郑州大学自考助学毕业设计计算书.docx

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1、郑州大学土木工程学院毕业设计计算书题 目:郑州市水利局办公楼设计学生姓名:学号:专 业: 指导老师:培养层次:2014. 09完成时间:3结构选型及计算单元确定1. 1结构平面布置图根据建筑功能要求及框架结构体系,通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案。2框架柱截面尺寸确定(1)框架梁、柱的截面尺寸应满足承载力、刚度和施工的要求,设计尺寸时可 参考以往经验确定,同时满足构造要求。以下给出截面尺寸估算公式:纵向框架梁:h=(l/8l/12)L= (1/81/12) x7200(取跨度较大)=600900L纵向外柱距,取h=700mmb=(l/2l/3)h=233.3350,考虑抗震取 b=250m

2、m横向边跨梁:h=(l/81/12)L= (1/8-1/12)义6600(取跨度较大)=550825L纵向外柱距,取h=700mmb=(l/2l/3)h=233.3350,考虑抗震取 b=250mm横向中跨梁:取h=400mm, b=250mm次梁:h=(l/12-l/18)L= (1/121/18) x6600=366.67550L一纵向外柱距,取h=500mmb=(l/2l/3)h=150225,考虑抗震取 b=200mm(2)柱的截面尺寸: 尸Sg”人版式中:上根据抗震设防烈度为6度时取0.90,B边柱取1.3,不等跨内柱取1.25, gE一各层的重力荷载代表值取14kN/m2 S柱的负

3、荷面积,如图3.2所示,对于边柱为 7.20x3.30=23.76m2,图3.2柱的负荷面积图图3.2柱的负荷面积图对于中柱为7.20x(6.6/2+3.0/2)=34.56m2边柱包第二号箴二213.46x1。3mm2=298.54x103mm2, 、/3Sg/ 1.25 x34.56x14x6 中柱总办=如取柱截面为矩形,初选柱的截面尺寸为:边柱为 bxh=600mmx600mm=360.0x 103mm2213.46x 103mm2中柱为 bxh=600mmx600mm=360.0x 103mm2298.54x 103mm2h l = x3.60m=0.080m,取楼板厚 h=100mm

4、 4545框架的计算单元如图3所示,取轴的一根框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶 面框架梁与柱刚接,由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于轴线之间的距离。底层 柱高从基础顶面算至二层楼层,基顶的标高根据地址条件室内外高差定为1.00m, 一 层楼面标高为4.20m,室内外高差为0.45m,故底层的柱子高度=L00+4.20=5.20m,二层柱高楼面算至上一层楼面(即层高)故均为3.30m。由此给出框架计算简图如图3.3所示。框架截面尺寸图:250X700250X400250X70019.800V7S9X0SsgxM9S9XS9 009X009S9X009S9XS9250X700250X400250

5、X7009250X7006MXBOO250X400250X7009250X700250X400250X7009250X700009X009250X400250X7009250X700250X400250X7009600X600600X6006600r3000 6600gCT3CQgcoCQ图3.3框架截面尺寸图4荷载计算4.1楼屋面恒荷载(1) 100厚上人屋面恒荷载:表4.1上人屋面恒荷载表构造层面荷载(kN/m2)6500 vz13,200o 次 cogCOCO9.900z -6600 ZgCQ cn-33,3000.000 xz找平层:30厚细石混凝土找平0.03x24=0.72防水层:

6、SBS防水层0.40找坡层:陶粒混凝土找坡(2%)183x7=1.28保温层:125mm厚加气混凝土保温层0.125x7=0.88结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.10x25=2.5抹灰层:板底吊顶0.40合计6.18(2) 100厚标准层楼面恒荷载:表4.2标准层楼面恒荷载表构造层面荷载(kN/m2)装饰层:10厚水磨石铺平拍实,水泥浆擦缝0.01x20=0.20结合层:20厚1:4干硬性水泥砂0.02x20=0.40结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.10x25=2.50抹灰层:20厚混合砂浆0.02x17=0.34合计3.44(3)卫生间恒荷载(板厚100mm)表4.3卫生间恒荷载表构

