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房屋結構設計的相關問題
合理的房屋結構設計不僅對建設項目節(jié)省投資、縮短工期、提高經濟效益起著方向盤的作用，同時也為設計者本身提高了信譽、積累了財富。
房屋結構設計的相關問題【1】
【摘 要】隨著現在社會經濟部斷的發(fā)展，房屋設計是工程建設的首要環(huán)節(jié)，是整個工程建設的靈魂。
設計成果不僅要美觀、適用、安全，還要經濟。
施工圖是工程師的語言，是設計者設計意圖的體現，也是施工、監(jiān)理、經濟核算的重要依據。
本文對房屋結構設計中容易被忽視的問題出發(fā)，提出了解決這些問題的建議。
【關鍵詞】結構設計;房屋;混凝土
合理的結構設計不僅對建設項目節(jié)省投資、縮短工期、提高經濟效益起著方向盤的作用，同時也為設計者本身提高了信譽、積累了財富。
因此，設計圖紙質量的優(yōu)劣直接影響到工程建設，這就要求我們在工作中認真再認真、仔細再仔細。
以下為自己學習規(guī)范、規(guī)程并根據多年設計工程項目順利通過施工圖設計審查的經驗，總結了房屋結構設計中容易被忽視但應引起注意的幾個問題，在此與同仁共勉，不足之處請多多批評指正。
1、柱下鋼筋混凝土獨立基礎
在基礎設計中，柱下獨立基礎被廣泛運用到各類工程當中，其抗剪強度驗算不易引起重視而出錯，直接影響工程的結構安全。
GB50007 2002 建筑地基基礎設計規(guī)范中，未對柱下獨立基礎要求進行抗剪強度驗算，只規(guī)定了要驗算基礎交接處和基礎變階處的受沖切承載力，一般多層房屋基礎經過軟件JCCAD 校核，多能滿足規(guī)定。
但《建筑地基基礎設計規(guī)范》第8. 1. 2 條中注4同時規(guī)定：“基礎底面處的平均壓力值超過300 kPa 的混凝土基礎，尚應進行抗剪驗算。”而高層房屋的獨立基礎坐在基巖上時，其基礎底面處的平均壓力遠遠超過此值，必須進行抗剪強度驗算。
2、條形基礎混凝土強度等級
依據GB 50068 2001 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準第1. 0. 5條規(guī)定，普通房屋的結構設計使用年限為50 年。
GB 50010 2002 混凝土結構設計規(guī)范第3. 4. 2 條規(guī)定，一類、二類、三類使用環(huán)境下，設計年限為50 年的房屋結構最低混凝土強度等級為C20 。
目前，條形混凝土基礎仍然是多層砌體結構房屋常用的基礎形式，但不少設計人員(包括青海省地方通用圖集青02G03) 圖紙中條形基礎墊層混凝土強度等級設計為C15 ，不符合規(guī)范規(guī)定，建議慎重對待。
3、多層與高層房屋在結構設計中的區(qū)別
多層房屋由于其高度一般不大，受水平力影響較小，主要承受豎向荷載的作用，多選用砌體結構體系或框架結構體系。
而高層房屋主要承受水平荷載的作用，多選用側向剛度較大、抗側移性能較好的框架—剪力墻結構或剪力墻結構體系。
就執(zhí)行和遵守的規(guī)范類別而言，多層房屋應執(zhí)行GB 50011 2001 建筑抗震設計規(guī)范(2008 年版) ，高層房屋應執(zhí)行J GJ 3 2002 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程。
4、結構平面圖中偏梁的軸線定位
一般情況下，房屋中間梁的中心線與軸線相重合，而外圍邊梁、樓梯間橫向梁和衛(wèi)生間隔墻下梁等由于考慮建筑造型和使用功能的需要，都會有意將梁外皮與墻(或柱) 外皮取平，則會出現偏梁問題。
