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1、混凝土结构课程设计任务书单层厂房房设计1、设计计资料（1）、平面图和剖剖面图：某金工车车间为两跨跨等高厂房，跨度均为18m,柱距均为6m，车间间总长度为72m。每跨设设有200/50kkN吊车各两两台，吊车工工作级别别为A55级，轨顶标标高为77.8mm，柱顶标高为100.5m。车间间平面图图和剖面面图分别别见如下下图示。厂房剖面面图（2）、建筑构造：屋面：SSBS 卷材防防水保温温屋面维维护结构构：2440mm厚双面粉刷围围护砖墙墙门窗：纵墙窗窗3.6m*4.2m(低窗)，3.6m*1.8m(高窗)基础：室室内外高高差00.15m，基基顶标高高1.0m，素混凝土土地面(3)、自然条条件：建筑
2、地点点：衡阳阳，无抗抗震设防防要求基基本风压压：0.4kN/地面粗糙糙度为BB类基本本雪压：0.335kNN/地地质条件件：修正正后的地地基承载载力特征征值为1100kkN/300kkN/(4)、材料：混凝土：柱混凝土土C255C330，基础C25钢筋：钢钢筋等级为为级或级（5）、组合系数：活荷载组组合值系系数c=00.7；风荷荷载组合值系系数取00.6。厂房平面面图2、设计计要求：（1）、排架内力力，设计计柱子及及基础，整理并并打印计计算书一一份。（2）、施工图一一份（结结构设计计说明，屋盖柱柱网及基基础布置置图，柱柱及基础础等配筋筋图。）3、设计计期限：两周4、参考考资料：（1）、混凝土结
3、结构设计计规范（GB5500110-20002）（2）、荷载规范范（GBB500009-20001）（3）、基础设计计规范（GB550007-20002）（4）、混凝土结结构设计计原理（5）、屋面板（G410）、屋屋架（GG4155）、吊吊车梁（G4426）、基础础梁（GG3200）、柱间支撑撑（G3326)等。摘要：单单层工业厂房是形式简单的建筑结构物之一。单层工业厂房设计的主要任务务是排架柱柱和基础设设计及配筋筋计算。首首先要充分分了解设计计任务，并根据相相关资料选择择合适的构构件和确定定柱网、基基础的平面面布置，然然后对构件进行内内力分析、内内力组合进进而设计截截面、选择择配筋并写写出计
4、算书书，最后根据规范范绘制施工图图和注写图图纸说明。主要计算算内容是排排架内力的的分析计算与组组合。关键词：排架柱柱基础计算书内内容一、结构构方案及主要要承重构件件选型根据厂房房跨度，柱顶高高度及吊吊车起吊吊量大小小，本车间间采用钢钢筋混凝凝土排架架结构，结构平平面图如如图一所所示：图一、厂厂房结构构布置图图为了保保证屋盖盖的整体体性和空空间刚度度，屋盖采采用无檩檩体系，根据厂房具具体条件件柱间支支撑设置置如图二二所示：图二、厂厂房平面面和柱间间支撑布布置图厂房各主主要构件件选型见见下表构件名称称标准图集集选用型号号重力荷载载标准值容许荷载载预应力混混凝土屋屋面板G4100（一）1.5*6mY
5、WB-3（中间跨跨）YWB-3s(端跨)1.5KKN/(包含灌灌缝重)3.655KN/预应力混混凝土折线线型屋架G4155（一）YWJ118-2-Aaa69KNN/榀0.055KN/(屋盖钢钢支撑)4.5KKN/mm预应力卷卷材防水天天沟板G4100（三）TGB668-11.911KN/钢筋混凝凝土吊车车梁04G3323(二)DL-99Z（中间间跨）DL-99B（边跨跨）39.55KN/根40.88KN/根吊车轨道道及轨道连连接构件04G3325DGL-100.8KKN/mm钢筋混凝凝土基础础梁04G3320JL-11（5.5514.5m整体）JL-33(5.518.0m有窗)16.11KN/
6、根预埋件04G3362详见施工工图5.244KN/柱间支撑撑05G3336详见施工工图由图一知知柱顶标标高100.5m，牛腿腿顶面标标高6.6m，室内地地面至基基础顶面面的距离离为1.0m.，则计计算简图图中柱的的的总高度度H、下柱柱高度HHl 和上上柱高度度Hu 分别别为：H=100.5+1.00=11.55mHl=6.6+11.0=7.66mHu=11.55-7.6=3.9m根据柱的的高度、吊车起起重量及工工作级别别等条件件，可由表2.4.22并参考表表2.4.44确定柱柱截面尺尺寸见下下表：计算参数数柱号截面尺寸寸/mm面积/mmm2惯性矩/mm44自重/(KN/m)A，C上柱矩4000
