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簡介:SRCRC框架核心筒組合結構充分利用了不同材料及結構構件的優(yōu)點,在高層建筑中具有廣泛的應用前景和較強的性能優(yōu)勢,并且相對于傳統(tǒng)結構和鋼結構,采用SRCRC豎向混合結構可以有效的減少建造成本,能夠實現(xiàn)結構良好抗震性能和經(jīng)濟性能的相互統(tǒng)一。本文采用基于性能的抗震設計思想和方法,它作為一種新興的先進抗震設計理念,與傳統(tǒng)的抗震設計思想相比具有多級性、全面性和靈活性等特點,能夠準確地了解和掌握結構在地震中的破壞情況,分析結構的薄弱樓層和構件,以便使設計者采取相應的抗震措施對結構進行處理,從而改善和提高結構的抗震性能。本文根據(jù)基于性能的PUSHOVER分析理論,利用SAP2000程序實現(xiàn)了對SRCRC結構的PUSHOVER分析,對PUSHOVER分析法的基本原理、分析步驟、基本功能等問題進行了針對性的闡述。本文在分析國內外基于性能的抗震設計思想與方法研究成果的基礎上,比較結構在逐層柱中添加型鋼過程中,以柱中的配鋼率為參數(shù),研究不同的結構在8度常遇和罕遇地震力作用下,深入討論了靜力彈塑性分析中的側向荷載分布模式、結構頂點目標位移的確定、高振型的影響以及結構的計算模型等問題,得出了結構荷載、側移變化、彈塑性最大層間側移和最大層間側移角,分析了結構構件的屈服和破壞順序??紤]了型鋼混凝土構件配鋼率變化這一因素,提出不同配鋼率下型鋼混凝土構件的受力特性,對合理的構件配鋼率范圍行了計算,分析了配鋼率的不同對結構整體性能的影響,并建議了合理的配鋼率范圍。以便使設計者根據(jù)工程實際情況,以本文為參考采取相應的措施對結構進行處理,本文的研究內容相對于現(xiàn)行的型鋼混凝土組合結構設計規(guī)程中含鋼率及其影響更加具體化,并縮小了配鋼率范圍,對混合結構的設計具有一定的參考價值。
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簡介:鋼筋混凝土異形柱框架結構體系是近年來推廣使用的一種新型結構體系,其抗震性能一直為人們所廣泛關注。目前國內外學者對異形柱平面框架抗震性能的研究比較深入,對異形柱空間框架結構抗震性能的研究較少,對采用基礎隔震后的異形柱空間框架結構抗震性能的研究則更少。而對后者的研究是這種結構體系抗震設計研究的發(fā)展方向之一,具有重要的理論意義和實用價值。因此,針對異形柱空間框架結構采用基礎隔震后的抗震性能,本文進行了專門的分析研究。本文以廣州大學已經(jīng)建成的一棟鋼筋混凝土異形柱框架結構為模型,應用SAP2000非線性結構分析程序模擬該結構在4種地震波輸入下的地震反應計算和對比了非隔震和隔震異形柱框架模型的動力特性和地震反應,分析了采用不同水平剛度隔震層的異形柱框架結構體系的隔震效果。結果表明,基礎設置隔震裝置后,異形柱框架結構隔震體系的抗震能力得到很大改善,結構在地震作用下的動力響應顯著減小。隔震結構體系的基本振型表現(xiàn)為上部結構的整體平移隔震層相對位移最大。進行異形柱框架結構隔震設計時,通過合理選擇隔震支座的水平剛度和阻尼,達到預期的減震效果。以上結果為今后異形柱框架結構體系的隔震設計研究提供了可靠的理論依據(jù)。
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簡介:基于性能的抗震設計思想作為一種新興的先進抗震設計思想,與傳統(tǒng)的抗震設計思想相比具有多級性、全面性、靈活性的特點,在經(jīng)濟和物質快速發(fā)展的今天,更能被多數(shù)業(yè)主和結構設計者所接受?;谖灰频慕Y構抗震設計作為基于性能抗震設計的重要方法之一,有很強的發(fā)展趨勢,但在很多方面有待完善,其中性能水平及其評價指標是重要的環(huán)節(jié)之一,本文對此展開以下幾個方面的研究工作通過分析、總結國內外對結構性能水平的研究現(xiàn)狀以及相關規(guī)范的規(guī)定,結合我國國情,針對鋼筋混凝土框架結構,提出了五級抗震性能水平和四級抗震設防目標。