高层建筑施工doc.docx
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高层建筑施工doc
南京工业大学
课程设计
课程名称：
高层建筑施工
学院：
土木工程
学号：
30
学生姓名：
张驰
班级：
土木1206
2015年12月31日
一、工程概况…………………………………………………………2
二、编制依据…………………………………………………………3
三、脚手架搭设方案…………………………………………………3
四、脚手架搭设施工…………………………………………………4
五、附着式升降脚手架搭设及验算…………………………………7
六、脚手架验收要求………………………………………………10
七、脚手架使用中应遵守的规定…………………………………13
八、脚手架拆除……………………………………………………13
九、搭设脚手架的安全措施………………………………………16
十、钢管落地脚手架计算书………………………………………18
十一、普通型钢悬挑脚手架计算书………………………………31
一．工程概况
建筑高度为99m，长80m，宽40m的一栋建筑，共23层，地下三层，一至二层为商业用房，三层至二十三层为办公用房。
二．编制依据
1.《建筑施工计算手册》
2.《建筑施工手册》第四版
3.《钢结构设计规范》GB50017-2003
4.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
5.《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》
6.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
7.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
8.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
三．脚手架搭设方案
1.本工程地上23层，一、二层层高4.79m，标准层层高3.95m，总高99m。
2.内脚手架选择：
3.9米层高以上的选用￠48×3.2管搭设满堂脚手架，3.9米层高以下的采用门式脚手架，定型钢脚手板搭设。
3.外脚手架搭设选择：
（1）外墙采用落地式双排脚手架；
（2）建筑5层（17.5m）以下，采用落地式脚手架，5层以上采用型钢悬挑式脚手架，分四段搭设。
17.5米至37.23米为第一段；37.23米至56.98米为第二段；56.98米至76.73米为第三段；76.73米以上为第四段。
4.为保证施工安全，选用附着升降式脚手架，即爬架。
四．脚手架搭设施工
（一）满堂脚手架搭设施工
1.材料选择：
Φ48×3.2㎜脚手架钢管及配套扣件，1×1.5m竹脚手片。
2.搭设要求：
立杆间距1.5m，立杆离墙边300㎜，步高1.8m。
搭设高度为楼板底下来1.7米，满铺脚手片，每块竹脚手片四周用铁丝扎牢。
3.满堂脚手架在合适的位置设置上下人钢扶梯，楼梯四边高1.2米高扶手和0.5米高挡身杆。
4.门式脚手架高度为一步，按两片一组定型脚手板搭设即可，以便于移动。
（二）落地式双排脚手架搭设施工
1.材料：
Φ48×3.2㎜脚手架钢管及配套扣件，1×1.5m竹脚手片，阻燃型密目网。
2.基础做法：
100厚碎石垫层；100厚C15素砼基础；外侧设250宽砖砌排水明沟，转角处设置排水窨井。
基础在地下室顶板上时，通长铺设40厚，150㎜宽松木板做垫板。
3.脚手架立杆纵距1.5米，横距1.05米，离墙0.30米，步高1.8米。
地下室搭设5步，写字楼、商务楼各搭设10步。
4.脚手架搭设程序
放样定位—摆扫地杆—逐根竖立杆—安装扫地杆—搭设第一步大小横杆及水平杆—铺设第一步脚手片—安装连墙杆—安装斜撑及剪刀撑—安装扶手杆及挡脚杆—接立杆—张挂安全网—三步搭设完毕后验收
5.相邻立杆接长的位置应错开在不同的架步内，上下大横杆接长应错开在不同的立杆间距中。
立杆各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。
且接长必须采用对接扣件，严禁用两个活扣绑接。
小横杆伸出立杆长度不小于100㎜，靠墙一端的外伸长度不大于0.4L。
6.剪刀撑从转角处开始设置，连续满面设置，剪刀撑的斜杆与地面夹角为45～60度，剪刀撑斜杆接长采用搭接法，搭接长度不少于1米，搭接扣件不少于3个。
7.拉接点设置，采用刚性拉结点，拉结点按“两步三跨”菱形布置，且纵距小于4.5米，步距小于3.6米，拉结点采用双扣件固定。
8.脚手片满铺，第一步满铺，工作面两步满铺，每间隔四步满铺一步且从第一步开始每间隔四步用木板做好架体与结构体之间空隙密封，离墙面120-150㎜。
9.每步架体设1.2米高防护栏杆和0.6米高中栏杆,下设0.18米高挡脚板，架体转角处立1.5米高竹脚手片挡板，脚手架外侧满挂密目安全网。
10.架体四个角设防雷接地，其接地电阻小于10欧姆。
11.架体搭设必须做到纵成线，横成方，杆身垂直。
大横杆水平，小横杆伸出脚手架尺寸统一，钢管油漆颜色一致，无锈蚀。
剪刀撑按黄黑色间隔油漆，以保证外观架的完整和美观。