7、*40001.6*105521.33*10084.0下柱4000*8000*1100*15001.7775*1105143.8*11084.444B上柱矩4000*60002.4*105572*11086.0下柱4000*8000*1100*15001.7775*1105143.8*11084.444本例仅取取一榀排排架进行行计算，计算单单元和计计算简图图如下图图三所示示：图三、排排架计算算简图二、荷载载计算1.恒载载（1）、屋盖恒载SBS 防水卷卷材0.25KN/20mmm 厚水水泥砂浆找找平层220KNN/*0.02m=0.40 KN/20330mm厚挤塑板板保温层层0.10KNN/20m
8、mm 厚水水泥砂浆找找平层220KNN/*0.02m=0.40 KN/预应应力混凝凝土屋面面板屋面面板（包包含灌缝缝重）11.500 KNN/屋屋盖钢支支撑0.05KN/共计：22.70KNN/屋架重力力荷载为为69KN/榀，则作用用于柱顶顶的屋盖盖结构重重力荷载载设计值值为：G1=11.2*（2.770 KKN/*6m*18/269/2）=2166.366 KNN (22)、吊吊车梁及及轨道重重力荷载载设计值值G3=11.2*（39.5 KKN0.8 KN/m*6m）=53.16KN (3)、柱自重重重力荷荷载设计计值A，C柱柱：上柱柱：G4A=G4C=1.2*44KN/m*3.9m=18.
9、72KKN下柱：GG5A=G5C=1.2*44.44KNN/m*7.6m=40.49KKN BB柱：上上柱：G4B=1.2*66KN/m*3.9m=28.08KN下柱：GG5B=1.2*44.44KN/m*7.6m=40.49KN各项恒载载作用位位置如图图四所示示图四、荷荷载作用用位置图图（单位位：KNN）2.屋面面活荷载载屋面活荷荷载标准值值为0.5KN/，雪荷载标准准值为00.355KN/，后者小于于前者，故按屋屋面活荷荷载计算算。作用用于柱顶顶的屋面面活荷载载设计值值为：Q1=11.4*00.5KN/*6m*18/22=377.8KNN Q11 的作作用位置与G1 作用用位置相相同，如如
10、图四所所示3.风荷荷载风荷载标标准值按按式（2.5.2）计算，其中w0=0.4KNN/m2，z1.0, z根据厂厂房各部部分标高高（图一一）及B类地面粗粗糙度由由附表55.1确确定如下下：柱顶（标标高100.5000m）z=1.0144 檐口口（标高高12.1500m）z=1.0622 屋顶顶（标高高13.4455m）z=1.0966 风荷荷载体型型系数如如下图五五（a）所示示(a)(b)图五、风风荷载体体型系数数及排架架计算简简图s如图图所示，由式（2.5.2）可得得作用于排架架简图（b）上迎迎风面和背背风面的的风荷载载设计值值为：qq11.4*ww1k*6.01.44zs1z w0*6.0
11、1.44*1.0*00.8*1.0144*0.4*66.02.7266 KN/q21.4*ww2k*6.01.44zs2z w0*6.01.44*1.0*00.4*1.0144*0.4*66.01.3633KN/FWQ(s1s2zh1(s33s4zh2zw0B1.44*(0.80.44) *1.0062*1.65m(0.60.55) *1.0096*1.2295m *1.0*00.400*66.559KNN4.吊车车荷载由表2.5.11 可得2000/500KN吊车车的参数数为：BB5.665m，K4.40m，g75KN，Q200KNN，Fp,max1955KN，Fp,min30KKN。根据B
