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1、-土木工程（建筑结构工程）设计-第 51 页重庆交通大学毕 业 设 计 计 算 书土木工程（建筑结构工程）重庆交通大学土木建筑学院结构工程系二一五年土木建筑学院毕业设计（论文）题 目： 风景区酒店设计 专 业： 建筑结构工程 学 号： 631102060218 学生姓名： 王 珺 琳 指导教师： 王旭 周筠 毕业设计（论文）时间：2015年 3月 6月 共 16 周目录第一章 工程介绍11、工程概况：1第二章 设计数据11、建筑规模12、气象资料13、抗震要求1第三章 设计内容21.设计做法2（1）屋面做法2（2）楼面做法2（3）地面做法2（4）内墙做法2（5）外墙做法3（6）选用材料3 (7
2、) 柱网布置32. 结构选型4（1）截面尺寸4（2）刚度计算6第四章 荷载计算7 1、 恒载计算7（1）屋面恒载7（2）25层楼面恒载7 2、 活载计算7（1）屋面荷载7（2）楼面荷载7（3）梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算8 3 、风载计算84、计算单元及计算简图105 、梁上竖向荷载计算11（1）恒载计算11（2）活荷载计算14（3） 各层梁上的竖向荷载标准值汇总15 6、地震荷载作用计算15(1)重力荷载代表值计算15 （2）水平地震作用标准值计算16第五章 内力计算181、梁柱线刚度汇总182、竖向恒荷载作用下框架内力计算19（1）用分层法计算杆端弯矩19（2）梁端剪力及柱轴力计算28
3、3、 竖向活荷载作用下内力计算29（1）分层法计算杆端弯矩29（2）梁端剪力与柱轴力计算354、 风载作用下的内力计算（D值法）36（1）框架结构侧向刚度计算36（2） 侧移二阶效应的考虑38（3） 框架结构侧移验算39（4） 框架结构内力计算40（5）内力图（单位：弯矩kNm，剪力和轴力kN）425、 地震作用下内力计算43（1）梁柱弯矩和剪力计算43（2）侧向位移计算44（3）内力图（单位：弯矩 kNm，剪力轴力kN。）44第六章 内力组合451、 框架梁内力组合45（1）组合参数45（2）控制截面的选择45（3）框架梁的内力组合452、框架柱内力组合45（1）组合参数45（2） 截面选择
4、46（3） 框架柱的内力组合46第七章 梁柱截面设计471、 梁截面设计47(1)第一层横向框架梁：48(2)第二四层横向框架梁：51(3)第五层横向框架梁：55 （4）梁配筋表582、 框架柱的配筋计算58（1）A轴柱截面配筋计算58（2）B轴柱截面配筋计算60（3）柱斜截面受剪承载力计算61（4）柱配筋表61第八章 基础设计621、边柱独立基础62（1）荷载计算62（2）基地反力验算：63（3）冲剪验算：64（4）基础底面配筋计算65（5）边柱基础配筋图662、 中柱联合基础66（1）荷载计算66（2）基础底面积的确定67（3）高度验算68（4）冲切验算:68（5）基础底板配筋计算69第九
5、章 楼板设计与计算701、屋面板计算70（1）荷载计算70（2） 按弹性理论计算702、楼面板计算71（1）荷载计算71（2）按弹性理论计算71（3）截面设计72第十章 楼梯设计731、楼梯段计算73（1）荷载计算73（2）截面设计732、平台板计算74（1）荷载计算74（2）截面设计743、平台梁计算75（1）荷载计算75（2）内力计算75（3）截面设计75（4）配筋详图76结论77致谢78参考文献：79摘要 本工程为某风景区酒店，主体结构为多层现浇钢筋混凝土框架结构。总建筑面积约为5240，首层层高3.6m，二至五层层高3.3m，建筑层数五层。采用独立基础，室内外高差为0.45m。 本设计
6、综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构酒店的建筑、结构和施工组织设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求。 结构设计密切联系建筑设计，以现有的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容。本工程采用钢筋混挺土框架结构体系（纵横向混合承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载采用分层法计算，水平荷载作用采用D值法计算
