trên đóng kín và không khí phía trên nước ở áp suất dư 200 kPa. Tìm cột áp H mà bơm phải bổ sung.

Q = 30 L/sΔz = 11 mL = 500 mD = 150 mmf = 0,022ΣK = 8ptank = 200 kPa
H = m
25.Giá trị thời gian của tiềnTrung bình
chu kỳ01211 + EAR = ?22% / 2

Một thẻ tín dụng tính lãi suất danh nghĩa 22% mỗi năm, ghép lãi nửa năm một lần. Tìm lãi suất thực hằng năm EAR theo phần trăm.

r = 22%m = 2
EAR = %
26.Giá trị thời gian của tiềnKhó
tháng0123…288€200€200€200FV = ?

Bạn tiết kiệm €200 vào cuối mỗi tháng trong 24 năm. Tài khoản trả lãi 6% mỗi năm, ghép lãi hằng tháng. Cuối cùng bạn tiết kiệm được bao nhiêu? Tìm FV.

A = €2006% / 12N = 288
FV = €
27.NPV và IRRTrung bình
năm0123−30 0008 0007 0009 000

Một khoản đầu tư €30 000 cho các dòng tiền sau vào cuối các năm 1 đến 3: €8 000, €7 000, €9 000. Chi phí vốn là 15%. Tìm giá trị hiện tại ròng NPV.

r = 15%CF0 = −30 000CF1 = 8 000CF2 = 7 000CF3 = 9 000
NPV = €
28.NPV và IRRKhó
năm01234−50 00014 000+2%+2%+2%r = 12%, NPV = ?

Một dự án tốn €50 000 hôm nay. Dòng tiền của nó là €14 000 vào cuối năm thứ 1 và tăng 2% mỗi năm cho đến dòng tiền cuối cùng vào cuối năm 4. Chi phí vốn là 12%. Tìm giá trị hiện tại ròng NPV.

C0 = €50 000CF1 = €14 000g = 2%n = 4r = 12%
NPV = €
29.Phân phối chuẩnTrung bình
−3−2−10123zvùng tô bóng giữa −z và z = 0,3255

Kéo z sao cho diện tích tô bóng giữa −z và z dưới đường cong chuẩn tắc bằng 0,3255. Tìm z với hai chữ số thập phân.

A = 0,3255
z =
30.Phân phối chuẩnKhó
557085100115130145điểmdưới 70%

điểm IQ tuân theo phân phối chuẩn với giá trị trung bình 100 điểm và độ lệch chuẩn 15 điểm. Kéo ngưỡng sao cho 70% thấp nhất được tô bóng nằm bên trái nó. Tìm ngưỡng x.

μ = 100 điểmσ = 15 điểm70%
x = điểm

3Dung dịch

1.Phản lực gối của dầm

Đáp số: RA = 12,08 kN

Cân bằng tĩnh: một vật đứng yên có ΣFx = 0, ΣFy = 0 và ΣM = 0 quanh mọi điểm. Lấy mômen quanh một gối sẽ loại phản lực của gối đó khỏi phương trình.

P1​ = 10 kNP2​ = 35 kNABRA​RB​4 m0,5 m1,5 m

Sơ đồ vật thể tự do

Thay các gối đỡ bằng phản lực. Gối di động cho một phản lực thẳng đứng; khi chỉ có tải thẳng đứng, gối cố định cũng cho một phản lực thẳng đứng.

Cân bằng

Mômen quanh A, chiều ngược kim đồng hồ là dương. Sau đó cân bằng lực theo phương thẳng đứng.

ΣMA = 0: RB·6 = 10·4 + 35·4,5
RB = 197,5/6 = 32,92 kN
ΣFy = 0: RA = 45 − 32,92 = 12,08 kN

Đáp số

RA = 12,08 kN
2.Phản lực gối của dầm

Đáp số: MA = 348,3 kN·m

Cân bằng của dầm công-xôn: một gối ngàm có thể đẩy lên và còn chống lại sự quay, nên nó cho một phản lực thẳng đứng RA và một mô-men phản lực MA. ΣFy = 0 cho RA, và mô-men đối với tường cho MA = Σ(tải × khoảng cách đến tường). Tải phân bố tác dụng như hợp lực của nó tại trọng tâm của biểu đồ tải.