7、造层面荷载(kN/m2)装饰层:10厚地砖铺平拍实,水泥浆擦缝0.01x20=0.20结合层:20厚1:4干硬性水泥砂0.02x20=0.40找平层:15厚水泥砂浆0.015x20=0.30结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1x25=2.50防水层0.3蹲位折算荷载(20厚炉渣填高)1.5抹灰层:20厚混合砂浆0.02x17=0.34合计5.542楼屋面活荷载表4.4活荷载表序号类别面荷载(kN/m2)1上人屋面活荷载2.002办公楼一般房间活荷载2.003走廊活荷载2.504雨棚活荷载0.505卫生间活荷载2.506楼梯活荷载3.504. 3单位面积墙体荷载计算外墙:250厚普通砖,外涂高

8、弹涂料,内外抹灰20厚250厚普通砖0.25x18=4.32 kN/m2内外抹灰20厚 外涂高弹涂料 合计:2x0.02x17=0.68 kN/m20.50 kN/m25.50 kN/m2内墙:200厚蒸压加气混凝土砌块,两面抹灰20厚200厚蒸压加气混凝土砌块0.20x5.5=1.32kN/m2内外抹灰 20 厚2x0.02x17=0.68kN/m2合计:2.00kN/m2女儿墙:250厚普通转,外涂高弹涂料,内外抹灰20厚250厚普通砖内外抹灰20厚外涂高弹涂料合计:4. 4单位长度梁、柱荷载计算1、梁:C30(1)梁 1: 250x700mm (6.6 米跨)自重0.25x18=4.32

9、 kN/m22x0.02x17=0.68 kN/m20.5 kN/m25.50 kN/m20.25x(0.70-0.10)x25=3.75kN/m双侧内抹灰0.02x(0.70-0.10)x2+0.25xl 7=0.49kN/m合计:4.24kN/m(2)梁 2: 250x400mm (2.7 米跨)自重双侧内抹灰合计:(3)梁 4: 200x500mm (次梁)自重双侧内抹灰合计:2、框架柱:柱尺寸:600x600mm柱自重四面抹灰20厚合计:0.25x(0.40-0.10)x25=1.88kN/m0.02x(0.40-0.10)x2+0.25x 17=0.36kN/m2.16kN/m0.2

10、0x(0.50-0.10)x25=2.00kN/m0.02x(0.50-0.10)x2+0.20xl 7=0.34kN/m2.34kN/m0.6x0.6x25=9.00kN/m2x0.02x(0.6+0.6)x 17=0.82kN/m9.82kN/m5水平风荷载作用下框架内力计算5.1框架梁柱线刚度计算表5.1框架柱线刚度计算表框架梁柱线 刚度计算/ = -1劭3(对于中框架梁/ = 2x-L劭3)i=EI_ 令;1.0 i =_L1212Ii柱b(m)h(m)I(m4)E(kN / 而)l(m)i(kN m)1 * I边跨梁0.250.70.00715300000006.6064962.10

11、.662中跨梁0.250.40.00133300000003.0026666.70.272(26)层柱0.60.60.01080300000003.3098181.81.000底层柱0.60.60.01080300000004.3075348.80.7673. 2框架柱抗侧移刚度计算具体详见下面的各柱D值及剪力分配系数表:表5.2各柱D值及剪力分配系数表层号及层 高柱位置 ; _ 梁 1 + 1 梁2 + 1 梁3 + 梁4*1_2 + i(一般层)0.5 + i/= .2+i r底层)n_ . 12 D-aj柱 h? (KN/m)d=2x D边 + 2x0中 (KN Im)DF2%,一般层)

12、;强& (底层),柱26层 (3.3m)边柱0.6620.249268941226330.219中柱0.9330.318344221226330.2811层(5.2m)边柱0.8620.47623273987330.236中柱1.2160.53426093987330.2645. 3风荷载标准值的计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值见表5.3:4sz coo 2,B 本地区基本风压为:vvo=O.45kN/m2Z风压高度变化系数,地面粗糙度为B类s风荷载体型系数。根据建筑物的体型查的 s=l.3夕z以为房屋总高度小于30米所以夕z=LOh下层柱高%上层柱高,对顶层为女儿墙的2倍B