7、。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于7度抗震设防区，计算时考虑了抗震的要求。关键词： 建筑设计；混凝土框架结构设计； 抗震设计The project for some public house This project for some office buildings, main body structure for reinforced concrete frame structure. With a total construction area of about for 5240, the first floor height 3.6 m, th
8、e next 3.3m,construction layer five layers. Adopt independent based, indoor and outdoor elevation 0.45m. This design comprehensive use of expertise, according to the requirements of the design plan descriptions of the pubic house of the reinforced concrete structures, the structure and the construct
9、ion organization design. Design process follow after the first building structure based on the order again. Architectural design, the overall planning requirements, according to the building land for construction conditions and base surroundings environment characteristics, the first building plane,
10、 secondly on design, section facade design. Architecture design should meet the use function and plastic arts requirements.Key word：Architectural design; Concrete frame structure design; Seismic design第一章 工程介绍1、工程概况： 本工程建筑面积约为5240，主体层数5层。根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，地质情况较简单，无不良地质现象。基础底面持力层为强风化泥岩，地基承载力特征值为410
11、KPa，可作为天然地基持力层。场地地下水位很低，设计师不考虑地下水位的影响。已知该场地设计地震分组为第一组，抗震设防烈度取为7度，该场地设计基本地震加速度值为0.10g，建筑场地类别为类。 该地区基本风压值0.4KN/m2，地面粗糙度为B度；地处重庆地区不考虑基本雪压值。第二章 设计数据1、建筑规模建筑面积：5240建筑层数：5层结构形式：多层钢筋混凝土框架结构2、气象资料基本风压值：0.4KN/m2 地面粗糙度：B类3、抗震要求 抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级，场地为类第一组，基本地震加速度值为0.10g。第三章 设计内容1.设计做法（1）屋面做法l 三毡四油防水层l 150mm水泥蛭石
12、保温层l 20mm厚水泥砂浆找平层 l 100mm厚钢筋混凝土屋面板l 加吊顶装修l 30mm厚细石混凝土保护层（2）楼面做法l 10mm厚水磨石面层l 100mm厚钢筋混凝土楼板l 加吊顶装修（3）地面做法l 10mm厚水磨石面层l 20mm厚水泥砂浆打底l 素水泥浆结合层一道l 60mm厚C10砼l 素土夯实（4）内墙做法l 20mm厚水泥砂浆抹灰l 2mm厚石灰细纱面层（5）外墙做法l 10mm厚水泥砂浆找平层l 5mm厚水泥砂浆抹灰（6）选用材料l 混凝土：梁板用C30, 柱子用C30l 钢筋：梁柱箍筋和板用HPB300钢筋，纵筋用HRB400钢筋 (7) 柱网布置2. 结构选型 本设
13、计采用钢筋混凝土框架结构，首层3.6m，其余各层3.3m，基础采用独立基础，室外地坪标高为-0.45m，故底层柱子长度为4.05m。计算时将第榀横向框架作为计算框架。（1）截面尺寸 边跨（AB、CD跨） 梁：h=（1/181/10）L=430mm780mm b=（1/31/2）h 取h=600mm，b=300mm 中跨（BC跨） 梁：取h=400mm，b=200mm 边柱（A、D轴） 连系梁：取bh=300mm600mm 中柱（B、C轴） 连系梁：取bh=200mm400mm 强度设计值： C30 （fc=14.3kN/m2,ft=1.43kN/m2）； C25 （fc=11.9kN/m2,f
