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高层超高层钢构施工术2。3概述1、钢种类高层建筑钢结用钢有通碳素钢普通低合金钢和处理低金钢三大类大使用的仍以普碳素钢主我国目前在建筑钢结构中应最普遍是Q235《高层建筑钢构设计施工规程规定:①基于高层钢构的重性,把冷弯试验、冲击韧性、屈点、抗强度和伸长率并列为钢材力学性的五项本要求这五项指标皆合格的钢方可采。②对于抗震高钢结构,钢材的强屈比应不低于1.28度以上设防的钢结构,应低于1.5③有明显的屈台阶伸长率应不小于20%,

应具有良好的性和可性。对于钢柱,为防止厚板层状裂对硫、磷含量作进一步控制,应不于0.04%.2、钢品种在现代高层钢构中广泛采经济合理的钢材截面见下表应充分利用结构的截面特征值,挥最大承载能力.传统的工字钢、槽钢角钢、钢有时仍有使用但由于其截面学性能佳,已渐被淘汰。钢材的品种及能

3、钢构构件A。柱高层钢结构钢的主要面形式有箱形断面形断面和十形断面,一般都是接截面,热轧钢用得多.就结构体而言,筒中筒结、钢混土混合结构和型钢混凝土结构多用H形其他多采用箱形柱;十字形柱则用于枢架构底部型钢混凝土枢架部分B。梁桁架高层钢结构的的用钢约占结构总用钢量的65%,其中梁占35%~40%.因此

梁的布置力求理连接简单,规格少,以利于简化施工和省钢材。采用最多的梁是工字截面,受力小时也可采槽钢,受力很大时则采用箱形面,但连接非常复杂.截面高度相同,轧制H型钢要焊接工字截面便宜对于重载或传递弯矩,则采用焊接箱形。当净高度受到限制时,也可采用双槽和钢板焊而成的截面钢梁内部必须作锈处理.把桁架用于高钢结构盖水平构件,可作到大跨度小净空工程管线装方便平行弦桁架是钢量最的一种水平构件但制造比较费费时楼盖桁架一般由平行的上下弦杆腹杆(斜撑和竖或只用撑成。弦杆和腹杆可采角钢、槽钢T型钢、H钢、形和正形截面钢管等钢材

4、钢构的连节点连接节点是钢构中极重要的结构部位,它把梁柱等构连接成整体结构系统,使其获得间刚度稳定性,并通过它把一切荷载传给基础.连接节点本身应足够的强度、性和可性,应能按照设计要求工作,制作和安装当简单连接节点按其力情况为铰接刚接和介于两者之的半刚设计中主要采用前两者,半刚采用较。在实际工程中真正的铰接和刚是不容做到的只能是接近于铰接或刚.按接的构件主要有柱柱脚与基础连接柱柱连接柱梁连、柱梁支撑连接梁梁连(梁与梁对接和主梁与次梁连接、梁混凝土筒连接等5、钢构的加制造由于高层建筑结构的度要求高因

此,构件的加工制造一般专门的结构加工厂在工厂预完成2.4.3.2高钢结构装1、高钢结构装的特①由于结构复而使施复杂化。②高空作业受气的影较大.③高空作业工效率低.④施工安全问十分突2、高钢结构装前的备工作①安装机械的择高层钢结构安都用塔起重机,这要求塔式起重的臂杆够长以使其具有足够的覆盖面;要有足够的起重能力,足不同部位构件吊要求;钢丝绳容量要满足起吊高度要求起吊速要有足够挡位,满足安装需要;多机作时相要有足的高差,互不碰.

②安装流水段划分一个立面装流水段内安装顺序高层钢结构安需按照筑物平面形状、结构形式安装机数量和位置等划分流水段。总原是:平流水段划分应考虑钢结构安装过中的整稳定性和对称性,安装顺序一般中央向周扩展以减少焊

接误差。立面水段划,一般以一节钢柱高度内所有构作为一流水段。一个立面安装水段内安装顺序如上图所示钢结构标准元施工序如下图所示。钢结构标准单施工顺③钢构件的运和堆放a。运.b.中转。

c.配套。d。现堆放④钢构件预检a.出厂检验b。计工具。c.预检.⑤柱基检查a.定位轴线查b。柱距检查c.单独柱基心线检查。d。柱地脚螺检查。e.基准标高测。⑥标高块设置柱底灌a高块设置。柱基表面采取设置临支承标高块的方来保证柱安装控制标高,要根据荷载大和标高材料强度确定标高块的支承面.