Hợp lực của tải tam giác

W = ½·4·5 = 10 kN
x̄ = 2L/3 = 3,333 m

Mô-men đối với tường

MA = W·x̄ + P·a = 10·3,333 + 70·4,5 = 348,3 kN·m

Đáp số

MA = 348,3 kN·m
3.Giàn: phương pháp tách nút

Đáp số: thanh CG

Thanh không lực: tại một nút, các lực phải cân bằng theo mọi phương. Nếu một nút không có tải và không có gối tựa, và hai trong ba thanh của nó thẳng hàng, thì cân bằng theo phương vuông góc với đường thẳng đó chỉ liên quan đến thanh thứ ba, nên lực của nó bằng không. Nếu chỉ có hai thanh gặp nhau tại một nút không chịu tải và chúng không thẳng hàng, cả hai đều bằng không.

Nút C

BC và CD nằm trên một đường thẳng và nút không chịu tải. Cân bằng lực theo phương vuông góc với đường thẳng đó chỉ còn lại CG.

ΣF⊥ = 0 → FCG = 0

Kiểm tra bằng phương pháp tách nút

Giải tất cả các nút cho các lực thanh sau (T = kéo, C = nén).

AB: 32,5 kN (T), BC: 45 kN (T), CD: 45 kN (T), DE: 47,5 kN (T), FG: 32,5 kN (C), GH: 47,5 kN (C), AF: 45,96 kN (C), HE: 67,18 kN (C), BF: 12,5 kN (T), CG: 0, DH: 27,5 kN (T), BG: 17,68 kN (C), DG: 3,536 kN (T)

Đáp số

Thanh không lực: CG
4.Giàn: phương pháp tách nút

Đáp số: FAC = 23,44 kN

Phương pháp tách nút: mọi chốt của giàn đều cân bằng, nên ΣFx = 0 và ΣFy = 0 tại mỗi nút. Bắt đầu từ nút có tối đa hai nội lực thanh chưa biết. Kết quả âm nghĩa là thanh chịu nén.

ABBCACACB25 kN25 kNAy​Cy​Ax​

Phản lực gối

Cân bằng của cả giàn. Mômen quanh A, chiều ngược kim đồng hồ là dương.

ΣMA = 0: Cy·4 = 25·1 + 25·4 → Cy = 31,25 kN
ΣFy = 0: Ay = 25 − 31,25 = −6,25 kN
ΣFx = 0: Ax = −25 kN

Nút C

Gối di động chỉ cho phản lực thẳng đứng, nên nút C chỉ có hai nội lực thanh chưa biết. Giả sử cả hai chịu kéo.

sin γ = 4/5 = 0,8, cos γ = 3/5 = 0,6
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −31,25/0,8 = −39,06 kN
ΣFx = 0: −FAC − FBC·cos γ = 0 → FAC = −(−39,06)·0,6 = 23,44 kN

Đáp số

FAC = 23,44 kN (kéo)
5.Lực cắt và mômen uốn

Đáp số: D (x = 6 m)

Mômen uốn lớn nhất: M đổi độ dốc ở bất cứ chỗ nào lực cắt thay đổi, nên các đỉnh của nó nằm nơi lực cắt đi qua không: dưới một tải tập trung, bên trong một tải phân bố, hoặc trên một gối của phần công-xon. Tại ngàm của dầm công-xon, mômen lớn nhất ở chân tường. So sánh độ lớn của M tại những chỗ đó, dù là mômen làm võng hay làm vồng.

Phản lực gối

Lấy mômen quanh một gối tựa, rồi dùng cân bằng lực thẳng đứng.

R1 = 27,5 kN, R2 = 47,5 kN

Mômen uốn tại mỗi điểm đánh dấu

Cộng các mômen của mọi lực ở một phía của mặt cắt. Võng là dương, vồng là âm.