14、t=1.27kN/m2）。层次混凝土强度等级横梁（b*h）纵梁（b*h）AB、CD跨BC跨1C30300*600200*400300*60025C30300*600200*400300*600 柱截面尺寸根据式估算。重力荷载代表值近似取14KN/。边柱的受荷载面面积积为4.2m3.6m。中柱受荷截面面积为4.2m4.95m。由此可得第一层柱截面面积为： 边柱 =111020 中柱 =152680取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为334mm和391mm。 根据计算，并考虑综合其他因素。本设计中柱截面尺寸取之如下：首层bh=600mm600mm；2至5层bh=500500。 本设计采用钢
15、筋混凝土框架结构，首层3.6m，其余各层3.3m，基础采用独立基础，室外地坪标高为-0.45m，故底层柱子长度为4.05m。计算简图如下图：（2）刚度计算 考虑得到现浇楼板的作用，在求梁截面惯性矩时取：中跨I=2，边跨I=1.5，为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩。 刚度计算如下： 边跨梁： =1.5=1.5=0.00810 E=3.0 E=3.00.0081=243000 =33750 中跨梁： 2=0.00213 E=3.00.00213=63900 =23667 柱： 底 层： 其余层： 第四章 荷载计算 1、 恒载计算 （1）屋面恒载 三毡四油防水层 0.40 KN/m2 150mm水
16、泥蛭石保温层 0.80 KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平 0.02200.40 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 0.10252.5 KN/m2 20mm厚细石混凝土保护层 0.02240.48 KN/m2 V形轻钢龙骨吊顶 0.20 KN/m2 合计 4.78 KN/m2 屋面恒载设计值为： 4.781.2=5.74 KN/m2 （2）25层楼面恒载 瓷砖地面 0.55 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 2.5 KN/m2 V形轻钢龙骨吊顶 0.20 KN/m2 合计 3.25 KN/m2 楼面恒载设计值为： 3.251.2=3.90 KN/m22、 活载计算 （1）屋面荷载 不上
17、人屋面均布荷载标准值 0.7 KN/m2 （2）楼面荷载 楼面活荷载标准值（房间） 2.0 KN/m2楼面活荷载标准值（走廊） 2.5 KN/m2 （3）梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算梁柱可根据截面尺寸、材料密度等计算出单位长度的重力荷载，因计算楼、屋面的永久荷载时，已考虑了板的自重，故在计算梁的自重时，应从梁截面高度中减去板的厚度。内墙为240mm厚水泥空心砖（9.6kN/m2），内墙面为20mm厚抹灰（0.34kN/m2）,则外墙墙面单位面积重力荷载为 9.6*0.24+17*0.02*2=2.98 KN/m2外墙亦为240mm水泥空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5kN/m2），内墙面为20m
18、m厚抹灰（0.34kN/m2），则外墙墙面单位面积重力荷载为 9.6*0.24+0.5+0.34=3.15 KN/m2外墙窗尺寸为2.1m*1.8m，单位面积自重为0.4kN/m2。3 、风载计算该地区基本风压值：=0.40 KN/，k=由于建筑总高度低于30m，故=1.0；对于矩形平面=1.3；地面粗糙度类别取B类，按规范线性插值取用，如下表：层数一层二层三层四层五层高度4.057.3510.6513.9517.251.001.001.051.101.22 则各楼层处的线荷载设计值为： 12层 =4.2（1.01.310.4）1.4=3.06KN/m 3 层 =4.2（1.01.31.050