b柱底灌浆.一在第一节框架安完成后即可开始紧地脚螺并进行灌浆.浆前必须对柱基行清理立模板,用水冲洗基础表面,排积水,孔处必须擦干,然后用自流平砂连续浇,一次块,到时试压,作为验收资料完成流的砂浆清除干净,加盖草包护砂浆必须试验。3、钢构构件连接(1焊接连现场焊接方法般用手焊接和半自动焊接两种方焊接母厚度不于时采用手工焊,大于时采用半动焊,此外尚需根据程焊接的大小和操作条件等来确定手工焊的最大优点是灵方便机动性大缺点是焊工术素质求高,劳动强度大,影焊接质的因素多。半自动焊接质量可靠工效高但操作条件相应比

手工焊要求高并且需同手工焊结合使用。高层钢结构构接头的焊顺序比构件的安装顺序为重要焊接顺序不合理,会使结构产生以挽回变形,甚会因内应力而将焊缝裂。焊时应注意:a柱与柱的对接焊应由两焊工在两相对面等温、等速称焊接.b。梁柱接头焊缝,般先焊H型钢下翼缘板,再焊上翼缘梁的两端先端,待其冷却至常后再焊一端。c与柱、梁与柱的焊缝接头,应试测出焊缝收缩值反馈到结构制作单位,作为加工的参考.要注意焊缝收缩值随周已安装柱、梁的束程度不同而变化。(2)高强度螺栓接钢结构高强度栓连接,一般是指摩

连接它借助螺栓紧固产生的强轴力夹紧连接板,靠板与板接触面间产生的抗剪摩擦力传递同螺轴线方相垂直的应力因此螺栓只受拉不受剪。工简便而迅速,易于掌握,可换,受好,耐疲劳,安全已成为取代铆接和部焊接的一种主要的现场连接手。高强度螺栓的型,除厂大六角普通型外,广泛采的是扭型高强度螺栓。扭剪型高强度螺是在普大六角头高强度螺栓的基础上展起来区别仅是外形和施工方法不同,其力学性能和紧固的连接性能完全相同高强度螺栓连的运输装卸、保管过程中,号、规分类保。在安装使用前严禁任意开箱。高强度螺栓施包括摩面处理螺栓

穿孔、要防止坏螺纹.应按包装箱上注的批螺栓紧固工序4、钢构构件安装工(1)钢柱安第一节钢柱是装在柱临时标高支承块上的柱装前应登高扶和挂篮等临时固定好。钢柱起吊后对准中轴线就位,固定地脚栓,校垂直度。其他各节钢柱都安装在节钢柱柱顶(采用对接焊,钢柱两侧有临时固定用的连板,上节钢柱对准节钢柱顶中心线后即螺栓固定连接作临时定。钢柱起吊有两方法一种双机抬吊法;另一种是机吊装。(2)框架钢梁安钢梁在吊装前,应柱子牛腿处检查标高和柱子间距.主梁吊装前,应在梁上好

扶手杆和扶手,待主吊装就位后,将扶手绳与钢柱系,以保施工人员的安全钢梁采用两点吊,一般在梁上翼处开孔,作为吊点。吊点置取决于钢梁的跨度。为加快装速度对质量较小的次梁和其他小梁,利用多吊索一次吊装数根。水平桁架的安基本同架梁但吊位置选择应根桁架的状而定需保证起吊后平直,便安装连。安装连接螺栓时严禁在情况不的情况任意扩孔连接必须平整。(3)墙板安装装配式剪力墙安装在柱和楼层框架梁之间力板有钢墙板和筋混凝土墙板两种剪力支撑安装位与剪墙板吻合安

装时也应采用力墙板安装方法尽量合后再进行安。(4)扶梯安装钢扶梯一般以台部分界限分段制作,构件是空体,与架同时进行安装,然后再进行位和标高整.在安装施中常作为操作人在楼层间的工作通道安装工艺简便,位固定复杂。(5)层钢框架的校选择标准柱和准点,按照正流程进行校正,校正时的许偏差规范范围内。(6)楼面工程及面工程高层钢结构中楼面由钢梁和混土楼板组成它有传递垂直荷载和水平载的结构功能。楼面应轻质,有足够的刚度,易于施工,为结构安装提供便,尽可能快地为后继防火、修和其工程创造条件.

