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文檔簡(jiǎn)介
1、雙向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).(3)(一) 設(shè)計(jì)題目.(3)(二) 設(shè)計(jì)資料.(3)(三) 設(shè)計(jì)內(nèi)容.(3)二、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置.(3)三、 按彈性理論設(shè)計(jì).(4)(1)荷載設(shè)計(jì)值.(4)(2)計(jì)算跨度.(4)(3)彎矩計(jì)算.(4)(4)截面設(shè)計(jì).(6)(5)斜截面受剪承載力.(7)(6)裂縫寬度驗(yàn)算.(7)(7)繪制施工圖.(9)四、按塑性鉸線法設(shè)計(jì).(9)(1)荷載設(shè)計(jì)值.(9)(2)計(jì)算跨度.(10)(3)彎矩計(jì)算.(10)(4)截面設(shè)計(jì).(11)(7)繪制施工圖.(12)五、支承梁的設(shè)計(jì).(12)(1)荷載.,.(12)(2)計(jì)算簡(jiǎn)圖.(13)(3)內(nèi)力計(jì)算.(13)(
2、4)截面承載力計(jì)算.(14)參考文獻(xiàn).(15) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)說(shuō)明:該課設(shè)所屬此次課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一編號(hào)55號(hào)。(一)設(shè)計(jì)題目 雙向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)(二)設(shè)計(jì)資料某4層框架房屋,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土柱承重,柱截面尺寸400×400。結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)平面布置如附圖所示。其中2、3、4層樓面建筑標(biāo)高分別為4.200m、8.400m、12.600m。樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6.5 KN/m2。樓面做法:10mm水磨石面層;鋼筋混凝土現(xiàn)澆板;20mm水泥砂漿抹底,60mm焦渣混凝土墊層。頂棚做法:V型輕鋼龍骨吊頂(一層石膏板,無(wú)保溫層)。(0.12KN/m2)隔墻:150mm陶??招钠鰤K
3、(56 KN/m2),20mm石灰砂漿雙面抹灰。每道處于軸線上的梁均按設(shè)置隔墻考慮。材料:混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35;梁鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋,板采用HPB300級(jí)鋼筋。環(huán)境類別:一類。(三)設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)確定結(jié)構(gòu)布置方案,包括樓蓋結(jié)構(gòu)體系承重方式的確定,梁格布置,梁板截面尺寸的選定。(2)按照選定的結(jié)構(gòu)方案,用手算進(jìn)行樓板設(shè)計(jì),包括荷載計(jì)算、內(nèi)力分析和配筋計(jì)算。 (3)按照選定的結(jié)構(gòu)方案,用手算進(jìn)行梁的設(shè)計(jì),包括荷載計(jì)算、內(nèi)力分析和配筋計(jì)算(包括正截面和斜截面)。 (4)繪制結(jié)構(gòu)施工圖。圖紙內(nèi)容包括: 1、結(jié)構(gòu)平面布置(包括梁、板、柱布置及編號(hào)) 2、樓板結(jié)構(gòu)施工詳圖。 3、梁結(jié)構(gòu)施工詳圖。主
4、梁要畫(huà)出內(nèi)力包絡(luò)圖和抵抗彎矩圖,并以此確定鋼筋的截?cái)?、彎起等布置?(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份(包括必要的文字說(shuō)明在內(nèi))。 裝訂順序:任務(wù)書(shū),目錄,正文,參考文獻(xiàn),(自選)軟件分析結(jié)果 (6)課設(shè)總結(jié):包括收獲、體會(huì)、創(chuàng)新點(diǎn)和建議等。二、樓蓋的結(jié)構(gòu)平面設(shè)置按雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)平面布置如圖,支承梁截面取為200mmx500mm,根據(jù)構(gòu)造要求,雙向板板厚不宜小于80mm,由于不做撓度驗(yàn)算,雙向板的板厚與短跨跨長(zhǎng)的比值應(yīng)滿足剛度要求,即hl01/40=165mm,取板厚取為170mm。三、按彈性理論設(shè)計(jì)(一)板的設(shè)計(jì)(1)荷載設(shè)計(jì)值 板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 10mm水磨石層(20mm水泥砂漿打底)