13、迎风面的宽度B=7.20m表5.3集中风荷载标准值离地高度(Z/m)z4ZSWo(kN/m2)hi(m)hJ(m)3k(kN)21.151.25411.30.453.30.713.7917.851.18311.30.453.33.318.2714.551.10211.30.453.33.317.0211.251.01011.30.453.33.315.607.951.00011.30.453.33.315.444.651.00011.30.453.35.217.7813.79kN18.27kN17,02kN15.6WN15.44kN17.78kN5.4风荷载作用下的水平位移验算根据上面计算得到

14、的水平风荷载,由式匕=z理计算层间剪力。再按下面两式k=i分别计算各层的相对侧移和绝对侧移。 Ui = Vi/Dij , ui=Z ( u) k各层的层间弹性位移角Oe = %./% o计算过程见下表:表5.4风荷载作用下层间剪力及侧移计算层号Fi (kN)Vi (kN)ZDi(N/mm) Ui (mm)Ui (mm) ui/hi613.7913.791226330.1122.9471/29337518.2732.061226330.2612.8341/12622417.0249.091226330.4002.5731/8245315.6064.681226330.5272.1721/6257

15、215.4480.121226330.6531.6451/5051117.7897.91987330.9920.9921/4336由上表可知,风荷载作用下最大层间位移角为1/4336,远远小于1/550,满足规 范的要求。5.5风荷载作用下框架的内力计算5. 5.1反弯点高度计算反弯点高度计算:y=yo+yi+y2+y3表5.5反弯点高度比y计算层号A轴线边柱B轴线中柱c轴线中柱D轴线边柱60.662仁0.933上0.933K=0.662yo=O.28O8yo=O.35yo=O.350=0.28086a- yi=0a- yi=0a- y=0a- y=Qa2= 1 2=0Q2= 1丁2=0a2=

16、 1 2=02= 1 yi=Q产0.2808y=0.35y=0.35产0.2808k=0.66260.933仁0.933K=0.662yo=O.38O8yo=O.4Oyo=O.4Oyo=O.38O85a- yi=0(2i=l y=02=0。2= 1 yi=Q02= 1 2=0y=0.3808y=0.40y=0.40y=0.3808仁0.662上0.93360.933K=0.662yo=O.4Oyo=O.45yo=O.45y o=O. 404a- yi=00=1 yi=00=1 yi=。a- yi=0a2= 1 y2=002= 1 ,2=042= 1 y2=Qa2= 1 y2=0y=0.40y=

17、0A5y=0A5y=0.40上0.662上0.933上0,933K=0.6623yo=O.45yo=O.45yo=O.45yo=O.45a- yi=0qi=1 yi=0a- yi=0a- yi=0“2= 1 2=0y=0A52= 1 2=0y=0A52= 1 2=0y=0A542= 1 J2=Oy=0A5上 0.662上3.5963.596仁0.662yo=O.5Oyo=O.5Oyo=O.5Oyo=O.5O2a- yi=0a-i yi=0a- yi=0a=l y=0a3=1.3033=1.3033= 1.30343=1.303丁2=0J2=0y2=02=0产0.50产0.50y=0.50y=0

18、.50上0.862仁 1.216K=L21660.862yo=O.65yo=O.6284yo=O.6284yo=O.651a- yi=0ai=l yi=0a- yi=0ai=l yi=06/2=0.76742=0.7676/2=0.767。2=0.767yi=0y2=0y2=0y2=0y=0.65产0.6284产0.6284y=0.655. 5.2内力计算表5.6各层柱反弯点位置、剪力、柱梁端弯矩计算表层号柱号匕/KN7嚎/KNyhIm(1- y) xh/m川柱上(KN m)加柱下(KN m)“梁左(KNm)M梁右(KN m)柱剪力梁剪力柱轴力6边柱13.790.2193.0251226330

19、.9272.3737.182.807.185.893.031.981.98中柱0.2813.8721.1552.1458.314.472.422.423.871.61-0.375边柱18.270.2194.0061226331.2572.0438.195.048.1910.374.012.814.79中柱0.2815.1281.3201.98010.156.774.264.265.132.84-0.344边柱35.290.2197.7401226331.3201.98015.3210.2220.3617.557.745.7410.53中柱0.2819.9061.4851.81517.9814.