12、及K，可算得得吊车梁梁支座反反力影响响线中各各轮压对对应点的的竖向坐坐标值，如图六六所示。（1）吊吊车竖向向荷载参照书上上公式（2.5.4）和（2.5.5）可得吊吊车竖向向荷载设设计值为为：Dmax=QFp,maxyi=1.4*1195KKN*(10.77920.2670.058)=5777.94KKN DDmin=QFp,minyi=1.4*330KN*(10.77920.2670.058)=88.91KN（2）吊吊车横向向水平荷荷载图六、吊吊车荷载载作用下下支座反反力影响响线作用于每每一个轮轮子的吊吊车横向向水平制制动力参参照式（2.5.6）计算，即T=1 (Q +g)=1/4*00.1*
13、(200KN75KN)=66.8775KN4作用于排排架柱上上的吊车车横向水水平荷载载设计值值参照式式（2.5.7）计算算，即Tmaxx=QTyi=1.4*66.875*2.117=20.38KKN三、排架架内力分析该厂房为为两跨等等高排架架，可用用剪力分分配法进进行排架架内力分分析。柱柱的分配配系数参参照书上上公式（2.6.16）计算算，计算算结果见见下表。柱别n=Iuu/Il=Huu/HC0=33/11+3(1/n1)=H33/C0EIli=(1/i)/(1/i)A,C柱柱n=0.148=0.3400C0=22.4446 =0.284*1010H3/EACA=C=0.3155B柱n=0.5
14、01=0.3400C0=22.8887=0.2411*10010H3/EBB=00.37701.恒载载作用下下排架内内力分析析恒载作用用下排架架的计算算简图如如图七所所示。图图中的重重力荷载载G及力矩矩M是根据图图四确定定的，即即：G1=GG1=2166.36KN；G2=G3G4A=53.16KN18.72KNN=711.88KKNG3=GG5A=40.49KN；G4=2G1=2*2216.36KN=4332.772KNNG6=GG5B=400.499KN；G5=G4B2G3=288.088KN2*553.16KN=1334.40KNM1=GG1e1=2166.36KNN*0.05m=10.8
15、2KNmM2=(G1G4A)e0G3e3=(2116.336KNN18.72KN) *0.22m53.16KN*0.35m=28.41KKNm由于图七七所示排排架为对对称结构构且作用用对称荷荷载，排架结结构无侧侧移，故各柱柱按柱顶顶不动铰铰支座计计算内力。柱顶顶不动铰铰支座范范例Ri 可根根据教材表表2.55.2所所列公式式计算。对于AA、C柱，n=0.148，=0.340，则31;22(1;1)n31;2C1 =21:3(1;1)=2.0377C3 =21:3(1;1)=1.0822nn13M1M22RA =C +C =(110.882 KKNm*2.037+28.41KNm*1.082)/
16、11.55m=4.59KNNHHRC=4.59KNN本题中RRB=0。求求得Ri 后，可用用平衡条条件求出出柱各截截面的弯弯矩和剪剪力。柱柱各截面面的轴力力为该截截面以上上重力荷荷载之和和，恒载载作用下下排架结结构的弯弯矩图和和轴力图图分别见见下图。图七、恒恒载作用用下排架架内力图图2.屋面面活荷载载作用下下排架内内力分析析（1）AAB跨作作用屋面面活荷载载排架计算算简图如如图八所所示。其其中Q1=50.44KN，它在柱柱顶及变变阶处引引起的力力矩为：MIA=337.88*0.05=1.89KNmM2A=37.8*00.255=9.45KKNmM1B=377.8*0.115=5.67KNm。对
17、于于A 柱，C1=2.037，C3=1.0822，则RA =M1AC +1HM2AC =(1.89KKNmm*2.0377+9.45KKNm*1.082)/11.55m=1.22KNN()3H对于B柱柱，n=0.5501，=0.3340，则31;22(1;1)n1C1 =21:3(1;1)=1.6100nRB =M1BC=5.67KNNm*1.6110/11.55m=0.79KKN()H则排架柱柱顶不动动铰支座座总反力力为：R=RAA+RB=1.22KN+0.79KN=22.01KNN()将R反向向作用于于排架顶顶，由书书上公式式(2.5.15)计算相应应的柱顶顶剪力，并与柱柱顶不动动铰支座座