A.楼板种类高层钢结构中,楼种类有压型钢板现浇楼板、钢筋凝土叠楼板、预制楼板和现浇楼板.①压型钢板现楼板。②钢筋混凝土合楼板.③预制楼板④现浇楼板B。墙工程高层钢框架体一般采在钢框架内填充与钢框架效连接剪力墙板(亦称框架一剪力墙结)这种剪力墙板以是预制钢筋混凝土板、带钢支撑的制钢筋凝土墙板或钢墙板,板与钢结构的连用焊接或高强螺栓固也可以是现浇的钢筋混凝土剪墙。为减轻自重,对承重结构的隔墙围

护墙等,一般泛采用种轻质材料,如加气混凝土、石板、矿棉、塑料、铝板、玻璃围幕等。(7)安全施措施钢结构高层和高层建施工安全题十分突出应该采取有力措施以保证全施工。①在柱梁安装后而未设置压型钢的楼板时,为便于人行走和工方便,需在钢梁上铺设适当数的走道。②在钢结构吊期间,防止人员、物料和工具坠落或飞造成安事故需铺安全网。安全网分网和竖。③为便于接柱工,并证操作工人的安全,在接柱处设操作台,平台固定下节柱的顶部④钢结构施工要许多备,如电焊机、空

气压缩机、氧瓶、乙瓶等,这些设备需随着结构安装逐渐升。为此,需在刚安装的钢梁上设存放施设备用的平台固定平台钢梁的时螺栓要根据施工荷载计算确定,不能只投人量的临螺栓。⑤为便于施工高,吊装钢柱前先将登钢梯固定在钢上为便于进行柱节点紧固高强度螺栓焊接需在梁节点下方安装吊篮脚手架⑥施工用的电机械和备均需接地,对不允许使用破的电线电缆严防备漏电。施工用电设备和械的电缆,需集中在一起,并随层的施而逐节升高。每层楼面须分别设配电箱,供每层楼面施工用电需要。⑦高空施工,风速达10m/s时,有些装工作要停止当风速达到15m/s时,一般

停止所有的施工作。⑧施工期间应注意防配备必要的灭火设备和消防人.2。3.3钢结防火与腐1、防工程钢结构高层建要特别视火灾的预防。因为钢材传导快比热小,虽是一种不燃材料极耐火。钢构件露于火灾高温之下时其温度快上升,当其温度达到℃时,的结构发生变化,其抗拉强度、屈服点弹性模都急剧下降(屈服点可下降60。另,钢柱及承重钢梁会由于挠度急剧增而失去稳定性导致整个建筑物垮。钢结构防火工的目的,在于用防火料阻断火灾热传给钢件的通路延缓热速(延长钢构件升温达到临温度的时

间,使钢结构某一个特定时间内够继续承受荷载。(1耐火极限等级钢结构构件的火极限级,据它在耐火试验中继续承荷载作用的最短时间来分级的耐火时大于或于30min,则耐火极限等为F30,每一级都前一级长30min所耐火时等级分为F60,F90,F120,F150F180钢结构构件耐极限等的确定依建筑物的耐火等和构件类而定;而建筑物的耐火等级又根据火荷载确定的火荷载是指筑物内如结构部件装构件、家具和其他物等可燃料燃烧时产生的热量。与一般钢结构同,高层建筑钢构的耐火极限又与筑物的度相关因为建筑

物越高,重力荷载也越大.高层钢结构的耐火等级分为ⅠⅡ两级其构件的燃烧性能和耐火极限应低于下的规定。2.防火材料钢结构的防火护材料,应选择绝热性好,具有一定冲击振能力,能固地附着在钢构件上,又不腐蚀钢材的防火涂或不燃性板型材选用的火材料,应具有国