12.根据建筑物外形情况，选择恰当位置搭设上下人斜道，斜道坡度为1：
3，斜道采用脚手架同等材料搭设，斜道上满铺脚手片，并和钢管扎牢，每隔300㎜扎一根20×40的防滑条，斜道外侧设扶手杆和挡脚板，外侧1/2面挂设密目安全网。
（三）悬挑式外脚手架搭设
1.材料选择：
［16a号槽钢；Φ48×3.2脚手架钢管及配套扣件；Φ14钢丝绳；1×1.5m竹脚手片。
2.悬挑梁和楼面固定方法：
悬挑梁伸入楼面搁置长度不小于1.5米，设两个固定点，固定点采用￠16圆钢螺栓，钢板固定。
3.悬挑梁采用Φ14钢丝绳上拉卸载，钢丝绳下面固定在外挑槽钢端头处，上面固定于上一层的砼梁内预埋的Φ16钢筋吊钩上。
4.脚手架立杆纵距1.5米，立杆横距1.05米，离墙0.30米，步高1.8米。
5.悬挑脚手架搭设步骤
放样定位—安放槽钢挑梁—摆设扫地杆—逐根竖立杆—安装扫地杆—搭设第一步大小横杆及水平杆—铺设第一步脚手片—安装连墙杆—安装斜撑及剪刀撑—安装扶手杆及挡脚杆—接立杆—张挂安全网—三步搭设完后安装钢丝绳吊索—验收
6.相邻立杆的接长的位置应错开在不同的架步内，上下大横杆接长应错开在不同的立杆间距中，且接长必须采用对接扣件，严禁两个活扣绑接。
小横杆伸出立杆长度不小于100㎜。
7.剪刀撑从转角处开始设置，连续满面设置，剪刀撑的斜杆与地面夹角为45-60度，剪刀撑斜杆接长采用搭接法，搭接长度不小于1米，搭接扣件不少于3个。
8．拉结点设置，采用刚性拉结点，拉结点按“两步三跨”菱形布置，且纵距小于4.5米，步距小于3.6米，拉结点采用双扣件固定。
9.脚手片满铺，第一步满铺，工作面两步满铺，每间隔四步满铺一步且从第一步开始每间隔三步用木板做好架体与结构体之间空隙密封。
10步架体设1.2米高防护栏杆和0.3米挡脚杆，架体转角处立1.5米高竹脚手片挡板，脚手架外侧满挂密目安全网。
10.架体四个角利用主体柱钢筋作防雷接地，其接地电阻小于10欧姆。
11.架体搭设必须做到纵成线，横成方，杆身垂直。
大横杆水平，小横杆伸出脚手架尺寸统一，钢管油漆颜色一致，无锈蚀。
剪刀撑按黄黑色间隔油漆，以保证外观架的完整和美观。
五．附着式升降脚手架搭设及验算
（一）外架吊点及平面布置
（二）附墙点预埋
1.吊点的预埋点设在边梁上，每个吊点按设计位置中心线左右100mm各埋设一根预埋管。
由于建筑物楼层间梁的平面位置有变动，预埋点的位置应以建筑物柱心为标准确定。
2.预埋点平面位置要求按图确定，误差要求见附图。
3.预埋管立面位置为该层楼板下表面以下100mm，误差要求见附图。
4.每个吊点各楼层预埋点中心线在水平面上的投影与设计位置的误差：
左右不大于20mm。
5.预埋管必须与钢筋捆扎牢固，以免浇灌砼时被震歪或移位。
（三）控制室位置：
控制室高度为架体第三步架上。
控制室搭设三平方米左右，两侧全封闭，正面除门以外全封闭，背面封闭三分之二，顶部木方做梁，并用1cm的九夹板封闭二层，再用彩条布铺好。
底部斜撑钢管斜撑到下一步架的大横杆上。
（四）电缆线共计64根，从控制室始沿两边架体铺设至分片处，电缆线应铺设在第三步架安全网外面，并用铁丝牢固绑扎在大横杆上，绑扎点间隔不能超过30cm，以免受到冲击造成意外。
（五）吊点受力验算
建筑结构选受力状况最不利的吊点验算DD21，该边梁截面为b×h=200×500）。
该吊点受外力按5m跨架体自重加施工荷载计算，只考虑单层附着支撑受力。
见图。
1.施工荷载3000N/m²，动力系数为1.05；施工面积3.29m²，两层同时施工；自重30000N。
吊点离边梁近端根部距离L₁=700mm，离边梁远端根部距离L₂=1300mm。
吊点处外架作用力F=3000×3.29×2×1.05+30000=50727（N）
吊点处边梁所受弯矩Mmax=F×L₁×L₂/（L₁+L₂）=50727×1300×700/（1300+700=23080785N·mm=23KN·m
2.根据梁平面整体配筋图，该边梁配筋为不少于3Φ18受拉。
计算该边梁在混凝土强度达到C20时的荷载设计值。
As=3×π×（18/2）2=763.02（mm²）
（1）确定材料强度设计值：
fcm=9.6N/mm²fy=360N/mm²
（2）确定梁的有效高度
h0=h-35=500-35=465（mm）
（3）计算
As×fy=763.02×360
ξ=0.25
fcm·b·h=9.6×200×465
查表得：
as=0.21
（4）计算
Mu=as·fcm·b·h02=0.21×9.6×200×4652
=87181920（N·mm）≈87KN·m
边梁：
Mu=87KN·m>Mmax=23KN·m
故该边梁满足强度要求。
六．脚手架检查验收
（一）脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收：
1.基础完工后及脚手架搭设前；
2.作业层上施加荷载前；
3.每搭设完10-13m高度后；
4.达到设计高度后；
5.遇有六级大风与大雨后；寒冷地区开冻后；
6.停用超过一个月。
（二）脚手架在定期使用中应定期检查下列项目
1.查验脚手架钢管、扣件检测是否合格；
2.查验立杆纵横距、步距是否符合施工方案要求；
3.查验各节点是否可靠，扣件扭力矩是否达到40-60N.m;