5、0.65KN/m2 60mm焦渣混凝土墊層 0.06X16.5=0.99 KN/m280mm鋼筋混凝土板 0.08X25=2.0 KN/m2吊頂 0.12KN/m2小計(jì) 3.76 KN/m2 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 6.50 KN/m2可變荷載效應(yīng)起控制作用,則樓面活荷載設(shè)計(jì)值: q=6.50X1.3=8.45 KN/m2永久荷載設(shè)計(jì)值: g=3.76X1.2=4.512 KN/m2g+q/2=4.512+4.225=8.737 KN/m2q/2=4.225 KN/m2g+q=4.512+4.225x2=12.962 KN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:l0= lc (軸線間距離),邊跨:l0= lc +2
6、00/2各區(qū)格板具體的計(jì)算跨度列于下表。(3)彎矩計(jì)算跨中最大彎矩為當(dāng)內(nèi)支座固定在g+q/2作用下的跨中彎矩和內(nèi)支座鉸支在q/2作用下的跨中彎矩之和。此設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)混凝土的泊松比取為0.2;支座最大負(fù)彎矩為內(nèi)支座固定時(shí)g+q作用下的支座彎矩。根據(jù)不同的支承情況,整個(gè)樓蓋可以分為A、B、C、D四種區(qū)格板。A區(qū)格板:l01/ l02=6600/7800=0.85,周邊固支時(shí),由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0246,0.0156,支座彎矩系數(shù)分別為-0.0626,-0.0551。周邊簡(jiǎn)支時(shí),由附表7-1查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0506,0.0348。于是m
7、1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506+0.2x0.0348)q l012/2 =0.02772x8.737x6.62+0.05756x4.225x6.62=21.14KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506x0.2+0.0348)q l012/2 =0.02052x8.737x6.62+0.04492x4.225x6.62=16.08KN.mm1= m1=-0.0626 (g+q) l012=-35.35KN.mm2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-31.11KN.mB區(qū)格板:
8、l01/l02=0.86,周邊固支時(shí),由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0241,0.0158,支座彎矩系數(shù)分別為-0.0619,-0.0549。一邊固定(長(zhǎng)邊)三邊簡(jiǎn)支時(shí),由附表7-1查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0425,0.0214。于是m1=(0.0241+0.2x0.0158)( g+q/2) l012+(0.0425+0.2x0.0214)q l012/2 =0.02726x8.737x6.62+0.04678x4.225x6.62=18.98KN.mm2=(0.0241x0.2+0.0158)( g+q/2) l012+(0.0425x0.2+
9、0.0214)q l012/2 =0.02062x8.737x6.62+0.0299x4.225x6.62=13.35KN.mm1= m1=-0.0619 (g+q) l012=-34.95KN.mm2= m2=-0.0549 (g+q) l012=-31.00KN.mC區(qū)格板:l01/ l02=0.84,周邊固支時(shí),由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0251,0.0155,支座彎矩系數(shù)分別為-0.0634,-0.0553。一邊固定(短邊)三邊簡(jiǎn)支時(shí),由附表7-1查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0346,0.0367。于是m1=(0.0251+0.2x0.01
10、55)( g+q/2) l012+(0.0346+0.2x0.0367)q l012/2 =0.0282x8.737x6.62+0.04194x4.225x6.62=18.45KN.mm2=(0.0251x0.2+0.0155)( g+q/2) l012+(0.0346x0.2+0.0367)q l012/2 =0.02052x8.737x6.62+0.04362x4.225x6.62=15.84KN.mm1= m1=-0.0634 (g+q) l012=-35.80KN.mm2= m2=-0.0553 (g+q) l012=-31.22KN.mD區(qū)格板:l01/ l02=0.85,周邊固支時(shí)
