-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 1
/
Copy pathlaster.py
365 lines (306 loc) · 13.5 KB
/
laster.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
# -*- coding: utf8 -*-
"""Funksjoner for beregning av laster ikke relatert til is/snø på systemet."""
from __future__ import unicode_literals
from kraft import Kraft
from system import Ledning, Loddavspent, Fix, Fastavspent
import math
def laster_mast(i, sys, mast):
"""Beregner last grunnet mastens egenvekt og vindfang, samt differansestrekk.
:param Inndata i: Input fra bruker
:param System sys: Data for ledninger og utligger
:param Mast mast: Aktuell mast
:return: Liste med :class:`Kraft`-objekt for mastens egenvekt
:rtype: :class:`list`
"""
F = []
# Egenvekt
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Mast", type=(0, 0),
f=(mast.egenvekt * mast.h, 0, 0),
e=(0, 0, 0)))
# Vandringskraft (kun dersom masten har én utligger)
if not (i.linjemast_utliggere > 1 or i.siste_for_avspenning or i.fixpunktmast):
e_x_kl = -(i.fh + i.sh / 2)
e_z_kl_vandre = mast.bredde(i.fh) / 2000 # [m]
for temperatur in ["5C", "0C", "-25C", "-40C"]:
T = int(temperatur[0:-1])
delta_T = T - 5
delta_l = abs(delta_T * sys.alpha_kl * i.avstand_fixpunkt)
f_y_kl_vandre = sys.f_z_kl * (delta_l / sys.arm)
F.append(Kraft(navn="Vandringskraft: KL", type=(1, 2),
f=(0, f_y_kl_vandre, 0),
e=(e_x_kl, 0, e_z_kl_vandre),
T=T))
# Vindlast
q_p = i.vindkasthastighetstrykk
# 0: Vind fra mast mot spor
# 1: Vind fra spor mot mast
# 2: Vind parallelt sporet
for vindretning in range(3):
if vindretning < 2:
if i.ec3:
c_f = mast.c_f
q_eff = c_f * q_p * mast.A_ref
else:
if mast.type=="bjelke" or mast.type=="B":
G = 1.0
else:
G = 1.05
C = mast.c_f
q_eff = G * C * q_p * mast.A_ref
if vindretning == 1:
q_eff = -q_eff
F.append(Kraft(navn="Vindlast: Mast", type=(0, 4),
q=(0, 0, q_eff), b=mast.h,
e=(-mast.h/2, 0, 0),
vindretning=vindretning))
else: # Vindretning 3
if i.ec3:
c_f_par = mast.c_f_par
q_eff_par = c_f_par * q_p * mast.A_ref_par
else:
if mast.type == "bjelke":
G = 1.0
else:
G = 1.05
C = mast.c_f_par
q_eff_par = G * C * q_p * mast.A_ref_par
F.append(Kraft(navn="Vindlast: Mast", type=(0, 4),
q=(0, q_eff_par, 0), b=mast.h,
e=(-mast.h/2, 0, 0),
vindretning=vindretning))
# Sorterer til klimauavhengig og klimaavhengig del
F_statisk = [f for f in F if f.statisk]
F_dynamisk = [f for f in F if not f.statisk]
return F_statisk, F_dynamisk
def laster_ledninger(i, sys, mastehoyde):
"""Beregner krefter på masten fra kontaktledningsanlegget.
Krefter som beregnes inkluderer egenvekt av og strekk i samtlige ledninger,
vekt av isolatorer, krefter grunnet ledningsføringens geometri,
fix- og avspenningskrefter inkl. lodd, bardunering samt brukerdefinert last.
Videre beregnes klimaavhengige laster fra snø og is samt
strekk i fastavspente ledninger ved forskjellige temperaturer.
Merk at vandringskraft beregnes i funksjon for øvrige laster fra mast
da torsjonsarmen er avhengig av mastens bredde.
Dersom fastavspent ledning foretas en sjekk av ledningens monteringshøyde
i forhold til mastetopp for å avgjøre om ledningen er
sidemontert (``rad`` = 5) eller toppmontert (``rad`` = 6).