18、反力叠叠加，可可得屋面面活荷载载作用于于AB跨时时的柱顶剪力力，即VA=RRA-A*R=1.22KN-0.314*22.01KKN=0.59KNN() VB=RB-B*R=0.79KN-0.371*22.01KKN=-0.005KNN() VC=-C*R=-0.3144*2.01KKN=-0.63KNN()排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图及及柱底剪剪力如图图八所示示图八、AAB跨作作用屋面面活荷载载时排架架内力图图（3）BBC跨作作用屋面活荷荷载由于结构构对称，且BC跨与AB跨作作用荷载载相同，故只需需将图八八中内力力图的位位置及方方向调整整一下就就可，如下图图九所示示图九、BBC跨作作用屋面活
19、活荷载时时排架内内力图3.风荷荷载作用用下排架架内力分分析（1）左左吹风时时计算简图图如图十十所示。对于AA、C柱，n=0.148，=0.340，由表2.5.22 得：31:44(1;1)nC1 =81:3(1;1)=00.3229nRA=-q1*H*C11=-22.7226KNN/m*11.55m*0.329=-10.31KN()RC=-q2*H*C11=-11.3663KNN/m*11.55m*0.329=-5.22KKN()R=RAA+RB+FW=-110.31KN-5.16KN-6.59KKN=-22.066KN()各柱顶剪剪力分别别为：VA=RRA-A*R=-110.31KN-0.3
20、144*222.06KN=-3.38KNN()VB=-B*R=-0.3711*222.066KN=8.188KN()VC=RRC-C*R=-5.16-0.3314*22.06KN=1.77KKN()排架内力力如图十十所示图十、左左吹风时时排架内内力图（2）右右吹风时时计算简图图如图十十一所示示。将图图十所示示A，C柱内力力图对换换且改变变内力符符号后可可得，如如图十一一所示。图十一、右吹风风时排架架内力图图4.吊车车荷载作作用下排排架内力力分析（1）DDmax 作用于于A 柱计算简图图如图十十二所示示。其中中吊车竖竖向荷载载Dmax，Dmin在牛牛腿顶面面处引起起的力矩矩为：MMA=Dmax*
21、e3=5777.94KN*0.35m=202.28KKNm MB=Dmin*e3=88.91KKN*00.755m=66.68 KNm对于A 柱，C3=1.0082，则A3R =MA C =-2202.28 KNm*1.082/11.5m=-19.03KN()H对于B柱柱，n=0.5501，=0.3340，由表22.5.22得：31;2C3 =21:3(1;1)=1.2777nRB =MB C =66.68KNm*1.2777/11.5m=7.40KNN()3HR=RAA+RB=-119.003KNN+7.40KKN=-11.663KN()排架各柱柱顶剪力力分别为为：VA=RRA-A*R=-1
22、19.03KN+0.3144*11.663KN=-15.388KN() VB=RB-B*R=7.40KN+0.3711*11.663KN=11.71KNN() VC=-C*R=0.3144*11.63KNN=3.65KKN()排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图及及柱底剪剪力值如如图十二二所示图十二、Dmax 作用用在A 柱时排架架内力图图（2）DDmax 作用在在B柱左计计算简图图如图十十三所示示。MA、MB计算如如下：MA=DDmin*e3=88.91KN*0.35m=31.12KKNmMB=DDmax*e3=5777.944KN*0.75m=433.46 KNm柱顶不动动铰支座座反力RRA，R