20、717.207.209.914.80-1.283边柱50.890.21911.1601226331.4851.81520.2616.5730.4728.8111.168.9819.52中柱0.28114.2831.4851.81525.9221.2111.8311.8314.287.88-2.382边柱66.330.21914.5471226331.6501.65024.0024.0040.5736.8214.5511.7331.24中柱0.28118.6181.6501.65030.7230.7215.1115.1118.6210.08-4.03摘要本次毕业设计是设计郑州市水利局办公楼。采用

21、钢筋混凝土框架结构,基本抗震 设防烈度为6度,场地类型为H类。建筑总面积为5544.96平方米,建筑总高20.250 米,共有六层,标准层层高3.30米。本建筑的设计内容包括两部分:建筑设计和结构设计。建筑设计部分:根据建筑的地理位置以及所要求的功能分区等设计依据并力求建 筑物安全、实用、经济、美观,进行了总体方案设计、平面设计、立面设计、剖面设 计、防火组织设计,以及屋面、楼梯及墙体等构造设计,完成了建筑设计说明及有关 施工图。结构设计部分:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查 报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式,本工程采用的是 钢筋混凝土框架结构

22、。随后进行了结构平面布置、估算截面尺寸、荷载计算、框架计 算、侧移计算、内力计算、内力组合及构件设计等工作,并完成了结构设计说明及标 准层结构平面布置图、框架配筋图、楼梯、基础结构布置图。关键词:框架结构;建筑设计;结构设计;内力组合;内力计算1边柱84.110.21918.447987332.7952.79527.7651.5651.7738.7324.0413.7144.95中柱0.28123.6102.7022.70237.7363.8029.7229.7230.7619.812.077.182.115.1?103,017.741,982.815.748.9811.614,5511.73

23、11712431.61,872.045139/UL984907.8814.2810.0618,629,813.872.81135.74出89811.7318.6213,7130.753934.017?411.1614,5530.7图5.3风荷载作用下剪力图(kN)240,图5.4风荷载作用下轴力图(kN)6竖向荷载作用下的受荷总图楼面布置如下图,为了方便荷载整理,在梁布置图和板布置图中分别标出梁和板。3600. 360036003600图6.1板传荷载示意图双向板沿两个方向传给支撑梁的荷载划分是从每一区格板的四角与板边成45。的 斜线,这些斜线与平行于长边的中线相交,每块板都被分为四个小块。假

24、定每小块板 上的荷载就近传给其支撑梁,因此板传给短跨梁上的荷载为三角形荷载,长跨梁上的 荷载为梯形荷载,对于梁的自重或直接作用在梁上的其他荷载按实际情况考虑,为了 便于计算,通常需要将三角形或梯形荷载换算成等效均布荷载。梯形荷载等效换算为均布荷载:9=(1-2/+4卜三角形荷载等效换算为均布荷载:q=5p/8。QcdQab图6.2横向荷载计算简图生4045720072007200图6.3 A(D)轴纵向荷载计算简图3434454572007200图6.4 B(C)轴纵向荷载计算简图6.1屋面荷载简化计算1、恒荷载作用(1 ) qAB计算屋面板恒荷载为6.18kN/m2,由上图可知,传递给AB段

25、的荷载为梯形荷载,则:/ 6=(1 2a2+a3)xp=6.18xl.80xl-2x(L80/6.60)2+(l.80/6.60)3=9.69kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:9.69x2= 19.39kN/m(2) qBC计算屋面板恒荷载为618kN/m2,由上图可知,传递给BC段的荷载为三角形荷载,等效转化为均布荷载为:“Bu5p/8=5/8x6.18x 1.50=5.79kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:5.79x2=11.59kN/m(3) qcD计算同qAB(4) A (D) q34计算屋面板恒荷载为6.18kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为三角