:param Inndata i: Input fra bruker
:param System sys: Data for ledninger og utligger
:param float mastehoyde: Mastehøyde :math:`[m]`
:return: Liste med :class:`Kraft`-objekter
:rtype: :class:`list`
"""
r = i.radius
sms = i.sms
fh, sh = i.fh, i.sh
a1, a2 = i.a1, i.a2
a_mid = Ledning.a_mid
B1, B2 = sys.B1, sys.B2
arm, arm_sum = sys.arm, sys.arm_sum
F = []
e_x_kl = -(fh + sh/2)
e_y_kl = 0
s_kl = sys.strekk_kl
f_z_kl = sys.f_z_kl
# Bidrag dersom siste før avspenning
if i.siste_for_avspenning:
e_y_kl = i.traverslengde
f_z_kl_avsp = s_kl * (arm/a2)
if not i.master_bytter_side:
f_z_kl_avsp = -f_z_kl_avsp
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Utligger til avspenning", type=(0, 0),
f=(sys.utligger["Egenvekt"] * sms, 0, 0),
e=(e_x_kl, e_y_kl, sys.utligger["Momentarm"] * sms)))
F.append(Kraft(navn="Sidekraft: KL til avspenning", type=(1, 1),
f=(0, 0, f_z_kl + f_z_kl_avsp),
e=(e_x_kl, e_y_kl, arm)))
# Bidrag fra n stk. KL/utligger
if i.linjemast_utliggere == 1:
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Utligger", type=(0, 0),
f=(sys.utligger["Egenvekt"] * sms, 0, 0),
e=(e_x_kl, -e_y_kl, sys.utligger["Momentarm"] * sms)))
F.append(Kraft(navn="Sidekraft: KL", type=(1, 1),
f=(0, 0, f_z_kl),
e=(e_x_kl, -e_y_kl, arm)))
else:
n = i.linjemast_utliggere
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Utliggere", type=(0, 0),
f=(n * sys.utligger["Egenvekt"] * sms, 0, 0),
e=(e_x_kl, 0, sys.utligger["Momentarm"] * sms)))
F.append(Kraft(navn="Sidekraft: KL", type=(1, 1),
f=(0, 0, n * f_z_kl),
e=(e_x_kl, 0, arm)))
# Bidrag dersom fixpunktmast
if i.fixpunktmast:
s_fix = sys.strekk_fix
f_z_fix = s_fix * ((a_mid/r) + 2*(arm/a_mid))
if i.strekkutligger and r < 1200:
f_z_fix = s_fix * (-(a_mid/r) + 2*(arm/a_mid))
F.append(Kraft(navn="Strekk: Fixliner", type=(2, 1),
f=(0, 0, f_z_fix), e=(-(fh + sh), 0, sms)))
# Bidrag dersom fixavspenningsmast
if i.fixavspenningsmast:
s_fix = sys.strekk_fix
z = arm + B1 + B2
f_z_fix = s_fix * (0.5 * (a_mid/r) + (z/a_mid))
if not i.strekkutligger and r < 1200:
f_z_fix = s_fix * (-0.5 * (a_mid/r) + (z/a_mid))
F.append(Kraft(navn="Strekk: Fixline", type=(2, 1),
f=(0, s_fix, f_z_fix), e=(-(fh + sh), 0.15, 0)))
# Avspenningsbardun
if i.avspenningsbardun:
F.append(Kraft(navn="Strekk: Avspenningsbardun", type=(4, 1),
f=(s_fix/math.tan(math.radians(40)), -s_fix, -f_z_fix), e=(-(fh + sh), -0.15, 0)))
# Bidrag dersom avspenningsmast
if i.avspenningsmast:
z = arm + B1 + B2
f_z_kl_avsp = s_kl * (0.5 * (a_mid/r) + (z/a_mid))
if not i.strekkutligger and r < 1200:
f_z_kl_avsp = s_kl * (-0.5 * (a_mid/r) + (z/a_mid))
F.append(Kraft(navn="Strekk: Avspenning KL", type=(3, 1),
f=(0, s_kl, f_z_kl_avsp), e=(-(fh + sh), 0.15, 0)))
# Avspenningsbardun
if i.avspenningsbardun:
F.append(Kraft(navn="Strekk: Avspenningsbardun", type=(4, 1),
f=(s_kl/math.tan(math.radians(40)), -s_kl, -f_z_kl_avsp),
e=(-(fh + sh), -0.15, 0)))
# Avspenningslodd
utvekslingsforhold = 3
if sys.navn == "35":
utvekslingsforhold = 2
s_avsp = (s_kl) / utvekslingsforhold
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Avspenningslodd", type=(3, 0),
f=(s_avsp, 0, 0), e=(e_x_kl, 0, 0)))
# Bidrag fra brukerdefinert last og vindfang
if i.brukerdefinert_last:
F.append(Kraft(navn="Egenvekt: Brukerdefinert lastvektor", type=(7, 0),
f=(i.f_x, i.f_y, i.f_z),
e=(-i.e_x, i.e_y, i.e_z)))
# 0: Vind fra mast mot spor
# 1: Vind fra spor mot mast
# 2: Vind parallelt sporet
for vindretning in range(3):
q_p = i.vindkasthastighetstrykk
if vindretning < 2:
if vindretning == 1:
q_p = -q_p
f_z_vind = q_p * i.a_vind
F.append(Kraft(navn="Vindlast: Brukerdefinert vindfang", type=(7, 4),