11、,由教材中附表7-4可查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0246,0.0156,支座彎矩系數(shù)分別為-0.0626,-0.0551。鄰邊固定、鄰邊簡(jiǎn)支時(shí),由附表7-1查得l01、l02跨中彎矩系數(shù)分別為0.0328,0.0229。于是m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328+0.2x0.0229)q l012/2 =0.02772x8.737x6.62+0.03738x4.225x6.62=17.43KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328x0.2+0.0229)q l012/2 =0.02
12、052x8.737x6.62+0.02946x4.225x6.62=13.23KN.mm1= m1=-0.0626 (g+q) l012=-35.35KN.mm2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-31.11KN.m各區(qū)格板分別算得的彎矩值見(jiàn)下表, 按彈性理論計(jì)算的彎矩值 表2-1項(xiàng)目 區(qū)格ABCDl01(m)6.66.76.66.7l02(m)7.87.87.97.9l01/ l020.850.860.840.85m1(KN.m)21.1418.9818.4517.43m2(KN.m)16.0813.3515.8413.23m1 (KN.m)-35.35-34.95-35.80
13、-35.35m1 (KN.m)-35.35-34.95-35.80-35.35m2 (KN.m)-31.11-31.00-31.22-31.11m2 (KN.m)-31.11-31.00-31.22-31.11(4)截面設(shè)計(jì)截面有效高度:一類環(huán)境類別板的最小混凝土保護(hù)層厚度15mm,假定選用C 10鋼筋,則l01方向跨中截面的h01=170-20=150mm,l02方向跨中截面的h02=170-20-10=140mm,支座截面處的h0=150mm。截面設(shè)計(jì)用的彎矩:因樓蓋周邊有梁與板整澆,考慮到穹頂作用,使板內(nèi)彎矩大大減小,以及邊區(qū)格B、C板的lb/ l0<1.5,故所有區(qū)格的跨中彎矩及
14、A-A支座彎矩折減20%。樓蓋的角區(qū)格板不折減。最小配筋率截面積為:AS,min=max0.45 ft/ fy ,0.2%bh=0.26%x1000x170=442 mm2。截面配筋計(jì)算結(jié)果及實(shí)際配筋列于表2-2。 雙向板截面配筋 表2-2截面 項(xiàng)目h0(mm)m(KN.m)AS(mm2)配筋實(shí)有AS(mm2)跨中A區(qū)格l01方向1500.8x21.14=16.91427.4<442A10170462l02方向1400.8x 16.08=12.86347.2<442A10170462B區(qū)格l01方向1500.8x 18.98=15.18382.7<442A10170462l0
15、2方向1400.8x 13.35=10.68287.3<442A10170462C區(qū)格l01方向1500.8x 18.45=14.76371.9<442A10170462l02方向1400.8x 15.84=12.67341.9<442A10170462D區(qū)格l01方向15021.14537.5>442A10140561l02方向14016.08436.4<442A10170462內(nèi)支座A-A1500.8x 31.11=24.89636.4>442A10120654A-B1500.8x 35.35=28.28726.7>442A10/12130737A
16、-C1500.8x 31.22=24.98638.8>442A10120654C-D1500.8x 35.80=28.64736.4>442A10/12130737B-B1500.8x 31.00=24.80634.0>442A10120654B-D1500.8x 31.11=24.89636.4>442A10120654邊支座B15031.00799.9>442A12140808C15035.80930.6>442A12120942Dl01方向15035.35918.3>442A12120942Dl02方向15031.11802.9>442A1
17、2140808顯然,以上實(shí)際配筋均滿足最小配筋率要求。根據(jù)構(gòu)造要求,當(dāng)板厚h>150mm時(shí),鋼筋間距不宜大于1.5h=255mm,且不宜大于250mm,顯然以上配筋均滿足。(5)斜截面受剪承載力由于板的厚度較大,需驗(yàn)算斜截面受彎承載力。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:不配箍筋和彎起鋼筋的一般板類構(gòu)件,其斜截面受剪承載力按下式計(jì)算:Vu=0.7hftbh0=0.7x(800/800)0.25x1.57x1000x150x10-3=164.85KN> Vmax= 1/2(g+q)bl01=42.77KN,即斜截面受彎承載力滿足要求。(6)裂縫寬度驗(yàn)算由表2-2可得:在短跨方向上,A、B、C各