MA = 0, MB = 55, MC = 110, MD = 165 kN·m, ME = 130, MF = 95, MG = 0

Đáp số

Điểm đánh dấu D: MD = 165 kN·m
6.Lực cắt và mômen uốn

Đáp số: E (x = 4 m)

Mômen uốn lớn nhất: M đổi độ dốc ở bất cứ chỗ nào lực cắt thay đổi, nên các đỉnh của nó nằm nơi lực cắt đi qua không: dưới một tải tập trung, bên trong một tải phân bố, hoặc trên một gối của phần công-xon. Tại ngàm của dầm công-xon, mômen lớn nhất ở chân tường. So sánh độ lớn của M tại những chỗ đó, dù là mômen làm võng hay làm vồng.

Phản lực gối

Lấy mômen quanh một gối tựa, rồi dùng cân bằng lực thẳng đứng.

R1 = 25,67 kN, R2 = 87,33 kN

Mômen uốn tại mỗi điểm đánh dấu

Cộng các mômen của mọi lực ở một phía của mặt cắt. Võng là dương, vồng là âm.

MA = 0, MB = −40, MC = −57,33, MD = −80,67, ME = −110 kN·m, MF = −55, MG = 0

Đáp số

Điểm đánh dấu E: ME = −110 kN·m
7.Độ võng của dầm

Đáp số: θA = 0,005357 rad

Độ võng của dầm: độ võng có được bằng cách tích phân độ cong M/(EI) hai lần. Các trường hợp tiêu chuẩn đã được lập bảng, ví dụ PL³/(3EI) cho dầm công xôn chịu tải ở đầu tự do và 5wL⁴/(384EI) cho dầm đơn giản chịu tải phân bố đều toàn nhịp. Độ võng do các tải riêng rẽ cộng lại (xếp chồng). Góc xoay θ = dv/dx là tích phân bậc một của M/(EI); với các đơn vị nhất quán, nó có đơn vị radian.

Đơn vị nhất quán

Làm việc theo N và mm: P theo N, w theo N/mm (kN/m = N/mm), L theo mm, E theo N/mm² (GPa × 1000), I theo mm⁴.

w = 12 N/mm, L = 3000 mm
EI = 2,52 × 10¹² N·mm²

Góc xoay ở đầu

θA = wL³/(24EI) = 12·3000³/(24·2,52 × 10¹²) = 0,005357 rad

Đáp số

θA = 0,005357 rad

Đó là 0,3069°.

8.Độ võng của dầm

Đáp số: RB = 11,25 kN

Độ võng của dầm: độ võng có được bằng cách tích phân độ cong M/(EI) hai lần. Các trường hợp tiêu chuẩn đã được lập bảng, ví dụ PL³/(3EI) cho dầm công xôn chịu tải ở đầu tự do và 5wL⁴/(384EI) cho dầm đơn giản chịu tải phân bố đều toàn nhịp. Độ võng do các tải riêng rẽ cộng lại (xếp chồng). Với dầm siêu tĩnh, hãy bỏ một liên kết thừa và đòi hỏi độ võng tại đó bằng không (điều kiện tương thích).

Bỏ gối chống đi

Khi không có gối chống, dầm là một dầm công-xôn. Đầu tự do của nó sẽ võng dưới tải.

δload = wL⁴/(8EI)

Điều kiện tương thích tại gối chống

Chỉ riêng lực chống RB nâng đầu tự do lên một đoạn RBL³/(3EI). Gối chống giữ B có độ võng bằng không, nên hai độ võng phải triệt tiêu nhau. EI được khử.

RB·L³/(3EI) = wL⁴/(8EI) → RB = 3wL/8 = 3·5·6/8 = 11,25 kN

Đáp số

RB = 11,25 kN
9.Mất ổn định cột

Đáp số: Pcr = 279,8 kN

Mất ổn định Euler: một cột mảnh mất ổn định tại Pcr = π²EI/(KL)², trong đó KL là chiều dài tính toán: K = 1 cho khớp–khớp, 2 cho ngàm–tự do, 0,7 cho ngàm–khớp và 0,5 cho ngàm–ngàm. Cột oằn quanh trục có I nhỏ nhất. Công thức đúng với cột mảnh, có ứng suất tới hạn thấp hơn ứng suất chảy.