4.查验立杆垂直度偏差是否小于1/300，且小于50㎜；
5.查验水平杆的水平偏差是否小于1/250，且小于50㎜；
6.作业层、分隔层脚手片是否满铺，拉结点、剪刀撑是否按要求设置，安全防护措施是否到位；
7.脚手架验收按每搭设三步为一个验收段验收，但下列情况必须重新验收：
（1）连续使用6个月后；
（2）施工中途停工，（包括放假）15天，再重新使用前；
（3）在遭受大风、大雨、大雪、地震等强力因素作用后；
（4）在使用过程中发现显著变形、沉降等安全隐患整改重新投入使用前。
8.杆件的设置和连接，连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求；
9.地基是否积水，底座是否松动，立杆是否悬空；
10.扣件螺栓是否松动；
11.高度在24m以上的脚手架，其立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合本规范表8.2.4项次1、2的规定；
12.安全防护措施是否符合要求；
13.是否超载。
（三）脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法，应符合下表规定。
注：
图中1―立杆；2―纵向水平杆；3―横向水平杆；4―剪刀撑。
七．脚手架使用中应遵守的规定
1.脚手架设计是按二层作业面计算，故施工中同一立杆区段，作业层不得超过两层，施工荷载控制为3Kn/㎡,施工设备重量小于1KN。
2.在架面上放置的材料应码放整齐，不得影响人员操作或通行，严禁上架人员在架面上奔跑，推行或倒退拉车。
3.作业人员在架上作业高度应以正常操作为度，禁止在架板上加垫器物增加操作高度，作业中要注意自我安全和保护他人安全，避免碰撞，闪失和落物，严禁在架上嬉闹和在护栏上休息，严禁在架上睡觉。
4.在作业中严禁随意拆除脚手架上的基本架体杆件，连接紧固件和连墙杆，必须拆除时，应经过主管人员同意，并采取相应措施后方准拆除，作业完成后应及时恢复。
5.每班工人上架作业时，应先检查有否安全隐患，如有应先行排除后方准开始作业，作业中发现异常情况和危险情况，应立即通知架上人员撤离。
6.在每步架完后，必须及时将剩余材料移至下步或搬到室内堆放，每天收工前应将架面清理干净，垃圾运出。
7.应及时清理落入安全网内的材料和物品，严禁自架上向下抛掷物品、材料或垃圾。
八．脚手架的拆除
（一）拆除前准备工作
1.拆架前，全面检查脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行安全技术交底后才准工作。
作业计划一般包括：
拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。
2.拆除现场必须设置警戒区，张挂醒目警戒标志；地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。
3.建筑物主体内的所有窗户必须锁好，不允许向外开启或向外伸挑物件。
4.应事先清除脚手架上的杂物及地面障碍物。
5.拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、穿软底防滑鞋。
（二）拆除顺序
1.安全网→竖挡笆→垫铺笆→防护栏→隔栅→斜杆→连墙杆→大横杆→小横杆→立杆→槽钢
2.拆架程序应遵守由上而下、先搭后拆的原则，并按一步一清原则逐次进行，严禁上下同时进行拆除作业。
3.拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。
4.所有连墙杆、斜杆、隔排措施必须随脚手架步层拆除同步进行下降，不准先行拆除，分段拆除高差不大于2步，如高差大于2步，应设置连墙件加固；
当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；
5.当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，先按规范要求设置连墙件和横向斜撑加固；
6.拆除槽钢时，必须有下部的脚手架体搭设完毕，有操作工作面时，方可展开，在室内用人工一根一根往房子内部进行抽拉。
7.拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一头有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。
8.拆架时严禁有任何东西落物。
9.在拆架时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。
10.运至地面的构配件按品种、规格随时堆放到规定的地方，并按规范规定及时检查、整修与保养；当天拆当天清，拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。
输送至地面的杆件，应及时按类堆放，整理保养。
11.当天离岗时，应及时加固尚未拆除部分，防止存留隐患造成
复岗后的人为事故。
12.如遇强风、雨、雪等特殊气候，不应进行防护架的拆除，严禁夜间拆除。
九．搭设脚手架的安全措施
1.作业人员必须持证上岗，脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。