家检测机构提的理化力学和火极限试验检测报告防火材料的种主要有①热绝缘料;②能量吸(烧蚀)材;③膨胀涂.大多数最常用防火材实际上是前两类材料的混物。采用最广的有优良能的热绝缘材有矿物维和膨胀骨(蛙石和珍珠岩;最用的热能收材料石膏和硅酸盐泥,它遇热释放出结晶水。(2)防火工施工方法

钢结构高层建的防火十分重要的,它关系到居住员的生财产安全和结构的稳定高层钢结构防火措施的费一般占钢结构造价的18%~20,结构造的9%,占整个筑物造价的5%。钢结构构件的火措施上表。2、防工程(1)结构腐蚀的化学过与防腐蚀方法钢结构腐蚀的度和速与相对大气

温度以及大气侵蚀性质的含量密切有关研究明当相对大气湿小于70%时,钢材的腐蚀并严重;有当相对大气湿超过70时才会产生值得重的腐蚀在潮湿环境中,要是氧腐蚀,即氧气与钢材表面的铁产化学作而引起锈蚀.防止氧化腐蚀主要措是把钢结构与大气隔绝如在钢结构表面现浇一定度的混凝土覆面或喷涂泥砂浆层等,但能防火也能保护钢材免遭腐蚀.另,在结构表面增加层保护的金属镀层,是一种有效的防方法。(2)结构的涂装防用涂油漆的方对钢结进行防腐是用得最多的一防腐方钢结构的涂装防护施工,包括钢材表面处、涂层设计、涂层施工等。

①钢材表面处。进行材表面处理,先要确定钢材表面原始状、除锈质量等级、除锈方法和表粗糙度。②涂层设计。层设计括涂料品种选择、确定涂层结构涂层厚。③涂层施工。(3金属镀层防腐锌是保护性镀用得最的金属在钢结构高层建筑亦有不构件是采用镀锌来进行防腐的镀锌防多用于较小的构件。镀锌可用热浸法或喷法.镀锌在镀槽中进行可用来镀大构件,镀的锌层厚度约为80~100μm。喷镀法可用于间或工上镀的锌层厚度约为。在喷镀之前先将钢构件表面适当毛

钢结构防腐的用约占筑总造的0。1%~0个较的防腐系统,在正气候条件下的使寿命可10年.在达使用年限的末,只要新油漆一遍即可。2.4。4高层超高层钢筋凝土—钢组合结构的施工技术钢筋混凝土-钢合结构filledsteeltubular(CFST)structures是在钢结构混凝土构的基础上发展起来新型结该组合结构主要有以下几种结形式:①钢-—混凝组合受结构;②钢骨混凝土劲性混土)结;③钢管混凝土构和外钢结构2.4.4。1钢混凝土概述1管混凝土就是把混凝土灌入钢管并捣实以加大钢的强度刚度而形成的构

件。一般的,们把混凝土强度级在C50以下的钢管混土称为通钢管混凝土混凝土强度等级以上的钢管混凝称为钢管高强混凝;混凝强度等级在C100以上的钢管混土称为管超高强混凝土。2、截形式工程中常见的面形式:正形、矩形和圆形。钢管4、钢管混凝土特点

(1结构特点:众所周知混土的抗强度高但抗弯能力很弱钢,特别型钢的弯能力强,具有良好弹塑性但在受压时容易失

稳而丧失轴向压能力.而钢管混凝土在构上能够将二的优点合在一起可使凝土处于侧向压状态,其抗压强度可成倍提高.同由混凝土存在,提高了钢管的刚度,两者共同发挥作,从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一新兴的组合结构,主要以轴心受压和作用力偏心小的受压构件主,被广泛使用框架结中厂房和高层。(2)钢管混土结构迅速发是由于它具有良好的力性能施工性能具体现为以下几个面①承载力高、性好,震性能优越。钢管混凝土柱钢管对其内部混凝土的约束作用使凝土处三向受压状态提高了混凝土的压强度;钢管内部的混凝土又可以有效地止钢管生局部屈曲研