19、.4）1.4=3.22KN/m 4 层 =4.2（1.01.31.100.4）1.4=3.37KN/m 5 层 =4.2（1.01.31.220.4）1.4=3.74KN/m 换算成作用在各楼层处的集中荷载（各楼层处各取上下相邻层高的一半计） 1 层： =3.06（0.54.05+0.53.3）=11.27 KN 2 层： =3.22（0.53.3+0.53.3）=10.12 KN 3 层： =3.22（0.53.3+0.53.3）=10.63 KN 4 层： =3.37（0.53.3+0.53.3）=11.12KN 5 层： =3.74（0.53.3+0.9）=9.54KN风荷载计算简图：9
20、.5411.1210.6310.1211.274、计算单元及计算简图仍取中间框架进行计算。由于楼面荷载均布分布，所以可取两轴线中线之间的长度为计算单元宽度，计算简图，如下图：因梁板为整体现浇，且各区格为双向板，故直接传给横梁的楼面荷载为楼梯分布荷载（边梁）或三角形分布荷载（走道梁），计算单元范围内的其余荷载通过纵梁以集中荷载的形式传给框架柱。另外，本设计中纵梁轴线与柱轴线不重合，以及悬臂构件在柱轴线上产生力矩等，所以作用在框架上的荷载还有集中力矩。框架横梁自重以及直接作用在横梁上的填充墙体自重则按均布荷载考虑。竖向荷载作用下框架结构计算简图，如下图：5 、梁上竖向荷载计算（1）恒载计算（一）、
21、先计算24层的框架梁线荷载标准值及框架节点集中荷载标准值，计算过程如下： 1、恒载标准值计算 24层框架梁线荷载标准值 瓷砖地面 0.55 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 2.5 KN/m2 V形轻钢龙骨吊顶 0.20 KN/m2 合计 3.25 KN/m2 边跨框架梁及梁侧粉刷 4.84 KN/m 边跨填充墙自重 0.24(3.3-0.6)9.6=6.22KN/m 填充墙粉刷自重 （3.3-0.6)0.02217=1.84KN/m 中跨框架梁及梁侧粉刷 2.21KN/m 非顶层框架梁线荷载： 在上图中，及包括自重和填充墙自重，由此可知： =4.84+6.22+1.84=12.90KN/
22、m =2.21KN/m 、为板自重传给梁的梯形和三角形分布荷载峰值，由计算单元简图可得： =3.25*4.2=13.65kN/m =3.25*2.7=8.78kN/m 楼面框架节点集中荷载标准值 A、D框架梁自重：18.90KN A、D框架梁粉刷：1.43KN 窗自重：2.11.80.4=1.51KN窗下墙体自重：0.240.9(4.2-0.5)9.6=7.67KN窗下墙体粉刷：20.02(4.2-0.5)0.917=2.26KN窗边墙体自重：0.24（4.2-0.5-2.1）1.89.6=6.64KN窗边墙体粉刷：20.02（4.2-0.5-2.1）1.817=1.96KN框架梁传来楼面自重
23、：0.54.22.13.25=24.57KN框架柱子自重：0.50.53.325=20.63KN 框架柱子粉刷：0.5+（0.5-0.24）30.023.317=1.44KN 24层A、D轴结点集中荷载：P1=87.01KNB、C轴框架梁自重：8.4KNB、C轴框架梁粉刷：0.86KN内纵墙自重：（3.3-0.4）0.244.29.6=28.06KN内纵墙粉刷：（3.3-0.4）4.20.02217=8.28KN框架梁传来楼面板自重：0.54.22.13.25=24.57KN 0.54.21.353.25=9.21KN 框架柱自重：20.63KN 框架柱粉刷：（0.5-0.24）0.0243.
24、317=1.17KN 24层B、C轴结点集中荷载：P2=101.18KN（二）、再计算顶层框架梁线荷载标准值及框架节点集中荷载标准值，计算过程如下： 1、恒载标准值计算 屋面框架梁线荷载标准值 三毡四油防水层 0.40 KN/m2 150mm水泥蛭石保温层 0.80 KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平 0.02200.40 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 0.10252.5 KN/m2 20mm厚细石混凝土保护层 0.02240.48 KN/m2 V形轻钢龙骨吊顶 0.20 KN/m2 屋面荷载合计： 4.78 KN/m2 边跨（AB）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/m 梁两