23、B 及总总反力RR分别为：A3R =MA C =-331.122 KNNm*1.082/11.5m=-2.93KNN()HRB =MB C =433.46KKNmm*1.277/11.5m=48.13 KN()3HR=RAA+RB=-2.93KN+488.133KN=445.200KN()各柱顶剪剪力分别别为：VA=RRA-A*R=-22.93KKN-0.3144*455.200KN=-17.122KN() VB=RB-B*R=48.13KNN-0.3711*455.200KN=31.36KNN() VC= -C*R=-0.3144*455.200KN=-14.199KN()排架各柱柱的弯矩矩
24、图、轴轴力图及及柱底剪剪力值如如图十三三所示。图十三、Dmax作用在在B柱左时排排架内力力图（3）DDmax 作用在在B柱右根据结构构对称性性及吊车车吨位相相等的条条件，内内力计算算与Dmax 作用在在B柱左的情况况相同，只需将将A，C柱内力力对换并改改变全部部弯矩及及剪力图图，如图图十四所所示。图十四、Dmax 作用用在B柱右时排排架内力力图（4）DDmax 作用在在C柱同理，将将Dmaxx 作用用在C柱的情况况的A，C柱内力力对换，并注意意改变符符号，可可求得各各柱内力力，如下下图十五五所示。图十五、Dmax 作用用在C柱时排架架内力图图（5）TTmax 作用于于AB跨柱柱当AB跨跨作用吊
25、吊车横向向水平荷荷载时，排架计计算简图图如图十十六所示示。对于A 柱，n=0.1148，=0.3340，由表22.5.33得a=(3.9m-1.2m)/33.9m=0.692，则52;3aa:3(2+a)(1a)2;(2;3a)C =n=0.557721:3(1;1)nRA=-Tmax*C5=-220.338KNN*0.5577=-111.35KN()同理，对对于B柱，n=0.5501，=0.3400，a=00.6992, C5=0.6344，则RB=-Tmax*C5=-20.388KN*0.6634=-12.93KN()排架柱顶顶总反力力R为：R=RAA+RB=-111.335KNN-12.
26、93KKN=-24.288KN()各柱顶剪剪力为：VA=RRA-A*R=-111.355KN+0.3314*24.28KN=-3.73KNN() VB=RB-B*R=-122.93KN+0.3711*244.28KNN=-3.92KN() VC= -C*R=0.3144*244.28KN=77.62KKN()排架各柱柱的弯矩矩图及柱柱底剪力力值如图图十六所所示。当当Tmax 方向相反反时，弯弯矩图和和剪力只只改变符符号，方方向不变变。图十六、Tmax作用在在AB跨时时排架内内力图（6）TTmax作用用在BCC跨柱由于结构构对称及及吊车吨吨位相等等，故排排架内力力计算与与Tmax作用用在BC跨柱
27、的情况况相同，仅需将将A柱与C柱柱的内力对对换，如如图十七七所示。图十七、Tmax作用在在BC跨时排排架内力力图四、内力力组合下表给出出各柱的的内力组组合。其中表11.1为为A 柱内内力设计计值汇总总表，表表1.22为为A 柱内内力组合合值表。表2.1为B柱内力力设计值值汇总表表，表22.2为为B柱内力力组合值值表。内内力组合合按公式式（2.5.19）（2.55.211）计算算。表1.11A柱内力力设计值值汇总表表柱号及正正向内力力荷载类别别恒载屋面活载载吊车竖向向荷载吊车水平平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨Dmaxx 作用用在A 柱柱Dmaxx 作用用在B柱左左Dmaxx 作用用在B柱右
28、右Dmaxx 作用用在C柱Tmaxx 作用用在AB跨跨Tmaxx 作用用在BC跨跨左风右风序号1234567891011-M7.0880.4112.466-59.98-66.7755.334-142249.99129.727.555-17.27N235.0837.88000000000-M-21.33-9.0042.466142.30-35.6555.334-14.249.99129.727.555-17.27N288.2437.880577.9488.991000000-M13.555-4.5567.25525.441-1655.766163.19-41.981366.4587.63141.