結構平面圖或梁配筋大樣圖中往往未標明其偏移的定位尺寸或軸線號，有些施工人員不能完全領會設計意圖，到主體結構完工時，才發(fā)現存在失誤，造成損失或糾紛，我們設計應引以為戒。
5、懸挑梁
1)由于使用功能的要求或地形限制等原因，懸挑梁結構形式很常見。
一般梁內承受的荷載通常大于梁外挑部分，所以梁內與外挑梁截面尺寸會有差異，設計人員常將梁內的上層主筋向挑梁延伸了事，殊不知兩側的主筋根本無法伸進挑梁內。
等到鋼筋工綁扎鋼筋時才暴露出問題，這時許多鋼筋已截斷成型，不僅影響了施工，還造成了經濟損失。
2) 在平常施工過程中，普通梁箍筋的接口位置一般都在梁上部兩角交替綁扎，對于懸挑梁箍筋的接口位置，規(guī)范和相關構造圖集并沒有明確規(guī)定，僅要求懸挑梁箍筋一般都通長加密、彎鉤不小于135°、彎鉤平直段長度不小于10 d。
箍筋約束縱筋通過和混凝土相互之間的粘結、摩阻、咬合等形式共同聯合抵抗外力。
箍筋的接口是一個封閉箍筋的薄弱部位， 它主要是混凝土本身提供的抗剪強度不足時，才增設的幫助抵抗剪力的橫向鋼筋。
在施工中，箍筋的制作綁扎不規(guī)范，會消弱箍筋對構件的混凝土和縱向鋼筋的約束作用。
懸挑梁構件主要為上部受拉下部受壓，將箍筋的接口位置放在構件的底部受壓區(qū)，相應可以彌補這方面的不足，箍筋接口在受壓區(qū)由于受到混凝土對它施加的壓力，其錨固作用顯然比受拉區(qū)有利得多，所以，懸挑梁箍筋的接口一般宜設在梁底部交替施工。
6、結構設計軟件的運用
在房屋結構設計中，天正、PKPM 等已成為應用最廣泛的軟件，它們把結構工程師從繁瑣的手算、手工繪圖中解放出來，使設計人員有更多的精力進行模型比較、創(chuàng)新設計，極大地提高了結構設計的效率，加快了我國建筑工程的發(fā)展。
但同時，結構計算軟件的普及在使用中也帶來了一定的負面問題。
1)許多設計人員對設計軟件產生了嚴重的依賴性，甚至形成了一種錯誤的認識，認為有無力學、材料、結構專業(yè)知識無所謂，只要會掌握軟件、懂得電腦操作，不加分析照搬從前的工程設計經驗，進行大量的習慣性、傳統(tǒng)的結構設計，對計算機結果明顯有不合理的地方不能及時發(fā)現，使得許多房屋結構留下安全隱患。
2)先進方便的軟件，建立正確的模型，設置合理的計算參數，就有了電算結果。
對計算結果是否正確合理，我們應進行認真的綜合判斷分析。
GB50010 2002 混凝土結構設計規(guī)范第5. 1. 6 條規(guī)定：對電算結果，應經判斷和校核;在確認其合理有效后，方可用于工程設計。
J GJ 3 2002 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程第5. 1. 16 條規(guī)定：對結構分析軟件的計算結果，應進行分析判斷，確認其合理、有效后方可作為工程設計的依據。
同時，GB 50011 2001 建筑抗震設計規(guī)范(2008 年版第3. 6. 6-3 條規(guī)定：復雜結構進行多遇地震作用下的內力和變形分析時，應采用不少于兩個的不同力學模型，并對其計算結果進行分析比較。
這就要求我們在遇到平面造型及建筑方案要求而造成平面很不規(guī)則的情況，在設計時一般用以SATWE(空間有限元)計算為主，TAT(三維空間桿件)、PMSAP(整體通用有限元)等軟件計算為輔的模式，對結構計算進行綜合分析。
程序只能起到設計工具的作用，不能代替設計。
良好的房屋設計是房屋抗震的基礎和關鍵，結構工程師要協調好建筑設計與結構抗震的關系，房屋設計力求簡單、對稱，質量和剛度變化均勻;要力求結構體系明確、傳力途徑簡捷、剛度和強度分布合理，薄弱部位要進行強化設計;構件要具有一定的強度和變形能力或延性，并具有可靠的連接;支撐系統(tǒng)穩(wěn)定;非結構構件要設置合理;并應考慮當地的建筑習慣做法，熟悉當地建筑材料的貨源情況、造價。