25、侧粉刷 2（0.6-0.1）0.0217=0.34 KN/m合计：4.84KN/m边跨（CD）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/m 梁两侧粉刷：2（0.6-0.1）0.0217=0.34KN/m合计：4.84 KN/m中跨（BC）框架梁自重 0.20.425=2.0 KN/m 梁两侧粉刷：2（0.4-0.1）0.0217=0.21KN/m合计：2.21KN/m顶层框架梁线荷载：=4.84kN/m =2.21kN/m=4.78*4.2=20.08kN/m =4.78*2.7=12.91kN/m屋面框架结点集中荷载标准值1）A、D轴节点集中荷载边柱纵向框架梁自重：0.30.64.225=
26、18.90 KN 边柱纵向框架梁粉刷：0.02（0.6-0.1）24.217=1.43 KN0.9M女儿墙自重：0.94.20.249.6=8.71KN0.9M女儿墙粉刷：20.94.20.0217=2.57KN框架梁传来屋面自重：0.54.22.14.78=36.14KN 顶层A、D轴节点集中荷载：P1=67.75KN2）B、C轴节点集中荷载 中柱纵向框架梁自重：0.20.44.225=8.4KN 中柱纵向框架梁粉刷：0.02（0.4-0.1）24.217=0.86KN 框架梁传来屋面自重：0.54.22.14.78=36.14KN 0.54.21.354.78=13.55KN 顶层B、C轴
27、节点集中荷载：P2=58.95KN（三）、最后计算各层弯矩值、 1、首层弯矩计算 M1=87.01（0.6-0.3）/2=13.05kNm M2=101.18（0.6/2-0.2）=10.12kNm 2、中间层弯矩计算 M1=87.01（0.5-0.3）/2=8.70kNm M2=101.18（0.5/2-0.2）=5.06kNm 3、顶层弯矩计算 M1=67.75（0.5-0.3）/2=6.78kNm M2=58.95（0.5/2-0.2）=2.95Nm（2）活荷载计算 活载作用下由于弯矩很小，相对于恒载作用而言相差很大，故忽略活荷载作用下的弯矩作用。均布线荷载与节点集中荷载的计算如下：（一
28、）屋面活荷载 =24.2=8.4kN/m =22.7=5.4kN/m P1=0.54.22.12=15.12kN P2=0.54.22.12+0.54.21.352=20.79kN（二）楼面活荷载 =24.2=8.4kN/m =22.7=5.4kN/m P1=0.54.22.1=7.56kN P2=0.54.22.1+0.54.21.35=10.40kN（3） 各层梁上的竖向荷载标准值汇总层次恒载活载54.842.2120.0812.9167.7558.956.782.958.45.415.1220.792412.902.2113.658.7887.01101.188.705.068.45.4
29、7.5610.40112.902.2113.658.7887.01101.1813.0510.128.45.47.5610.406、地震荷载作用计算(1)重力荷载代表值计算 作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为： 屋面梁处：GEW=结构和构件自重 楼面梁处：GE1=结构和构件自重 其中结构和构件自重取楼面上下1/2层高范围内（屋面梁处取顶层一半）的结构和构件自重，各质点的重力荷载代表值及质点高度的计算如下：各层荷载为：G5=屋面恒载+屋盖纵横梁自重+屋面下半层的柱及墙体自重+女儿墙自重G屋面板=4.78*17.1*58.8=4806.19kNG女儿墙=0.24*0.9*（17.1+58
30、.8）*2*9.6+0.02*0.9*（17.1+58.8）*2*2*17=407.67kNG柱=0.5*0.5*25*（3.3/2-0.1）*60=581.25kNG梁=0.3*（0.6-0.1）*（7.2-0.5）*25*26+0.4*（0.8-0.1）*（7.2-0.5）*25*4+0.25*（0.5-0.1）*（2.7-0.5）*25*2+0.2*（0.4-0.1）*（4.2-0.5）*25*28+0.2*（0.4-0.1）*（2.7-0.5）*25*13+0.3*（0.6-0.1）*（4.2-0.5）*25*28=1026.90kNG墙=0.24*（1.8-0.6）*（4.2*56+
31、2.7*2+7.2*30）*9.6+0.02*（1.8-0.6）*（4.2*56+2.7*2+7.2*30）*2*17=1634.99kNG5=G屋面板+G女儿墙+G柱+G梁+G墙=4806.19+581.25+407.67+1026.9+1634.99=8457kN同理可得：G4=G3=G2=9695.78kNG1=9935.22kN层数12345Gi（kN）9935.229695.789695.789695.788457Hi（m）4.057.3510.6513.9517.25（2） 水平地震作用标准值计算 7度第一组地震和类场地，。查表可得： =0.31s因为，所以又=40357.63kN