Mômen quán tính nhỏ nhất của mặt cắt

Hình chữ nhật oằn quanh trục yếu, dùng kích thước nhỏ hơn lập phương.

Imin = h·b³/12 = 60·50³/12 = 625000 mm⁴

Chiều dài tính toán

KL = 0,7·3000 = 2100 mm

Tải trọng tới hạn

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·625000/2100² = 279751 N = 279,8 kN

Đáp số

Pcr = 279,8 kN
10.Mất ổn định cột

Đáp số: σcr = 197,4 MPa

Mất ổn định Euler: một cột mảnh mất ổn định tại Pcr = π²EI/(KL)², trong đó KL là chiều dài tính toán: K = 1 cho khớp–khớp, 2 cho ngàm–tự do, 0,7 cho ngàm–khớp và 0,5 cho ngàm–ngàm. Cột oằn quanh trục có I nhỏ nhất. Công thức đúng với cột mảnh, có ứng suất tới hạn thấp hơn ứng suất chảy.

Mômen quán tính nhỏ nhất của mặt cắt

Mặt cắt tròn có cùng I đối với mọi trục.

I = πd⁴/64 = π·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Bán kính quán tính và độ mảnh

A = 1257 mm²
r = √(I/A) = √(125664/1257) = 10 mm
KL = 1·1000 = 1000 mm
KL/r = 1000/10 = 100

Ứng suất tới hạn

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·200000/100² = 197,4 MPa

Đáp số

σcr = 197,4 MPa
11.Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắt

Đáp số: Ix = 30,46 × 10⁶ mm⁴

Diện tích ghép: chia mặt cắt thành các hình chữ nhật. Trọng tâm là trung bình có trọng số theo diện tích ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Mômen quán tính của mặt cắt đối với trục đi qua trọng tâm bằng tổng bh³/12 của từng phần và số hạng trục song song A·d², trong đó d là khoảng cách từ trọng tâm của phần đó đến trọng tâm chung. Ứng suất uốn là σ = M·y/I.

Chia thành hai hình chữ nhật

Đo mọi y từ mép dưới.

cánh: Af = 280·30 = 8400 mm², yf = 220 + 30/2 = 235 mm
bụng: Aw = 8·220 = 1760 mm², yw = 220/2 = 110 mm

Trọng tâm

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (8400·235 + 1760·110)/10160 = 213,3 mm

Định lý trục song song

cánh: 280·30³/12 + 8400·(235 − 213,3)² = 4,569 × 10⁶ mm⁴
bụng: 8·220³/12 + 1760·(110 − 213,3)² = 2,59 × 10⁷ mm⁴
Ix = 4,569 × 10⁶ + 2,59 × 10⁷ = 3,046 × 10⁷ mm⁴ = 30,46 × 10⁶ mm⁴

Đáp số

Ix = 30,46 × 10⁶ mm⁴
12.Trọng tâm và mômen quán tính mặt cắt

Đáp số: Ix = 447,4 × 10⁶ mm⁴

Tiết diện có lỗ: coi lỗ là một diện tích âm. Trọng tâm là ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), với A₁, y₁ cho tấm đầy đủ và A₂, y₂ cho lỗ. Với mômen quán tính diện tích quanh trục đi qua trọng tâm, dùng định lý trục song song cho từng phần rồi trừ lỗ: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), trong đó d là khoảng cách từ trọng tâm riêng của mỗi phần đến trục đi qua ȳ. Hình chữ nhật có Ic = bh³/12 và hình tròn có Ic = πd⁴/64.