7、結束語
房屋結構設計是一門專業(yè)性很強的學科，我們只有不斷提高業(yè)務素質和技術水平，重視設計中存在的相關問題，特別是容易被忽略的地方，不斷積累設計經驗，優(yōu)化設計，發(fā)揮主動性創(chuàng)新精神，培養(yǎng)競爭意識，才能適應技術進步和變化，使我們設計的房屋成為施工方便、同行夸贊、業(yè)主滿意的安全結構，對此，我們任重而道遠。
參考文獻：
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多層框架房屋結構設計的相關問題【2】
【摘 要】隨著我國建筑事業(yè)的快速發(fā)展，多層框架結構房屋設計在工業(yè)與民用建筑中的應用越來越普遍，本文對多層建筑房屋設計中的幾個關鍵問題進行了分析，并提出了相應的設計對策。
【關鍵詞】多層框架結構;設計;對策
國民經濟的快速發(fā)展使得建筑行業(yè)空前繁榮，房屋建筑逐漸向著高層化發(fā)展，房屋結構形式也日趨復雜多樣，而框架結構憑借其良好的抗震性和整體性在當今多層房屋設計中得到了廣泛應用。
多層框架房屋結構設計發(fā)展至今，已普遍采用計算機輔助電算設計，設計效率和合理性得到顯著提升。
但與此同時，多層框架房屋結構設計中仍存在一些需要我們思考和注意的問題，鑒于此，本文對多層房屋框架結構設計中需要多加注意的幾個問題進行了歸納和分析，期望為建筑結構設計同行提供可行的參考。
1、多層框架房屋結構類型的選擇
多層框架房屋結構設計過程中，基礎類型的選擇應充分結合房屋建設施工場地及周邊的地址情況、房屋上部結構荷載需求等因素。
在以往設計案例中，常有因基礎類型或上部結構設計不合理而造成的地基基礎不均勻下沉或地基基礎傾斜的問題，為了避免這類問題的出現，設計過程中需強化對房屋上部結構與基礎類型匹配度的研究，確�？蚣芙Y構的穩(wěn)定性與合理性。
此外，在保證多層房屋框架結構設計科學合理的基礎上，還應對候選方案的經濟性進行對比，綜合各方面因素選用最為經濟、可靠的設計方案。
多層框架房屋結構類型的選擇過程中，最需要關注的問題是框架結構的受力及其輔助設計，實際工作中可運用PKPM軟件進行操作：1)厚度參數。
通常情況下，單向板應當取值1/35板跨，雙向板應當取值1/40板跨。
在此基礎上進行相應的撓度與裂縫處理，并對板厚參數及配筋方案進行合理控制;2)柱的截面參數。
對柱的截面參數進行計算和分析;3)初選梁截面參數。
梁截面的高度參數一般應在梁的跨度的1/15到1/10之間，梁截面的寬度參數一般應在跨度的1/3到1/2之間，計算過程中應結合這一標準進行確定和分析;4)荷載載力。
計算過程中應充分考慮荷載載力因素，將其做輸入處理，目前PKPM軟件中的SATWE程序能夠對框架結構設計中的荷載載力參數進行處理計算，在此需要特別注意的問題是，框架柱的荷載設定應當滿足軸壓比的限制條件，依照此種限制因素對超筋及構造配筋的梁柱參數加以合理優(yōu)化與調整，此外，為確保共振穩(wěn)定性，還應對結構的自振周期進行嚴格檢驗;5)基礎選型。
目前多層框架房屋結構設計中常用的基礎類型有柱下筏板、柱下獨立基礎、柱下條基、柱基這幾種，每種基礎類型有其相應的適用情況和結構性能特點，應結合每項工程的實際設計需要進行合理選擇。
此外，現行建筑抗震規(guī)范明確要求，使用計算機計算出來的一切結果都應結合實際情況進行合理選擇和確定，因而，對于采用PKPM軟件計算出來的設計參數，都應結合實際情況進行比對分析，而不能盲目采用。