f=(0, 0, f_z_vind),
e=(-i.e_x, i.e_y, i.e_z),
vindretning=vindretning))
else: # vindretning = 3
f_y_vind = q_p * i.a_vind_par
F.append(Kraft(navn="Vindlast: Brukerdefinert vindfang", type=(7, 4),
f=(0, f_y_vind, 0),
e=(-i.e_x, i.e_y, i.e_z),
vindretning=vindretning))
for ledning in sys.ledninger:
n = ledning.n
L = ledning.L
temperaturdata = ledning.temperaturdata
if isinstance(ledning, Loddavspent):
rad = 1
elif isinstance(ledning, Fix):
rad = 2
elif isinstance(ledning, Fastavspent):
rad = 5 if abs(ledning.e[0])<mastehoyde else 6
# Egenvekt snøfri line inkl. bidrag til
# normalkraft dersom ulik høyde mellom nabomaster
f_x_ledn = n * (ledning.G_0 * L + ledning.isolatorvekt)
f_x_ledn += n * ledning.s * (i.delta_h1/a1 + i.delta_h2/a2)
egenvekt = Kraft(navn="Egenvekt: {}".format(ledning.type),
type=(rad, 0), f=(f_x_ledn, 0, 0),
e=ledning.e)
F.append(egenvekt)
# Klimaavhengige laster
for temperatur in temperaturdata:
T = int(temperatur[0:-1])
# Egenvekt snø på ledning
if T <= 0 and not ledning.type=="Hengetråd":
if i.ec3:
G_sno = 2 + 0.5 * 1000 * ledning.d
else:
G_sno = sys.G_sno_tung if T == 0 else sys.G_sno_lett
f_x_sno = n * G_sno * L
snolast = Kraft(navn="Snølast: {}".format(ledning.type),
type=(rad, 3), f=(f_x_sno, 0, 0),
e=ledning.e, T=T)
F.append(snolast)
if isinstance(ledning, Fastavspent):
# Strekklast tagges som temperaturlast dersom ekstremtemperatur
etasje = 1 if T > -40 else 2
s = temperaturdata[temperatur]["s"]
s_diff = temperaturdata[temperatur]["s_diff"]
# Sidekraft
f_z_side = n * s * L / r
if not i.strekkutligger:
f_z_side = -f_z_side
if i.master_bytter_side:
f_z_side += n * s * ((sys.arm + 2 * ledning.e[2]) / L)
sidekraft = Kraft(navn="Sidekraft: {}".format(ledning.type),
type=(rad, etasje), f=(0, 0, f_z_side),
e=ledning.e, T=T, s=n*s)
F.append(sidekraft)
# Differansestrekk
if abs(s_diff) > 0:
f_y_diff = n * s_diff
differansestrekk = Kraft(navn="Differansestrekk: {}".format(ledning.type),
type=(rad, etasje), f=(0, f_y_diff, 0),
e=ledning.e, T=T)
F.append(differansestrekk)
# Vindlast
q_p = i.vindkasthastighetstrykk
D = ledning.temperaturdata[temperatur]["D"]
if i.ec3:
c_f = 1.1
q_eff = c_f * q_p
else:
if isinstance(ledning, Loddavspent):
G_C = 0.75
else:
G_C = 1.0
C_C = 1.0
q_eff = G_C * C_C * q_p
# 0: Vind fra mast mot spor
# 1: Vind fra spor mot mast
# Ingen vindlast på ledninger ved vind parallelt spor
for vindretning in range(2):
if vindretning == 1:
q_eff = -q_eff
f_z_vind = n * q_eff * D * ledning.L
F.append(Kraft(navn="Vindlast: {}".format(ledning.type),
type=(rad, 4), f=(0, 0, f_z_vind), e=ledning.e,
T=T, vindretning=vindretning))
# Sorterer til klimauavhengig og klimaavhengig del
F_statisk = [f for f in F if f.statisk]
F_dynamisk = [f for f in F if not f.statisk]
return F_statisk, F_dynamisk
def ulykkeslast(i, sys, T):
"""Beregner ulykkeslast (torsjon) dersom brudd i én av to KL.
:param Inndata i: Input fra bruker
:param System sys: Data for ledninger og utligger
:param float T: Torsjonsmoment før påføring av ulykkeslast
:return: Ulykkeslast
:rtype: :class:`Kraft`
"""
F = []
r = i.radius
fh, sh = i.fh, i.sh
a1, a2 = i.a1, i.a2
a_mid = (a1 + a2) / 2
B1, B2 = sys.B1, sys.B2
arm = sys.arm
s_kl = sys.strekk_kl
f_z_kl = s_kl * (a_mid / r + (B2 - B1) / a1 + (B2 - B1) / a2)
if not i.strekkutligger:
f_z_kl = -f_z_kl
f_z_kl_avsp = 0
if i.siste_for_avspenning:
f_z_kl_avsp = s_kl * (arm / a2)
if not i.master_bytter_side:
f_z_kl_avsp = -f_z_kl_avsp
f_z_ulykke = max(abs(T + f_z_kl), abs(T + f_z_kl + f_z_kl_avsp))
F.append(Kraft(navn="Sidekraft: KL (ulykke)", type=(1, 1),
f=(0, 0, f_z_ulykke), e=(-(fh + sh / 2), i.traverslengde, arm)))
return F