Trọng tâm

ȳ = (60000·150 − 1200·105)/(60000 − 1200) = 150,9 mm

Tấm đầy đủ quanh ȳ

200·300³/12 + 60000·−0,9184² = 450,1 × 10⁶ mm⁴

Lỗ quanh ȳ

40·30³/12 + 1200·−45,92² = 2,62 × 10⁶ mm⁴

Trừ

Ix = 447,4 × 10⁶ mm⁴

Đáp số

Ix = 447,4 × 10⁶ mm⁴
13.Ứng suất hữu hiệu trong đất

Đáp số: u = 88,29 kPa

Ứng suất hữu hiệu (Terzaghi): khung hạt đất chịu σ′ = σ − u. Ứng suất toàn phần σ là trọng lượng của mọi thứ phía trên điểm đó, Σγ·h, dùng trọng lượng riêng khô phía trên mực nước ngầm và trọng lượng riêng bão hòa phía dưới. Dưới mực nước ngầm, áp suất nước lỗ rỗng là thủy tĩnh: u = γw·(độ sâu dưới mực nước ngầm).

Áp suất nước lỗ rỗng

Áp suất nước tăng theo độ sâu dưới mực nước ngầm.

u = γw·(z − zw) = 9,81·9 = 88,29 kPa

Đáp số

u = 88,29 kPa
14.Ứng suất hữu hiệu trong đất

Đáp số: u = 68,67 kPa

Ứng suất hữu hiệu (Terzaghi): khung hạt đất chịu σ′ = σ − u. Ứng suất toàn phần σ là trọng lượng của mọi thứ phía trên điểm đó, Σγ·h, dùng trọng lượng riêng khô phía trên mực nước ngầm và trọng lượng riêng bão hòa phía dưới. Dưới mực nước ngầm, áp suất nước lỗ rỗng là thủy tĩnh: u = γw·(độ sâu dưới mực nước ngầm).

Áp suất nước lỗ rỗng

Áp suất nước tăng theo độ sâu dưới mực nước ngầm.

u = γw·(z − zw) = 9,81·7 = 68,67 kPa

Đáp số

u = 68,67 kPa
15.Lún cố kết

Đáp số: S = 147,1 mm

Cố kết sơ cấp của một lớp sét dày H, dùng ứng suất hữu hiệu ở giữa lớp: σ′f = σ′0 + Δσ. Sét cố kết thông thường: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Sét quá cố kết nén lại theo Cr đến áp lực tiền cố kết σ′p và chỉ theo Cc sau đó. Thời gian: t = Tv·Hdr²/cv, trong đó đường thoát nước Hdr là H/2 khi nước có thể thoát ở trên và dưới, và H khi chỉ một phía thoát nước.

So sánh với áp lực tiền cố kết

σ′f = 50 + 70 = 120 kPa > 110 kPa

Độ lún

Nén lại đến σ′p, nén nguyên sinh sau đó.

S = 0,05·8/(1 + 0,65)·log₁₀(110/50) + 0,35·8/(1 + 0,65)·log₁₀(120/110)
S = 83,01 + 64,13 = 147,1 mm

Đáp số

S = 147,1 mm
16.Lún cố kết

Đáp số: t = 142,2 ngày

Cố kết sơ cấp của một lớp sét dày H, dùng ứng suất hữu hiệu ở giữa lớp: σ′f = σ′0 + Δσ. Sét cố kết thông thường: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Sét quá cố kết nén lại theo Cr đến áp lực tiền cố kết σ′p và chỉ theo Cc sau đó. Thời gian: t = Tv·Hdr²/cv, trong đó đường thoát nước Hdr là H/2 khi nước có thể thoát ở trên và dưới, và H khi chỉ một phía thoát nước.

Các đường thoát nước

Hdr,lab = 25/2 = 12,5 mm = 0,0125 m
Hdr,field = 2 m

Quy đổi thời gian

t = Tv·Hdr²/cv với cùng T_v và cv ở phòng thí nghiệm và hiện trường.

tfield = 8·(2/0,0125)² = 204800 min
tfield = 204800/1440 = 142,2 ngày

Đáp số

t = 142,2 ngày
17.Lực thủy tĩnh

Đáp số: F = 29,43 kN

Lực thủy tĩnh trên mặt phẳng: F = ρ·g·yc·A. Lực tác dụng tại tâm áp lực, ycp = yc + Ic/(ycA), luôn nằm dưới trọng tâm.