2、多層框架房屋結構梁的設計
多層框架房屋結構梁的設計過程中需要注意以下幾個問題：1)多層房屋框架結構設計中，應考慮由附加橫向鋼筋來承載梁下部的集中荷載，出于這一考慮，應在設計中添加吊筋和箍筋設計，而出于施工簡便，通常采用附加箍筋;2)框架梁與次梁的端部出現相交的現象，或者彈性支承在墻體上，對于梁端支座可以按照簡支梁的方式來處理，但是必須對梁的端箍筋進行加密;
3)抗扭梁設計過程中，應保證縱筋間距大于30 cm，同時確�？v筋的間距小于梁的寬度，此外，為了進一步提升多層框架結構的抗扭性能，在梁的設計過程中還常采用擴大腰筋直徑以及縮小腰筋間距的做法;4)通常，在多層框架結構設計中，框架梁的截面高度應在梁跨度的1/15到1/10間，而寬扁梁來說，框架梁的截面高度最大不應大于柱寬的兩倍。
3、多層框架房屋結構柱的設計
多層框架房屋結構柱的設計過程中應注意以下幾個問題：1)一般來說，若框架結構柱地面以上的部分為圓柱，那么地下部分常做成矩形柱，這樣一來既能夠較好地保證框架結構的穩(wěn)定性，又能減少工序提升施工效率;2)圓柱的縱筋應大于8根，同時，為了保證圓柱的穩(wěn)定性、整體性和承載力，通常采用螺旋式箍筋;
3)一般來說，對于矩形柱的箍筋，應采用井字符合形式，而對于特殊情況下需考慮抗震因素的工程，則應嚴格按照現行抗震設計規(guī)范采取相應的加固、加密對策，對于多層框架結構的角柱、梯柱和框架柱來說，應采取全柱高范圍內加密對策，對于抗震等級大于7級的施工區(qū)域，框架結構柱的截面邊長應大于25cm，對于3級以下的工程，框架結構柱的截面邊長應在40cm以上，而4級抗震情況下，框架結構柱的截面邊長應大于30cm。
4、多層框架房屋結構基礎設計
多層框架房屋結構基礎設計中需要注意兩個問題，一是柱下獨立基礎設計問題，二是梁柱邊彎矩計算問題：1)柱下獨立基礎設計。
一方面，現行的抗震規(guī)范設計中規(guī)定：當建筑工程地基的主要受力層范圍并非集中在軟弱粘性土層，并且建筑施工項目層高≤8層，總層高≤25m的情況下，這部分民用建筑工程在實際施工過程中可不必進行地基基礎抗震承載力的驗算。
因此，在實際設計工作中，對于抗震等級大于7級的地震施工區(qū)域的多層框架房屋工程而言，在其基礎設計過程中可免去抗震承載力的相關分析和計算。
但需要注意的是，這一情況下的基礎設計雖不必考慮抗震承載力因素，但必須考慮風力荷載作用力因素，在基礎設計和相關計算過程中，不得忽略這一因素。
此外，在以往的設計案例中，配筋比例不合理，房屋框架結構穩(wěn)定性和安全性差的問題并不少見，追究其原因發(fā)現，一些設計人員在柱下獨立基礎設計過程中，對于作用于基礎頂面的外荷載載力時未將剪力設計值考慮在內而僅僅考慮彎矩和軸力設計值，甚至將彎矩和剪力設計值均忽略掉僅僅考慮軸力設計值，這樣一來基礎設計方案有失合理性，一些設計尺寸參數較之實際情況偏小，難免造成配筋比例不合理的問題，為多層框架房屋結構埋下嚴重的安全隱患;2)梁柱邊彎矩計算。
多層框架房屋結構設計過程中，梁柱邊彎矩的計算，包括梁端最大正彎矩和最大負彎矩的計算，都應充分結合實際狀態(tài)下的梁端彎矩參數和剪力設計值參數，其計算公式如下：柱邊位置梁柱彎矩設計參數=剪力設計值參數±剪力設計值參數×梁柱柱寬參數/2。
5、總結
綜上所述，計算機的普及和各種電算軟件的出現為多層框架房屋結構設計帶來了諸多便利，對提升計算精確度和加快設計效率有著重要的意義。
但實際工作中，一些電算過程并未將實際施工情況納入考慮范圍，因而電算結果與實際情況存在一定的偏差。