26、形荷载, 等效转化为均布荷载为:疔 5P/8 =5/8x6.18x1,80=6.95kN/m(5) B (C) q34计算屋面板恒荷载为6.18kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为梯形荷载,等 效转化为均布荷载为:夕二(1 2a2+a3)xp=6.18xL50xl-2x(L50/3.60)2+(L50/3.60p=6.72kN/m(6) F6A计算女儿墙自重:5.50x0.7x7.20=27.72kN纵梁自重:4.24x(7.20-0.6)=28.00kN板传荷载:6.95x7.20=37.68kN次梁传递荷载:(19.39+2.34)x(6.60-0.25)/2=68.99kN所以

27、F6A=27.72+27.98+37.68+68.99=174.74kN(7) F6B计算纵梁自重:4.24x(7.2-0.6)=28.00kN板传荷载:(6.95+6.72)x7.2=98.46kN次梁传递荷载:21.73x6.60/2+1所以 F6B=28.00+98.46+73.45=199.91kN图6.4第六层框架最终恒荷载计算简图2、活荷载作用(1) qAB计算屋面板活荷载为0.5kN/m2,由上图可知,传递给AB段的荷载为梯形荷载,则/ 8=(1 2a2+a3)xp=0.5xl.80xl-2x(L80/6.60)2+(1.80/6.60)3=0.78kN/m因为左右两边板传递荷载

28、,故板传递荷载为:0.78x2= 1.57kN/m(2) qBC计算屋面板活荷载为0.5kN/m2,由上图可知,传递给BC段的荷载为三角形荷载,等 效转化为均布荷载为:9BC=5p/8=5/8x0.5x L50=0.47kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:0.47x2=0.94kN/m(3) qcD计算同qAB(4) A (D) q34计算屋面板活荷载为0.5kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为三角形荷载,等 效转化为均布荷载为:q=5p/8=5/8x0.5xl .80=0.56kN/m(5) B (C) q34计算屋面板活荷载为0.5kN/m2,由上图可知,传递给34段的

29、荷载为梯形荷载,等效 转化为均布荷载为:q=(l-2/+/)x=0.5xL50xl-2x(L50/3.60)2+(L50/3.60)3=0.54kN/m(6) F6A计算板传荷载:0.56x7.2=4.05kN次梁传递荷载:L57x6.60/2=5.18kN所以 F6A=4.05+5.18=9.23kN(7) F6B计算板传荷载:(0.56+0.54)x7.2=7.97kN次梁传递荷载:1 所以 F6B=7.97+6.58=14.55kN2楼面荷载简化计算1、恒荷载作用(1) qAB计算楼面板恒荷载为3.44kN/m2,由上图可知,传递给AB段的荷载为均布荷载,则% 8=(1 2Q2+a3)x

30、p=3.44xl.80xl-2x(l.80/6.60)2+(L80/6.60)3=5.40kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:5.40x2=10.79kN/m(2) qBC计算楼面板恒荷载为3.44kN/m2,由上图可知,传递给BC段的荷载为三角形荷载, 等效转化为均布荷载为:45C=5p/8=5/8x3.44义 1 .50=3.23kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:3.23x2=6.45kN/m(3) qcD计算同qAB(4) A (D) q34计算楼面板恒荷载为3.44kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为三角形荷载, 等效转化为均布荷载为:疔 5p/8 =

31、5/8x3.44x 1.80=3.87kN/m(5) B (C) q34计算楼面板恒荷载为3.44kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为梯形荷载,等 效转化为均布荷载为:q=(l 2a2+a3)xp=3.44xL50xl-2x(L50/3.60)2+(L50/3.60)3=3.74kN/m(6) Fta计算外墙自重:5.50x2.60x(6.2-0.6)=94.38kN纵梁自重:4.24x(7.2-0.6)=28.00kN板传荷载:6.95x7.20=27.86kN次梁传递荷载:10.32x6.60/2+2.34x(6.60-0.25)/2=43.05kN所以 Fi5A=94.38+28