Độ sâu trọng tâm và diện tích

yc = d + H/2 = 0,5 + 1/2 = 1 m
A = H·b = 1·3 = 3 m²
cửa vand = 0,5 mH = 1 mF

Hợp lực

F = ρ·g·yc·A = 1000·9,81·1·3 = 29,43 kN

Đáp số

F = 29,43 kN
18.Lực thủy tĩnh

Đáp số: F = 185,4 kN

Lực thủy tĩnh trên mặt phẳng: F = ρ·g·yc·A. Lực tác dụng tại tâm áp lực, ycp = yc + Ic/(ycA), luôn nằm dưới trọng tâm.

Độ sâu trọng tâm và diện tích

yc = d + H/2 = 4 + 2/2 = 5 m
A = H·b = 2·1,5 = 3 m²
cửa vand = 4 mH = 2 mF

Hợp lực

F = ρ·g·yc·A = 1260·9,81·5·3 = 185,4 kN

Đáp số

F = 185,4 kN
19.Ma sát đường ống và tổn thất cột áp

Đáp số: hf = 0,9089 m

Dòng chảy trong ống: số Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ phân biệt chảy tầng (Re dưới khoảng 2000) với chảy rối (trên khoảng 4000). Ma sát dọc ống gây tổn thất cột áp Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Các phụ kiện, van, lối vào và lối ra gây thêm tổn thất cục bộ hm = ΣK·V²/(2g). Giữa hai mặt thoáng của bể hở, phương trình năng lượng cho Δz = hf + hm, đã tính cả tổn thất lối ra K = 1.

Vận tốc trung bình

A = π·0,2²/4 = 0,03142 m²
V = Q/A = 0,04/0,03142 = 1,273 m/s

Cột áp vận tốc

V²/(2g) = 1,273²/(2·9,81) = 0,08263 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0,022·(100/0,2)·1,273²/(2·9,81) = 0,9089 m

Đáp số

hf = 0,9089 m
20.Ma sát đường ống và tổn thất cột áp

Đáp số: Q = 163,3 L/s

Dòng chảy trong ống: số Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ phân biệt chảy tầng (Re dưới khoảng 2000) với chảy rối (trên khoảng 4000). Ma sát dọc ống gây tổn thất cột áp Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Các phụ kiện, van, lối vào và lối ra gây thêm tổn thất cục bộ hm = ΣK·V²/(2g). Giữa hai mặt thoáng của bể hở, phương trình năng lượng cho Δz = hf + hm, đã tính cả tổn thất lối ra K = 1.

Các hệ số tổn thất

f·L/D = 0,015·150/0,2 = 11,25
ΣK = 0,5 + 4·0,3 + 10 + 1,0 = 12,7

Phương trình năng lượng

Cả hai mặt nước đều thông với không khí và thực tế đứng yên, nên toàn bộ Δz bị mất trong ống.

33 = (11,25 + 12,7)·V²/(2·9,81)
V = √(2·9,81·33/23,95) = 5,199 m/s

Lưu lượng

Q = V·π·D²/4 = 5,199·0,03142 = 0,1633 m³/s = 163,3 L/s

Đáp số

Q = 163,3 L/s
21.Dòng chảy hở (Manning)

Đáp số: Q = 12,11 m³/s

Phương trình Manning (SI): với dòng chảy đều trong kênh hở V = (1/n)·R2/3·S1/2 và Q = A·V, với n là hệ số nhám, S là độ dốc đáy (m/m) và R = A/P là bán kính thủy lực: diện tích dòng chảy chia cho chu vi ướt. Chỉ phần biên tiếp xúc với nước được tính trong P, không tính mặt thoáng. Hình chữ nhật: A = b·y, P = b + 2y. Hình thang có mái dốc z:1 (ngang:đứng): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Ống tròn chảy đầy hoặc đầy một nửa có R = D/4.