通過分析結構變形與損傷的關系,得出了選取層間位移角作為結構抗震性能水平量化指標的合理性。統(tǒng)計分析了國內15榀鋼筋混凝土框架結構擬靜力試驗中得到的26組關于層間位移角的實測數(shù)據(jù)和國內外126個鋼筋混凝土框架柱的抗震性能試驗數(shù)據(jù),提出了鋼筋混凝土框架結構在不同性能水平時的量化指標。利用有限元分析軟件SAP2000,通過非線性靜力分析和時程分析,對本文提出的鋼筋混凝土框架結構各性能水平的量化指標的合理性和有效性進行了計算分析。結果表明,以基本抗震設防目標設計的框架結構在不同地震作用下,其各級性能水平所對應的層間位移角可以滿足本文所提出的層間位移角限值的要求。利用直接基于位移的抗震設計方法,通過對一個六層框架結構分別在不同地震作用水平下具有不同的性能水平進行了設計,結果表明,利用本文提出的層間位移角作為結構性能水平的量化指標,可阻有效地控制結構在不同地震作用下的抗震性能,便于結構設計者對框架結構進行基于性能的抗震設計。
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簡介:基于位移的結構抗震設計是基于性能抗震設計的重要方法之一,因其性能水平的確定比較直觀,方法較易操作等優(yōu)點,必將代表本世紀抗震設計方法的發(fā)展趨勢。鋼筋混凝土結構基于位移的抗震設計主要包括兩方面的內容,一是由目標位移確定結構的基底剪力,然后進行構件截面承載力設計;另一方面是由目標位移延性確定構件截面的曲率延性,從而進行構件截面的變形能力設計。針對鋼筋混凝土框架結構的側向剛度沿高度變化的特點,本文提出對于多層框架,用作用倒三角形水平分布荷載的變剛度懸臂柱的側移曲線,作為結構的側移模式,并依此確定了等效單自由度體系的等效參數(shù),求得結構的基底剪力,進行構件截面承載力設計,并對所設計結構進行了推覆分析。經(jīng)與等剛度側移模式相比,發(fā)現(xiàn)該法更為合理。為了準確地掌握結構的抗震性能,研究結構在地震作用下的屈服部位、屈服過程及最后形成的屈服機制就顯得非常重要,本文提出了一種屈服比方法,可使結構設計人員較為方便地進行截面塑性鉸的判定,從而較為胸中有數(shù)地了解結構在進入非線性狀態(tài)后的性能。在結構的極限變形狀態(tài)下,為保證其整體或局部不發(fā)生脆性破壞,截面的變形能力設計起著關鍵作用。本文由結構的位移延性需求,針對不同破壞機制得到截面的曲率延性需求,并通過約束混凝土與其外部約束之間的關系建立了框架梁、柱的配箍特征值計算公式。
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簡介:隨著系統(tǒng)的復雜度越來越高,就要求集成框架具備更靈活、動態(tài)的,高效的管理和處理能力。在現(xiàn)今,隨著軟件體系結構的完善和相關規(guī)范的逐步建立,軟件綜合集成上有了很大進步。隨著一些新技術的發(fā)展,一些以前很復雜的軟件開發(fā)協(xié)作中的問題也逐漸有了解決的技術辦法,構件技術的出現(xiàn)和成熟應用為解決異地按規(guī)范集成、開發(fā)提供了可能,插件技術的出現(xiàn)為解決異地按規(guī)范進行流程集成、界面集成、系統(tǒng)組織運用提供了更好的范本。本文首先分析了當前集成框架和集成技術的研究現(xiàn)狀,總結了在集成中存在的問題和不足;探討了集成框架的相關概念和基于組件技術的集成框架的基本模型。在基于插件的組件技術上提出了基于插件的集成框架的體系結構、模型然后對基于插件的集成框架進行了總體設計,細節(jié)實現(xiàn),重點分析了基于插件系統(tǒng)的體系結構、插件系統(tǒng)、集成規(guī)范以及應用模式等功能,最后提出了基于集成框架的軟件開發(fā)平臺的思想。