對此，設計人員應注意結合實際施工條件和建筑物設計需要對電算結果進行適當的系統(tǒng)調整，以保證設計參數符合實際工程情況，進而確保多層框架房屋結構設計方案的可行性、可靠性和科學性。
參考文獻：
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房屋結構設計中的相關問題及對策【3】
【摘要】房屋結構關系到房屋中的生命財產，好的房屋結構不僅僅實用省材、屹立千年，還能在自然災害爆發(fā)時使生命財產得到最大的保全。
本文探討了房屋結構設計中的相關問題及對策，具有一定的參考價值。
【關鍵詞】房屋結構設計，問題，建議
在對房屋結構予以設計時具有復雜性與系統(tǒng)性，工程較大，且其設計水平與房屋建筑穩(wěn)定性、安全性、實用性以及可靠性緊密相關。
因此，設計人員需對自身專業(yè)素質予以不斷強化，并積累工作經驗，發(fā)揮創(chuàng)新思維，掌握先進設計方法與理念，以促使房屋結構設計更加科學合理。
同時還需與工程實際情況相結合，完善與優(yōu)化建筑結構設計與材料使用，確保房屋結構設計的安全性，保證人們的生命財產安全。
1 現行的基本房屋結構設計方法
1) 房屋結構的平面圖設計。
該平面圖的設計是依據房屋具體的施工位置和房屋的施工手段相結合，運用與之接近的設計圖紙和相關的設計方法，在設計過程中要遵守和符合建筑法律法規(guī)的相關規(guī)定，完成房屋的結構設計。
如今的房屋結構設計相當復雜，不僅僅需要專業(yè)的設計人員，計算機輔助制圖也是必不可少的，如 CAD 這樣的設計軟件也必須熟練掌握。
2) 房屋結構基礎設計。
房屋的結構基礎設計首先要保證房屋的牢固性，完成房屋結構設計以后，要按照設計圖紙并且遵照相關的法律法規(guī)，來確定所使用的混凝土的標號。
房屋的結構基礎設計最重要的是要保證房屋經久耐用、堅固牢靠。
設計人員亦應該考慮房屋建筑的實際施工情形，優(yōu)化設計，將設計和實際相結合。
3) 屋頂結構設計。
房屋的屋頂有平緩和較陡之說，當坡面較陡的時候，設計人員應該結合實際，適當的調整房屋結構的規(guī)整程度，調整板跨度、屋頂的坡度角，適當的降低屋脊轉折端的轉折復雜程度，用梁板式或者折板式來處理屋頂結構。
設計者在進行設計時要在頭腦中存在一個立體的房屋，清楚明白的表達自己的設計意圖，使施工人員心領神會，順利進行施工。
4) 大樣詳圖的繪制。
設計人員直接參閱正確的詳圖繪制進而進行大樣詳圖的繪制工作，詳圖的繪制必須保證房屋結構不變，逐步把細節(jié)具體化，在具體的繪制過程中要注意，高度和尺寸必須遵守相關法律法規(guī)的規(guī)定，結構簡單化，受力強度較好，這樣才能使房屋的結構設計符合心意。
2 房屋結構設計中存在的相關問題
1) 結構設置不合理。
很多房屋建筑的結構設計不合理，很多房屋設計機構在對房屋結構進行設計時，千篇一律，不注意分析房屋建筑的特殊性，也不考慮施工條件以及房屋建筑的自然地理條件和房屋建筑的周邊環(huán)境。
房屋的結構關乎一個房屋的堅固程度，是房屋建筑質量的核心所在，我國在房屋的結構設計方面有過這樣的先例，在汶川地震、玉樹地震中結構較好的房屋雖然遭到了嚴重破壞，但能保持基本骨架，不會對房屋中的人造成致命傷害，而且好的房屋結構設計質量輕，也在一定程度上減少了對人的傷害。
房屋的結構設計如果僅僅遵照理論，而不考慮實際情況，不嚴格遵守房屋建筑的相關法律法規(guī)，就會出現安全事故。
房屋結構的不合理性還表現在房屋的變形和錯位。
2) 尺度設計不合理。
房屋的高度、寬度要符合一定的比例，這樣不僅結構合理，也在外觀上給人一種美感。