Hình học

A = b·y = 2·1,8 = 3,6 m²
P = b + 2y = 2 + 2·1,8 = 5,6 m
R = A/P = 0,6429 m

Vận tốc

V = (1/0,014)·0,64292/3·0,0041/2 = 3,365 m/s

Lưu lượng

Q = A·V = 3,6·3,365 = 12,11 m³/s

Đáp số

Q = 12,11 m³/s
22.Dòng chảy hở (Manning)

Đáp số: S = 0,0007725 m/m

Phương trình Manning (SI): với dòng chảy đều trong kênh hở V = (1/n)·R2/3·S1/2 và Q = A·V, với n là hệ số nhám, S là độ dốc đáy (m/m) và R = A/P là bán kính thủy lực: diện tích dòng chảy chia cho chu vi ướt. Chỉ phần biên tiếp xúc với nước được tính trong P, không tính mặt thoáng. Hình chữ nhật: A = b·y, P = b + 2y. Hình thang có mái dốc z:1 (ngang:đứng): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Ống tròn chảy đầy hoặc đầy một nửa có R = D/4.

Hình học

A = (b + z·y)·y = (5 + 1,5·0,5)·0,5 = 2,875 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 5 + 2·0,5·√(1 + 1,5²) = 6,803 m
R = A/P = 0,4226 m

Giải Manning tìm S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0,03·1,5/(2,875·0,5632) = 0,02779
S = 0,02779² = 0,0007725

Đáp số

S = 0,0007725

Đó là độ hạ 0,7725 m trên mỗi kilômét.

23.Máy bơm và công suất bơm

Đáp số: Pshaft = 6,578 kW

Công suất bơm: công suất truyền cho nước là công suất thủy lực Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Trục phải cung cấp nhiều hơn vì bơm có tổn hao: Pshaft = Ph/ηpump, và động cơ tiêu thụ Pel = Pshaft/ηmotor. Cột áp bơm H suy ra từ phương trình năng lượng: chiều cao nâng tĩnh + cột áp áp suất + mọi tổn thất ma sát và cục bộ.

Công suất thủy lực

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9,81·0,015·38 = 5,592 kW

Công suất trên trục

Pshaft = Ph/η = 5,592/0,85 = 6,578 kW

Đáp số

Pshaft = 6,578 kW
24.Máy bơm và công suất bơm

Đáp số: H = 43,33 m

Công suất bơm: công suất truyền cho nước là công suất thủy lực Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Trục phải cung cấp nhiều hơn vì bơm có tổn hao: Pshaft = Ph/ηpump, và động cơ tiêu thụ Pel = Pshaft/ηmotor. Cột áp bơm H suy ra từ phương trình năng lượng: chiều cao nâng tĩnh + cột áp áp suất + mọi tổn thất ma sát và cục bộ.

Vận tốc

V = Q/A = 0,03/0,01767 = 1,698 m/s
V²/(2g) = 0,1469 m

Các tổn thất cột áp

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (73,33 + 8)·0,1469 = 11,95 m

Cột áp áp suất

p/(ρ·g) = 200000/(1000·9,81) = 20,39 m

Cột áp của bơm

Cả hai mặt nước thực tế đều đứng yên, nên không có số hạng cột áp vận tốc.

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 11 + 20,39 + 11,95 = 43,33 m

Đáp số

H = 43,33 m
25.Giá trị thời gian của tiền

Đáp số: EAR = 23,21 %

Giá trị thời gian của tiền: tiền hôm nay có giá trị hơn cùng số tiền đó ở tương lai, vì nó có thể sinh lãi. Với lãi suất i mỗi kỳ, một khoản tiền tăng theo FV = PV·(1 + i)n. Một chuỗi các khoản thanh toán bằng nhau (niên kim) được định giá bằng cách cộng từng khoản thanh toán, từ đó có các công thức niên kim.

Lãi suất mỗi kỳ

r/m = 0,22/2 = 0,11

Ghép lãi trong một năm

EAR = (1 + 0,11)2 − 1 = 1,232 − 1 = 23,21%

Đáp số

EAR = 23,21%

EAR luôn cao hơn lãi suất danh nghĩa khi lãi được ghép nhiều hơn một lần mỗi năm.