32、 由于T1=0.311.4*Tg，故不考虑顶部附加水平地震作用，结构的总重力荷载为40357.63kN，所以底部剪力为： =3228.61kN各层水平地震作用标准值按下式计算：楼层的地震作用标准值Fi和地震剪力标准值Vi的计算如下表：层次Gi（kN）Hi（m）GiHiFi(kN)Vi(kN)5845717.25145883.25949.79949.7949695.7813.95135256.13880.601830.3839695.7810.65103260.06672.282502.6729695.787.3571263.98463.972966.6419935.224.0540237.64
33、261.973228.6147479.56495901.063228.61第五章 内力计算1、梁柱线刚度汇总由于前面刚度计算时，已经对梁柱的线刚度进行计算，在这里将已经计算好的结果制作成表格的形式简洁明了的表现出来，计算结果如下：梁线刚度（Nmm）类别层次Ec（N/mm2）b*h(mm)I0(mm4)l(mm)ic(Nmm) 边梁153.0*104300*6008.10*10972003.38*1010走道梁153.0*104200*4002.13*10927002.37*1010柱线刚度（Nmm）层次层高（mm）b*h（mm）Ec（N/mm2）Ic(mm4)ic(Nmm)253300500*
34、5003.0*1045.2*1094.7*101014050600*6003.0*10410.8*1098.0*10102、竖向恒荷载作用下框架内力计算 本设计中，因结构和荷载均对称，故去对称轴一侧的框架为计算对象，且中间跨梁取为竖向滑动支座。另外，除底层和顶层的荷载数值略有不同外，其余各层荷载的分布和数值相同。为简化计算，沿竖向取3层框架 计算，其中第1层代表原结构的1层，第2层代表原结构的24层，第3层代表原结构的顶层，计算简图如下图：（1）用分层法计算杆端弯矩（一） 首先计算杆端分配系数。 由于计算简图中的中间跨梁跨长为原跨长的一半，故其线刚度应取原线刚度的2倍。下面计算分配系数：其中S
35、A、SB分别表示边节点和中节点各干的转动刚度之和。第一层： SA=（4.7+8.0+3.38）*1010=16.08*1010 Nmm/rad SB=（3.38+2.37*2+4.7+8.0）*1010=20.82*1010 Nmm/rad 边节点： =4.7/16.08=0.292 =8.0/16.08=0.498 =3.38/16.08=0.210 中节点： =4.7/20.82=0.226 =8.0/20.82=0.384 =3.38/20.82=0.162 =2*2.37/20.82=0.228 第二层： SA=（4.7+4.7+3.38）*1010=12.78*1010 Nmm/ra
36、d SB=（3.38+2.37*2+4.7+4.7）*1010=17.52*1010 Nmm/rad 边节点： =4.7/12.78=0.368 =4.7/12.78=0.368 =3.38/12.78=0.264 中节点： =4.7/17.52=0.268 =4.7/17.52=0.268 =3.38/17.52=0.193 =2*2.37/17.52=0.271 第三层： SA=（4.7+3.38）*1010=8.08*1010 Nmm/rad SB=（3.38+2.37*2+4.7）*1010=12.82*1010 Nmm/rad 边节点： =4.7/8.08=0.582 =3.38/8
37、.08=0.418 中节点： =4.7/12.82=0.366 =3.38/12.82=0.264 =2*2.37/12.82=0.370将上述结果汇总到下表并绘制出已知分配系数的计算简图，如下：分层法中分配系数表层数第一层第二层第三层节点边节点中节点边节点中节点边节点中节点0.2920.2260.3680.2680.4980.3840.3680.2680.5820.3660.1620.1930.2640.2100.2280.2640.2710.4180.370（二）其次计算杆件固端弯矩 1、顶层弯矩 边跨： 固端弯矩 =-4.84*7.22/12-20.08*7.22*(1-2*0.2922+0.2923)/12 =-95.02kNm 其中=2.1/7.2=0.292 中跨： 固 端 =-2.21*1.352/3-5*12.91*1.352/24 =-6.24kNm 滑动端 =-2.21*1.352/6-5*12.91*1.