房屋的高度和寬度設計應該按照有關部門的規(guī)定進行設計，有些開發(fā)商為了追求利益，在進行房屋結構設計時私自增加了房屋的高度和寬度，有的房屋設計甚至遠遠超過了建筑行業(yè)規(guī)定的標準，房屋高度和寬度的不合理將會使房屋的抗震能力嚴重降低，大大影響房屋的安全性能。
3) 房屋的地基設計不符合規(guī)范。
地基是整個建筑的基礎，如果地基不穩(wěn)固，房屋就好比建在半空之中，沒有安全性可言。
地基的設計關乎到整個建筑的安全，地基的設計不合理會給房屋的建筑施工留下嚴重安全隱患，房屋建筑建成之后，地基問題就會隨著時間的流逝日漸凸顯，主要表現為房屋的傾斜，房屋出現裂縫，嚴重的還會發(fā)生倒塌，使人們的生命財產遭受損失。
房屋地基的設計應該對房屋周圍的環(huán)境影響因素進行評價，不僅僅要滿足現今的要求，還要考慮長遠，要在地基周圍預留出一部分地基應對建筑承重不斷增加的情況。
4) 部分結構不合理。
在房屋的結構設計中，有的設計者為了滿足某種需求增加了底層的空間，因而減少了必要的防震墻，這樣一來，上下兩部分的防震墻不能整齊對應，出現了結構缺陷。
其次，對于某些房屋建筑的設計，設計者沒有具體分析建筑的周圍環(huán)境，把房屋建筑進行了錯誤的抗震分類，從而在以下的結構設計中均出現不當。
5) 消防設計不合理。
消防問題在近些年越來越被重視，但是在房屋的設計中，有些設計人員依然不去重視消防問題，認為房屋中不會出現什么大的事故，這樣的設計思想誤區(qū)會給房屋安全帶來極大的隱患。
消防設計的不合理很可能在房屋發(fā)生火災或者其他突然事件時束手無策，造成重大的生命財產損失。
在一些建筑中，有些緊急疏散口的標志方向不對，有些消防器具的擺放位置不合理，這些都可能在災害發(fā)生時發(fā)揮不了相應的作用。
3 針對房屋設計問題的相關建議
1) 房屋結構設計合理化。
房屋的結構設計一定要遵守房屋建筑的相關標準，嚴格遵守房屋設計的基本原則，對房屋建筑進行實地測量，在充分了解房屋建筑實際情況的條件下進行結構設計，準確進行抗震分類，根據氣候條件合理設計房屋的屋頂坡面
角度。
房屋建筑在設計時一定要注重房屋建筑的牢固程度，符合相應的抗震標準，在完成房屋建筑的設計以后要利用數字化軟件進行模擬實驗，確保設計合理。
2) 控制房屋的寬度和高度。
房屋建筑的設計人員要嚴格按照我國建筑行業(yè)的有關標準，不能滿足開發(fā)商的不合理要求，遵守職業(yè)道德。
另外，建筑行業(yè)應該聯合起來，在行業(yè)內部制定相關的制度，確保設計者能夠按照行業(yè)標準進行設計。
3) 地基的設計。
在房屋建筑的地基設計時，應該著眼長遠，預留出一部分地基，考慮建筑物的最大承重，防止建筑物因承重過大或者房屋附屬建筑的建造出現問題。
4) 消防問題。
設計者應該充分考慮消防安全，消防安全是房屋建筑安全的最后一道屏障，設計人員應該充分了解消防設計的相關規(guī)定，明確房屋建筑中，消防器具的位置，逃生出口的標志，逃生出口應該充分考慮緊急疏散人口時的特殊情形，使逃生出口在關鍵時刻能夠立即打開。
另外，防火間應該設計在最為容易觸摸到的地方，防火分區(qū)要面積合理，起到隔離的作用。
4 結語
房屋的結構設計是房屋建筑的起始工作，設計工作的質量直接影響著房屋建筑的質量。
房屋的設計工作要根據房屋的用途和房屋的實際建筑環(huán)境進行，不能千篇一律。
房屋結構設計中應注意地基的設計要穩(wěn)固，結構設計要堅固，屋頂設計要符合氣候特征，高度寬度設計要符合安全要求，抗震設計要嚴格。
對于以往房屋建筑設計中存在的不足加以改正，在房屋的建筑設計中注入安全的、合理的、綠色的新元素。
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