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簡介:結構的動力響應一直是土木工程設計中一個非常重要的問題,特別是對于高層建筑和橋梁等大型土木工程結構的抗震、抗風問題更是如此。而智能材料的開發(fā)與應用就為之提供一個有效的新途徑,使結構的自適應控制成為可能。尤其是形狀記憶合金SMA這種新型智能材料,其獨特的耗能特性、形狀記憶效應、超彈性效應以及高阻尼特性,使得它在抗震設計中有很大的潛力。本文首先介紹了形狀記憶合金性能特點及其在土木工程中的應用情況,闡述了目前形狀記憶合金本構關系的研究現(xiàn)狀,重點介紹了SMA在有限元程序ANSYS中的超彈性本構關系,并且利用ANSYS程序對SMA棒材進行了拉伸試驗,分析了材料自身參數(shù)對其超彈性性能的影響;接著,歸類總結了基于SMA超彈性的各種阻尼器的形式、作用機制、特點及其在結構被動控制中的應用情況;然后,對裝有SMA棒材的兩層鋼結構框架進行了數(shù)值模擬,考慮了合金相變參數(shù)值、合金的尺寸、預應變、合金在結構中放置方式及位置等變化對結構減震效果的影響。研究結果表明,裝有SMA的框架結構頂層位移明顯減小,SMA的相變參數(shù)值越大,長度越長,減震效果越理想,有預應變的減震器效果更好;最后,基于各種耗能支撐形式的基礎上提出了裝有SMA棒材作為耗能器的新型耗能支撐體系SMA剪刀型耗能支撐體系和SMA肘節(jié)式耗能支撐體系,并應用ANSYS對裝有新型SMA耗能支撐體系的結構進行了瞬態(tài)分析。研究結果表明,新型耗能支撐體系可以有效地減小結構在地震作用下的反應。
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簡介:預應力裝配式混凝土框架結構是一種嶄新的結構形式,它是把預制好的梁和柱運至施工現(xiàn)場,采用吊裝機械把構件吊裝就位,在梁柱預留孔道中穿入預應力筋,通過后張預應力筋的擠壓力把梁柱構件拼裝成整體框架的一種結構。它把預應力混凝土和裝配式結構有機地結合起來,使其兼有預應力混凝土和裝配式結構的優(yōu)點。本文在國內外研究的基礎上,針對無粘結預應力裝配式混凝土框架結構及其抗震性能開展了試驗和理論研究,內容概括如下1研究確定無粘結預應力裝配式混凝土框架結構梁柱連接的構造。在研究現(xiàn)有連接的基礎上,提出了梁柱連接的評價原則,分析了以往連接存在的缺點和不足,闡述了新型連接的設計思想,確定了無粘結預應力連接的兩種構造方式全預應力連接和混合連接。闡述了全預應力連接和混合連接的工作機理,構造特點和設計注意事項,討論了采用無粘結預應力連接的裝配式框架的施工方法。2全預應力連接的抗震性能研究。在對四個全預應力連接的裝配式框架梁柱內節(jié)點試件和一個現(xiàn)澆混凝土節(jié)點參考試件施加低周反復荷載的基礎上,研究了全預應力連接的滯回曲線、骨架曲線、剛度退化、變形能力、位移延性、能量消耗等性能,建議了相應的恢復力模型。綜合分析結果表明,全預應力連接裝配式混凝土框架結構具有良好的抗震性能。3混合連接的抗震性能研究。在對六個混合連接的裝配式框架梁柱內節(jié)點試件施加低周反復荷載的基礎上,研究了混合連接的滯回曲線、骨架曲線、剛度退化、變形能力、位移延性、能量消耗等性能,建立了恢復力模型。研究結果表明混合連接的裝配式混凝土框架結構綜合抗震性能最好,其耗能能力與整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構相當,強于全預應力連接的框架結構。4無粘結預應力裝配式混凝土框架結構非線性分析。針對預應力裝配式混凝土框架結構的特點,按照變形的協(xié)調關系,通過求解微分方程,建立了節(jié)點轉角與柱頂位移的關系式。對于全預應力連接結構,根據(jù)構件的變形特征在混凝土應變和預應力筋的應變之間建立起了聯(lián)系;在考慮構件損傷影響條件下,通過對關鍵截面的內力和應變分析提出了相應的結構非線性分析方法。