26.Giá trị thời gian của tiền

Đáp số: FV = 128223 €

Giá trị thời gian của tiền: tiền hôm nay có giá trị hơn cùng số tiền đó ở tương lai, vì nó có thể sinh lãi. Với lãi suất i mỗi kỳ, một khoản tiền tăng theo FV = PV·(1 + i)n. Một chuỗi các khoản thanh toán bằng nhau (niên kim) được định giá bằng cách cộng từng khoản thanh toán, từ đó có các công thức niên kim.

Lãi suất tháng và số khoản gửi

i = 0,06/12 = 0,005
N = 12·24 = 288

Giá trị tương lai của các khoản gửi

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 200·(4,206 − 1)/0,005 = €128 223,16

Đáp số

FV = €128 223,16

Bạn tự nộp vào €57 600; phần còn lại là tiền lãi.

27.NPV và IRR

Đáp số: NPV = −11833 €

Giá trị hiện tại ròng: chiết khấu mọi dòng tiền về hiện tại với tỷ suất sinh lời yêu cầu r, rồi cộng lại: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Dự án có NPV > 0 sinh lời nhiều hơn r và tạo thêm giá trị. Tỷ suất hoàn vốn nội bộ (IRR) là tỷ suất tại đó NPV = 0.

Giá trị hiện tại của từng dòng tiền

CF0 = −30 000
CF1/(1 + 0,15)1 = 8 000/1,15 = 6 956,52
CF2/(1 + 0,15)2 = 7 000/1,322 = 5 293,01
CF3/(1 + 0,15)3 = 9 000/1,521 = 5 917,65

Cộng lại

NPV = €−11 832,83

Đáp số

NPV = €−11 832,83

NPV âm, nên dự án sinh lời ít hơn mức yêu cầu.

28.NPV và IRR

Đáp số: NPV = −6307 €

Giá trị hiện tại ròng: chiết khấu mọi dòng tiền về hiện tại với tỷ suất sinh lời yêu cầu r, rồi cộng lại: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Dự án có NPV > 0 sinh lời nhiều hơn r và tạo thêm giá trị. Tỷ suất hoàn vốn nội bộ (IRR) là tỷ suất tại đó NPV = 0.

Giá trị hiện tại của niên kim tăng trưởng

((1,02)/(1,12))4 = 0,6879
PV = 14 000/(0,12 − 0,02)·(1 − 0,6879) = 43 693,27

NPV

NPV = 43 693,27 − 50 000 = −€6 306,73

Đáp số

NPV = −€6 306,73

NPV âm, nên dự án sinh lời ít hơn mức yêu cầu.

29.Phân phối chuẩn

Đáp số: z = 0,42

Từ diện tích trở lại z: Φ(z) là diện tích bên trái z. Với diện tích đuôi trái A, tìm z sao cho Φ(z) = A trong bảng. Diện tích đuôi phải A nghĩa là Φ(z) = 1 − A. Diện tích ở giữa A nằm giữa −z và z để lại (1 − A)/2 ở mỗi đuôi, nên Φ(z) = (1 + A)/2. Với một giá trị x, dùng x = μ + zσ.

Diện tích bên trái z

Φ(z) = (1 + 0,3255)/2 = 0,6628

Đọc bảng z theo chiều ngược lại

Tìm 0,6628 bên trong bảng và đọc ra z.

z = 0,42

Đáp số

z = 0,42
30.Phân phối chuẩn

Đáp số: x = 107,8 điểm

Từ diện tích trở lại z: Φ(z) là diện tích bên trái z. Với diện tích đuôi trái A, tìm z sao cho Φ(z) = A trong bảng. Diện tích đuôi phải A nghĩa là Φ(z) = 1 − A. Diện tích ở giữa A nằm giữa −z và z để lại (1 − A)/2 ở mỗi đuôi, nên Φ(z) = (1 + A)/2. Với một giá trị x, dùng x = μ + zσ.

Diện tích bên trái

Φ(z) = 0,7

z từ bảng

z ≈ 0,52

Trở lại đơn vị ban đầu

x = 100 + 0,52·15 = 107,8 điểm

Đáp số

x = 107,8 điểm

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