表明,钢混土柱的载力高于相应的钢管柱承载力和凝土柱载力之和钢管混凝土之间的互作用钢管内部混凝土的破坏由脆性坏转变塑性破坏构件延性性能明显善,耗能力大大提高,具有优越的抗震能。塑性是指在静作用下塑性变形能力钢管混凝土短柱轴心压试脸表明,试件压缩到原长2/3纵向应变达30%以时,试件仍有载力。去钢管后,内部混凝土虽已有很的鼓凸皱但仍保持完整,并未松散,且有约5%的承载力用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动载或地震作用下,具良好的性和吸能性。在这方面,钢混土构件比钢筋混凝土构件强得多。在压反复荷作用下,弯矩曲率滞回曲线表明,结构的吸能性能特别好无

刚度退化,且下降段,和不丧失局部稳性的钢柱相同但在一建筑中,钢柱常常要采用很厚的板以确局部稳定性但常发生塑性弯后丧失部稳定。因此,钢管混凝土柱的震性能优于钢柱.②施工方便,期大大短。钢管混凝土结施工时,钢管可以做劲性骨架承担工阶段施工荷载和结构重量,施不受混土养护间的影响;于钢管混凝土部没有筋便于混凝土的浇注和捣实;钢管混土结构工时,不需要模板,既节省了支模、模的材料和人工费用,也节省时间③有利于钢管抗火和火.由于钢管内填混凝土,能吸收大量热能因此遭受火灾时管柱截面度场的分布很不均匀,增加了子的耐火间,减

钢柱的升温速,并且旦钢柱屈服,混凝土可以承受大分的轴荷载防止结构倒塌。组合梁的火能力会提高,因为钢梁的温度会从顶翼缘把量传递给混凝土而降低.经实验统计数据明:达到一级耐火3小时求和钢柱比可节约防火涂料1/32/3甚更多,随着钢管直增大,节约涂料也越。④耐腐蚀性能于钢结。钢管中浇注混土使钢的外露面积减少受外界气体腐蚀面积比钢构少得多,抗腐和防腐所费用也钢结构节省钢混凝土构件的面形式钢管混凝土结构的受力性能、工难易度、施工工期和工程造价都有很的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆管对其部混凝土有效的约束作用,使钢管内部的混凝土处于三向

压状态,使混凝土具有更高的抗强度.但是圆钢管混凝结构的工难度大,施工成本较高。相比下方钢管混凝土构的施工较为方便但钢管混凝土受到的约束用较小,结构的载力较。⑤施工方便。钢管混凝土柱零件较少,焊缝少,造简单,柱脚常采用在混土基础上预留杯口的插入式柱,因而厂制造比较简单同时构件自重小,运和吊装也较易,施工很简便,而钢管混土柱采用板材卷制,板材厚度不大,般在40mm内无论工厂焊接现场进对接,都有什么困难.同,钢筋混土柱相比,钢管混凝土柱的外皮管具有筋的功能兼有向钢筋和横向筋的作,所以管内没钢筋,省了钢筋料和绑钢筋等一系列工

艺,又由于柱外皮钢管本就是耐压的模板同时省了支模和拆模等序近年来,泵送混凝土相普遍现浇灌并无困难我国创造并广使用的位抛落不振捣混凝土的施工方更简化了现场灌凝土的工序,简了工。也在管柱下部开临时浇灌孔用混凝土泵自下而上灌注凝土的方法,既,又证浇灌质。而且,在筑后钢管内处于相当稳定湿度条件,水分不易蒸发,省浇水养工序,简化了混凝土的养护工艺.⑥经济效益好2。4.4。2混凝土的发展钢管混凝土是劲性混土及螺旋配筋混凝土的基上演变发展起来的.早采用钢管混凝的工程一是1879英的铁路桥桥墩.前苏联乌拉尔的伊谢

特铁路桥采用管混凝构件做拱形桁架的上弦和上部筑的柱省钢25%1961年比利时建造坞时,用钢管混凝土构做桁架的压杆立柱,钢结构节省钢材40%。法国巴黎居民区第一座摩天大楼采用了钢管混凝框架柱,比钢结构节省钢材40%。前联在一些吊车栈(跨度达48m中采用钢管混土结构,比全钢结构节省钢材12-28%,降低价28%,比筋混凝土结构省钢9%,低造价56%。日本、瑞士等国在输电跨塔中采了钢管混凝土结构,也都取得显著的济效益。在20世纪代以前钢管内浇注混土的施工工艺尚未得很好的决,现场的施操作显得繁琐,钢管混土结构在工性能面的优势没有到应有发挥。到代后期,由于泵混凝土艺的发展,解决了