針對混合連接結構,分析了梁柱連接截面非預應力連接鋼筋應變與裂縫寬度之間的關系,改進了連接鋼筋無粘結區(qū)應力傳遞長度內鋼筋伸長量的計算方法,提出了關鍵截面連接鋼筋的應變計算公式,通過內力分析給出了混合連接結構的非線性分析方法,編制了分析程序。5理論分析與試驗結果對比。利用編制的結構非線性分析程序,分別對所試驗的全預應力連接和混合連接試件進行了非線性分析,通過與試驗結果的對比,驗證了理論分析的合理性。6結構設計建議。針對無粘結預應力連接的構造和變形特點,討論了無粘結預應力筋極限應力的計算方法,根據(jù)截面平衡條件分別建立了全預應力裝配式混凝土框架結構和混合連接裝配式混凝土框架結構梁柱連接截面的抗彎強度、抗剪強度計算公式。此外,還對預應力裝配式混凝土框架結構的細部構造提出了建議。文中研究的預應力裝配式混凝土框架結構在抗震設防區(qū)具有廣闊的應用前景,部分研究成果為制定預應力裝配式框架結構設計規(guī)范提供了依據(jù)。
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簡介:鋼結構因其輕質高強、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工速度快和投資效益高等綜合優(yōu)勢在國內外應用十分廣泛。近年來隨著高強度材料的應用、分析模型和技術的日趨精細使鋼結構的重量更輕、跨度更大、剛度更柔、體形日愈復雜。這使得鋼結構的穩(wěn)定性計算的重要性更為突出,并決定了鋼結構的整體穩(wěn)定分析要考慮幾何非線性要能有效地考慮結構的初始缺陷必要時還要考慮幾何非線性和材料非線性相互耦合的雙重非線性以及由上述因素引起的屈曲荷載降低和屈曲性能的改變。但現(xiàn)行的鋼結構規(guī)范主要解決的是構件和板件的穩(wěn)定,常以框架柱的穩(wěn)定性計算代替框架整體穩(wěn)定分析稱之為計算長度法。這種整體穩(wěn)定分析方法只適用于普通框架結構。用于和假定相近的框架時近似程度很好但用于和假定條件相差較多的框架或者更復雜的空間結構時,誤差較大,整體穩(wěn)定分析缺乏適用性。本文通過分析鋼框架結構穩(wěn)定性問題的特點,在介紹和探討考慮幾何和材料雙重非線性的鋼框架極限承載力研究的基礎上,以某復雜鋼框架結構為例,采用ANSYS有限元程序對其進行穩(wěn)定性計算分析。通過正確的有限元建模,選擇合適的計算方案和迭代技術,對該結構在載荷作用下的變形和失穩(wěn)過程進行了計算和模擬,得到了荷載位移曲線和極限承載力大小,給出結構在給定荷載下的安全儲備或超載能力,為結構設計和營運管理提供依據(jù)和保障。根據(jù)雙非線性穩(wěn)定性分析計算結果,詳細分析了該結構各重要構件的塑性發(fā)展過程,并給出結構在設計過程中應該著重考慮的薄弱部位。復雜結構的非線性穩(wěn)定全過程分析目前在理論和軟件應用上都并不是很成熟。ANSYS為少數(shù)幾個提供了非線性屈曲分析的軟件之一。根據(jù)計算過程中可能遇到的各種問題以及解決方式,本文對使用ANSYS軟件進行復雜鋼框架結構的非線性穩(wěn)定性分析給出一些經(jīng)驗性的建議。
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簡介:在現(xiàn)代建筑中,不設伸縮縫的超長框架結構,可以更好的滿足建筑物的使用要求,對于這方面的工程理論研究也越來越多。而在實際工程中超長框架混凝土的早期收縮裂縫問題也呈逐漸增多趨勢。本文在綜合前輩研究成果的基礎上,主要針對超長框架結構的早期收縮應力及由此而產生的施工期間的收縮裂縫,進行了深入而系統(tǒng)的理論分析,并應用于工程實踐。本文首先從混凝土產生收縮裂縫的基礎理論入手,對混凝土早期收縮裂縫機理、成因及影響因素進行了詳細的理論分析,并對混凝土收縮及收縮變形值進行了分析。在此基礎上,以三維有限元模型為計算模型,建立了模型,運用ANSYS有限元軟件對超長框架結構早期收縮變形下的收縮應力進行線彈性分析,找出了結構的收縮應力隨建筑物長度、層數(shù)、板厚等變化的規(guī)律。并進一步討論了補償收縮混凝土的原理及其在超長框架結構中的應用,對補償收縮混凝土的設計、施工、配制進行了討論。指出了限制膨脹率的計算方法,為補償收縮混凝土應用于超長框架結構打下了堅實的基礎。本文還對相關工程進行實例分析,給出了超長框架結構施工期間減少收縮裂縫的實際做法,對超長框架結構的抗裂縫操作提供參考資料,并對比工程效果,進一步完善了施工抗裂技術及措施。