上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。
并在作业前经过安全教育；
2.作业人员必须佩带安全带、戴好安全帽、穿防滑鞋；
3.搭设过程中应划出安全区，设专人警示，搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，严禁非操作人员入内。
4.没有搭拆好的脚手架在收工前必须检查，确定架子的稳定性，并有临时加固措施，以免发生意外；
5.搭拆脚手架必须专人统一指挥，上下呼应、动作协调，相互告知；
6.拆除脚手架应做到拆一步、清一步，不准采用踏步式拆除方法，拆下来的材料分类堆放，零配件要放入容器内，然后通过塔吊或施工电梯吊运到地面，严禁高空抛掷。
7．脚手架的构配件质量与搭设质量，应按规范JGJ130-2001第8章的规定进行检查验收，合格后方准使用。
8.作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。
不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。
9.当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。
雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。
10.脚手架的安全检查与维护，应按规范JGJ130-2001第8.2.2-8.2.5条的规定进行。
安全网应按有关规定搭设或拆除。
11.在脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件：
（1）主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆；
（2）连墙件。
12.不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业，否则应采取安全措施，并报主管部门批准。
13.临街搭设脚手架时，外侧应有防止坠物伤人的防护措施。
14.在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。
15.工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等，应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46）的有关规定执行。
十．钢管落地脚手架计算书
（一）参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为20m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：
横距Lb为1.05m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；
内排架距离墙长度为0.30m；
大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；
采用的钢管类型为Φ48×3.2；
横杆与立杆连接方式为单扣件；
连墙件采用两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，采用扣件连接；
连墙件连接方式为双扣件；
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m²；脚手架用途:
装修脚手架；
同时施工层数:
2层；
3.风荷载参数
本工程地处江苏南京市，基本风压0.4kN/m²；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:
0.1248；
脚手板自重标准值（kN/m²）:
0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:
0.140；
安全设施与安全网（kN/m²）:
0.005；
脚手板类别:
竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:
竹笆片脚手板挡板；
每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:
0.038；
脚手板铺设总层数:
13；
5.地基参数
地基土类型:
素填土；地基承载力标准值（kPa）:
120.00；
立杆基础底面面积（m²）:
0.20；地基承载力调整系数:
1.00
（二）大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P₁=0.038kN/m；
脚手板的自重标准值:
P₂=0.35×1.05/（2+1）=0.122kN/m；
活荷载标准值:
Q=2×1.05/（2+1）=0.7kN/m；
静荷载的设计值:
q₁=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m；
活荷载的设计值:
q₂=1.4×0.7=0.98kN/m；
图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）
图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
M1max=0.08q₁/2+0.10q₂/2
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.193×1.52+0.10×0.98×1.52=0.255kN·m；
支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.10q₁/2-0.117q₂/2
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.193×1.52-0.117×0.98×1.52=-0.301kN·m；
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=Max（0.255×106,0.301×106）/5080=59.252N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为σ=59.252N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm²，满足要求。
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。
计算公式如下：
νmax=（0.677q₁/4+0.990q₂/4）/100EI
其中：
静荷载标准值:
q₁=P₁+P₂=0.038+0.122=0.161kN/m；
活荷载标准值:
q₂=Q=0.7kN/m；
最大挠度计算值为：
ν=0.677×0.161×15004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.7×15004/（100×2.06×105×121900）=1.617mm；
大横杆的最大挠度1.617mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求。
（三）小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值：
p₁=0.038×1.5=0.058kN；
脚手板的自重标准值：
P₂=0.35×1.05×1.5/（2+1）=0.184kN；
活荷载标准值：
Q=2×1.05×1.5/（2+1）=1.050kN；
集中荷载的设计值:
P=1.2×（0.058+0.184）+1.4×1.05=1.76kN；
小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=ql²/8
Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN·m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=Pl/3
Mpmax=1.76×1.05/3=0.616kN·m；
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.622kN·m；
最大应力计算值σ=M/W=0.622×106/5080=122.484N/mm2；
小横杆的最大弯曲应力σ=122.484N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求。
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
νqmax=5ql4/384EI
νqmax=5×0.038×10504/（384×2.06×105×121900）=0.024mm；
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.184+1.05=1.291kN；
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
νpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI
νpmax=1291.35×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105×121900）=2.113mm；
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.113=2.137mm；
小横杆的最大挠度为2.137mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求。
（四）扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
大横杆的自重标准值:
P₁=0.038×1.5×2/2=0.058kN；
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