现场钢管内部灌混凝的工艺问题加现代高强混凝需要用管约束来克服其脆性。因此,钢管混土结构在国和澳利亚等国的高建筑中到了广泛应用被认为是高层建技术的次重大突破我钢管混凝土结技术的发和应用已有近40的历史1966年钢管混土结构用于北京地铁车工程70年代又在单工业厂房、重型构中得到成功的应用。自1990在四川旺苍县成跨度为115米的我国第一座管混凝拱桥以来,在10来年的时间里,我已经建成了100多钢管混凝土拱桥,其跨度在100以上的就有30座,尤其是重庆万县长江公路大桥,跨度达到420,一跨过江。近10年来,随着国家济的迅发展,钢管混凝土结构在我国的层建筑程地铁车站工

和大跨度桥梁程中得了卓有成效地应用,推动了建技术的展。2。4.4.3钢管凝土施技术1、施方法钢管混凝土浇方法可采泵送顶升浇筑、立式手浇筑、位抛落无振捣法。立式手工浇筑混凝土自钢管上灌入管径大于350mm时用插入内部振捣器振捣密实,每次振捣时间不少30s凝土一次浇筑度不超2m。当管径小350mm时采用附着在钢外壁的部振捣器进行振捣,外部振捣器的位置随混凝土浇灌的进展加以调外部振捣器的工作范围以钢管横向幅不小于0.3mm有效,振幅可用分表实振捣时间不小于1min,混凝土一次浇灌的度应不于振捣器的有效工作围和长。

高位抛落无振法:该种方法是混凝土下落是产生动能达振实混凝土的目的。它适用于径大于350mm、高不小于4m情况对于抛高度不足的区段应用内部振捣振密,次抛落量宜在0。7m。2、注事项所采用的混凝配合比、坍落度应符合要求,为足落度要,应掺加适量减水剂;为减少混土收缩,可掺入适量的混土微膨胀剂钢管内混凝土浇筑宜续进行必须间歇时间歇时间不应超过混凝土终凝时间,需要留水施工缝应将柱端管口封

盖防止杂物、雨水等落钢管内。每次浇灌混凝前,应浇灌一层10—20mm厚的与混凝土强度等级相同水泥砂浆,作为接砂浆,做好水平施工缝连接处理.钢管内混凝土浇灌质可采用敲击法进行初步检,如有常,则应用超声波进行检测。对混凝土筑不密实的部位,可采用局部钻压浆法行补强然后将钻孔补焊封固。3、施实例深圳赛格广场355米,地72层是目前世界上高的钢混凝土结构建筑,

也是深圳主体层最高建筑.广州国际金融心----州西塔成了名幅其实的广最重要新地标。432西塔可抗八级地。被称“通透水晶”的西塔有如站立在州城市中轴线的窈窕美女。亮的段是钢混凝土巨型斜交网外筒,纤纤骨是钢筋凝土内筒,连接内外筒的是钢-混凝土合楼盖。特的筒筒结构体系在前的世超高层建筑中是唯一的。

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志刚的办公室于88,并可使用私人专用电梯出入,加强保及隐私。杭州瑞丰国际务大厦杭萧钢构制作安装的国内一幢采矩形钢管混凝土结构的高层建此结构形式系国经贸委与建设部2000技术创新重专项计划之一此工程的建设被列为杭州市筑新技术应用示范工实施项本工程地,地上裙房6层东塔楼(宾馆)为15层,高58。5米,西楼(写字楼)为,高米,柱网尺寸为7。6m,建筑面积为51095平米,采用矩钢管混土框架—筒体构柱采用矩形钢混凝土组合柱,梁采焊接H钢混凝土连续组合梁,楼采压型钢组合楼盖,筒体采用钢筋混凝土构本工程除4根柱截面为□600×600外其余均□500×500,材

为Q345B,最大板为28mm,钢柱内灌混凝土强度等级由C55渐变至C35;主梁截面高度为400梁截面高度为350用钢3000吨。2.4。4.4钢-混凝土组合楼盖构1、组梁板的本原理A.非合梁由混凝土板和梁组成楼盖结构中,若二者交界面处有连接施则

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