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簡介:天津理工大學碩士學位論文鋼框架整體結構在火災下行為的研究姓名宋平娜申請學位級別碩士專業(yè)機械設計與理論指導教師陳玲20060101摘要ABSTRACTALONGWITHECONOMICALDEVELOPMENT,STEELSTRUCTUREISUSEDMOREANDMOREWIDELYBECAUSEOFITSMANYMERITS,SUCHASHIGHSTIFFNESS、LOWWEIGHT、EASILYINSTALLEDANDSOONMEANWHILE,THENUMBEROFFIREOCCURRENCEANDTHELOSSBECAUSEOFFIREAREINCREASINGFUNCTIONOFCONSTRUCTIONISTOSUPPORTLOADSWITHTHEWHOLESTRUCTURE,SOWHOLESTRUCTUREDOESNOTMINEDWHENONLYASINGLECOMPONENTRUINEDWHOLESTRUCTUREISSTILLABLETOSUPPORTLOADSBECAUSEINNERSTRESSWILLREDISTRIBUTEITISNECESSARYFORSTEELSTMCTURETOCOMPUTEITSCAPABILITYOFFIRERESISTANCEUSINGWHOLESTRUCTUREASTHEOBJECTTAKINGWHOLESTRUCTUREASTHEOBJECT,ONTHEBASISOFANSYS,USINGSTRUCTUREFIRERESISTANCEDESIGNMETHODTHATBASEDONTHECOMPUTATION,THISTHESISDOESTHEFOLLOWINGRESEARCHESFIRSTLYDEVELOPASIMPLIFYINGMODELITISREASONABLEFORSIMULATINGTHERELATIONSHIPOFDIFFERENTCOMPONENTSTOTAKEWHOLESTRUCTURE鰱THEOBJECTANDSOLUTIONSCOPEBECOMESHUGEINORDERTOLIMITSOLUTIONSCOPETHETHESISDEVELOP、ASIMPLIFYINGMODELACCORDINGTHESTUDIESOFTHEEFFECTTHATPARTFIREPLAYSONTHEADJACENTAREAANDTHEWHOLESTRUCTURESECONDLYSTUDYSTEELSTRUCTUREINFIREWITHDIFFERENTPARAMETERSCONSIDERINGTHEEFFECTSOFDIFFERENTRESTRICTIONSPLAYINGONWHOLESTRUCTURE,ITTAKESTWOCONNECTIONMETHODSTOSIMULATESTEELSTRUCTUREINFIRECARRYINGONTHEQUANTITATIVEEVALUATIONANALYSISWITHTHEBEAMPROTECTEDANDTHESECONDARYBEAMUNPROTECTEDGETTHEEFFECTSTHATWHOLESTRUCTUREISINFIREWHENPROTECTEDINDIFFERENTWAYSRESEARCHINGMECHANICSPERFORMANCEWHENREINFORCEDCONCRETEISACTEDBYTEMPERATURELOAD,PROPOSELAYEREDREINFORCEDCONCRETEMODELTHATWILLAPPLYININDUSTRYTHIRDLYVERIFYCOMPUTINGMODELANDMETHODTEMPERATUREDISTRIBUTIONALONGTHEHIGLISECTIONISNONUNIFORMHOWEVERTEMPERATUREGRADPLAYSANIMPORTANTPARTINREVIEWINGMECHANICPERFORMANCEOFBEAMSINFIREWITHDIFFERENTRESTRICTIONITISTHEFIRSTTIMETOPERFORMTHEEXPERIMENTANDSIMULATIONFORCOMPOSITESLABBEAMINLOCALFIREANDDEDUCETHERMALPARAMETERSTHATWILLNEEDEDTOCARRYONSIMULATIONINSPECIFICFIRECONDITIONWITH“REVERSEMETHOD”NAMELYACCORDINGTOMEASUREDTEMPERATURETODEDUCETHERMALPARAMETERS,SUCHASHEATCONDUCTIONCOEFFICIENT,RADIATECOEFFICIENTANDCONVECTIONCOEFFICIENTFINALLYSIMPLIFYTHEUSAGEOFSOFTWAREANSYSINORDERTOMAKETHESOFTWAREUSEDEASILYANDADAPTTHEACTUALPROJECT,THETHESISDEVELOPSTHECOMMERCIALSOFTWAREANSYSSOENGINEERSANDTECHNICIANSWILLTAKEFULLUSEOFITKEYWORDSANSYS;FINITEELEMENT;FIRERESISTANCEDESIGN;EXPERIMENT2
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簡介:預應力框架結構具有建造跨度大、結構性能好、節(jié)約鋼筋、生產工藝布置靈活等一系列優(yōu)點,目前正在我國的工業(yè)與民用建筑中得到廣泛利用。但預應力框架結構設計的復雜性,卻影響了他的使用。為了對預應力框架結構在理論與設計結合上作進一步的研究,推動預應力結構的普及與發(fā)展,減輕設計人員的工作負擔,充分利用計算機長于計算和數(shù)據(jù)處理的特長,結合工程師的設計經(jīng)驗,研究并開發(fā)了此預應力框架結構CAD設計系統(tǒng)。本CAD系統(tǒng)提供了交互式輸入、自動建模、荷載計算、結構內力計算、構件設計計算、計算結果圖形顯示、施工圖自動成圖和計算文本的輸出等功能,是一種快捷、適用、有效的預應力框架結構設計工具。本系統(tǒng)運采用面向對象技術。系統(tǒng)本身的實現(xiàn)是采用在WINDOWSVITAS環(huán)境下,用面向對象的可視化編程工具VISUALC60作為開發(fā)工具,實現(xiàn)了程序設計工程的自動化。本系統(tǒng)采用主窗口與分級窗口的操作模式,用戶界面良好、操作方便靈活,具有理想的結構計算結果及可視化輸出,具有良好的維護性和可擴展性。本文詳細介紹了預應力框架結構的設計方法,主要包括1波形曲線的預應力損失計算。2等效荷載,綜合彎矩,次內力的計算。3預應力筋用量的計算。4施工階段,使用階段下的驗算。5柱筋用量的計算。6本系統(tǒng)的使用方法。
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簡介:武漢理工大學碩士學位論文神經(jīng)網(wǎng)絡在框架結構損傷診斷中的應用研究姓名李志寧申請學位級別碩士專業(yè)結構工程指導教師沈少波20071101武遺堡王盔堂亟堂僮途塞關鍵詞人工神經(jīng)網(wǎng)絡框架結構模態(tài)參數(shù)損傷識別固有頻率Ⅱ
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