32、.00+27.86+43.05=193.29kN(7) Ftb计算纵梁自重:4.24x(7.2-0.6)=28.00kN板传荷载:6.95x7.20=27.86kN次梁传递荷载:10.32x6.60/2+2.34x(6.60-0.25)/2+6.45x3.0/2+2.34x(3.0-0.25)/2=55.94kN内墙自重:2.00x2.60x(7.2-0.6)=34.32kN所以 Fi5B=28.00+27.86+55.94+34.32=216.72kN2、活荷载作用(1) qAB计算房间板活荷载为2.0kN/m2,由上图可知,传递给AB段的荷载为梯形荷载,则分厂(1 2/+)x=2.0x L

33、80xl-2x( 1 .80/6.60)2+( 1.80/6.60)3=3. 14kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:3.14x2=6.27kN/m(2) qBc计算走廊板活荷载为2.5kN/m2,由上图可知,传递给BC段的荷载为三角形荷载,等 效转化为均布荷载为:BC=5p/8=5/8x2.5x 1.50=2.34kN/m因为左右两边板传递荷载,故板传递荷载为:2.34x2=4.69kN/m(3) qcD计算同qAB(4) A (D) q34计算房间板活荷载为2.0kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为三角形荷载,等 效转化为均布荷载为:=5/7/8=5/8x2.0xl.8

34、0=2.25kN/m(5) B (C) q34计算走廊板活荷载为2.5kN/m2,由上图可知,传递给34段的荷载为梯形荷载,等效 转化为均布荷载为:疔(1 2a2+a3)xp=2.5xl.50xl-2x(l.50/3.60)2+(l.50/3.60)3=2.72kN/m(6) Fl5A计算板传荷载:2.25x7.2=16.20kN次梁传递荷载:所以 Fi5a=1 6.20+20.71 =36.91 kN(7) Ftb计算板传荷载:(2.25+2.72)x7.2=3578kN次梁传递荷载:所以 Fi5B=35.78+27.74=63.52kNABSTRACTThis graduation des

35、ign is the administrative office building design . The use of reinforced concrete frame structure, the basic seismic intensity of 6 degrees, the site type IL Total construction area of 5084.04 square meters, building a total height of 20.250 meters, a total of five layer, standard layer is 3.3() met

36、ers tall.The building design includes two parts: Architectural Design and structural design.Architectural design: according to the geographical location and the construction of the required functions, design basis and buildings safe, practical, economic, beautiful, the overall design, graphic design

37、, facade design, profile design, fire protection design, as well as the roof, stairs and walls and other structural design, completed the architectural design and related drawings.Structure design part: according to the construction of the importance, the seismic fortification intensity building loc

38、ation, engineering geological survey report, the type of construction sites and construction of the height and the number of layers to determine the structure of building, the project adopts the reinforced concrete frame structure. Followed by a structural layout, estimating section size, the load c

39、alculation, calculation framework, side sway calculation, internal force calculation, internal force combination and component design work, and completed the structure design specification and standard layer structure layout, frame reinforcement drawing, stairs, infrastructure layout.Keywords: frame

40、 structure; architectural design; structure design; the combination of internal force calculation of the internal force&5a=36.9N&5a=36.9Nn5B=|63.52kN5c=63.52kN=6.27kN/mqBC =4.69kN/niqCD =6.27kN/m%5D=36.91kN16,50013.2009 6sz z / 6600150015006600图6.7标准层框架最终活荷载计算简图7内力计算7.1 恒荷载作用下的内力计算(1)梁柱弯矩计算表7.1恒线载作用下的跨中及固端弯矩表线载性质楼层位置线载位置线载大小q(KN/m)梁计算长度/(m)固端弯矩M= ql2 12(kN m)跨中弯矩M =-ql28(kN m)恒线载屋面边跨19.39+4.24=23.636.6085.79128.68中跨11.59+2.16=13.753.0010.3115.47楼面边跨10.79+4.24=15.046.6054.5881.87中跨6.45+2.16=8.613.006.469.69弯矩分配法竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法,有分层法,弯矩二次分配法和迭代法

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