29、39-1100.488N328.7337.880577.9488.991000000V4.5990.5990.633-15.38-17.1214.119-3.66516.657.66227.997-17.44注:M（单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）表1.22A 柱内内力组合合表截面+Mmaax 及及相应NN，V-Mmaax 及及相应NN，VNmaxx 及相相应M，VNminn及相应应M，V-M1 +0.9*2 +3 +0.9*(6+9 )+1085.3361 +0.9*0.8*(5+7 )0.9*9 +11-90.861 +0.9*2 +3 +0.9*6 54.449
30、1 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+1084.999N269.10235.08269.10235.08-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*9 +10154.051 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*9 +11-1055.0001 +0.9*4106.741 +0.9*0.9*(6 +9 )+111-72.48N704.36386.28808.39288.24-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10393.641 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-3500.0881 +0.9*436.4421 +0.9*3 +0.9*(
31、6+9 )+10350.49N744.85426.77848.88328.73V42.996-39.02-9.22548.000MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/11.4282.791 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/11.4-2488.4551 /1.2+0.9*4 /1.427.6631 /1.2+0.9*3 +0.9*(6+9 )+10/11.4251.96NK571.17343.97645.47273.94VK31.223-27.32-6.00634.883注:M（单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为K
32、NN）柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨D作用在A 柱D作用在B柱左D作用在B柱右D作用在C柱T作用在AB跨T作用在BC跨左风右风序号1234567891011-M0-5.875.8745.67122.30-122.30-45.679.179.1731.90-31.90N460.8037.837.800000000-M0-5.875.87-20.91-311.16311.1620.919.179.1731.90-31.90N567.1237.837.888.91577.94577.9488.910000-M0-6.256.2568.09-7
33、2.8272.82-68.09134.27134.2794.07-94.07N607.6137.837.888.91577.94577.9488.910000V0-0.050.0511.7131.36-31.36-11.7116.4616.468.18-8.18表2.11B 柱内内力设计计值汇总总表maxmaxmaxmaxmaxmax注:M（单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）表2.22B 柱内内力组合合表截面+Mmaax 及及相应NN，V-Mmaax 及及相应NN，VNmaxx 及相相应M，VNminn及相应应M，V-M1 +0.9*3 +0.9*(5+8 )+1013
34、7.611 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-1400.4881 +0.9*2 +30.9*(5+8 )+10135.201 +0.9*0.99*(5 +8 )+10135.20N494.82494.82528.84460.80-M1 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+10293.461 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-2933.4661 +0.9*2 +30.8*(5 +6 )+0.9*9 +11-36.141 +1031.990N10699.2710699.2714677.39567.12-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10300.501
35、 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-3000.5001 +0.9*2 +30.8*(5+6 )+0.9*9 +11-1933.4221 +1094.007N11211.7611211.7615077.88607.61V6.599-6.559-20.69-8.118MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/11.4214.641 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/11.4-2144.6441 /1.2+0.9*2 +3+0.88*(5 +6 )+0.9*9 +11/11.4-1388.1661/11.2+10/1.
36、467.119NK873.59873.5911499.39506.34VK4.711-4.771-14.78-5.884注:M（单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）五、柱截截面设计材料：混混凝土强强度等级级为C330，fc=144.3NN/mm2，ftk=22.011N/mmm2；采用用HRBB400 级钢筋，fy=f/y=360N/mm2，b=0.5118。上下柱均采采用对称称配筋。1、配筋筋计算A柱配筋筋计算（1）、上柱配配筋计算算由表1.2可见，上柱截截面有四四组内力力。取h0=4000mm-440mm=360mm。经判别别，四组内内力均为为大偏心心受压。本设计计采用绝绝对对称称，考虑由由弯矩的的正负号号而取其其绝对值值。经分析析比较，在弯矩矩较大且比比较接近近的两组组内力中中，取轴轴力较小小的一组组，即M=-990.886 KKNmN=235.08KN由附表111.11查得有有吊车厂厂房排架架方向上上柱的计计算长度度l0=2*3.9m=7.8m。附加加偏心距距ea 取20mm(大于4000mm/30)。e0=MM/N=90.86*1106Nmm/2350800=388