18、區(qū)板的配筋相同,且A區(qū)格板上的跨中彎矩最大,若在短跨方向上A區(qū)格板跨中滿足最大裂縫寬度要求,則所有的區(qū)格板在短跨方向上均滿足要求;在長(zhǎng)跨方向上,各區(qū)板的配筋相同,且A區(qū)格板上的跨中彎矩最大,若在長(zhǎng)跨方向上A區(qū)格板跨中滿足最大裂縫寬度要求,則所有的區(qū)格板在長(zhǎng)跨方向上均滿足要求;D區(qū)格板雙向均驗(yàn)算裂縫寬度。支座A-A、A-B、A-C、C-D、B-B、B-D的配筋相同,且A-B支座彎矩最大,若支座A-B滿足最大裂縫寬度要求,則其它支座也滿足要求。邊支座B、C、D的配筋相同,且C的支座彎矩最大,若支座C滿足最大裂縫寬度要求,則B、D也滿足要求。 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)附錄D
19、中表D.0.1-1所示,準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取,按準(zhǔn)永久組合計(jì)算, 板的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.76 KN/m2板的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 6.50 KN/m2g+q/2=3.76+0.85x6.5/2=6.52 KN/m2q/2=0.85x6.5/2= 2.76KN/m2g+q=3.76+0.85x6.5=9.285 KN/m2區(qū)格板彎矩準(zhǔn)永久值:A區(qū)格板:m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0506+0.2x0.0348)q l012/2=0.02772x6.52x6.62+0.05756x2.76x6.62=14.79KN.mm2=(0.0246x0.2+0.01
20、56)( g+q/2) l012+(0.0506x0.2+0.0348)q l012/2 =0.02052x6.52x6.62+0.04492x2.76x6.62=11.23KN.m m2= m2=-0.0551 (g+q) l012=-22.29KN.mB區(qū)格板:m2= m2=-0.0549 (g+q) l012=-22.20KN.m C區(qū)格板: m1= m1=-0.0634 (g+q) l012=-25.64KN.m D區(qū)格板:m1=(0.0246+0.2x0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328+0.2x0.0229)q l012/2 =0.02772x6.52x6.62
21、+0.03738x 2.76x6.62=12.37KN.mm2=(0.0246x0.2+0.0156)( g+q/2) l012+(0.0328x0.2+0.0229)q l012/2 =0.02052x6.52x6.62+0.02946x 2.76x6.62=9.37KN.m 板的裂縫寬度驗(yàn)算 表2-3板的驗(yàn)算位置A的l01方向A的l02方向D的l01方向D的l02方向支座A-B邊支座C14.79x0.8=11.8311.23x0.8=8.9812.379.3722.29x0.8=17.8325.64462462561462737942100010001000100010001000h0(m
22、m)150140150140150150sq(MPa)196.22159.58168.97166.51 185.38223.47te0.0150.0150.0180.0150.0230.0310.6030.5180.6250.542 0.7700.8961010101011120.12<0.40.08<0.40.09<0.40.09 <0.40.12<0.40.15<0.4其中sq=Mq/( Ash0);te= As /Ate,若te<0.01,則取te =0.01;=1.1-0.65ftk/(tesq)且0.2<<1.0;max=crsq
23、(1.9cs+0.08deq/te)/Es。(7)繪制施工圖板配筋采用分離式,由于q/g=8.45/4.5=1.88<3,則板面配筋從支座邊伸出長(zhǎng)度為a=ln/4=7800/4=1950mm取a=2000mm。端支座伸出長(zhǎng)度為l0/7=1114mm,統(tǒng)一取為1100mm。雙向板樓蓋的配筋圖見(jiàn)圖1。圖1 雙向彈性設(shè)計(jì)板配筋圖四、按塑性鉸線法設(shè)計(jì)(1)荷載設(shè)計(jì)值 g+q=12.962KN/m2(2)計(jì)算跨度內(nèi)跨:l0= lc-b(b為梁寬),邊跨:l0= lc -b/2各區(qū)格板的計(jì)算跨度值列于下表1, 按塑性鉸線法計(jì)算的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值 表2-4區(qū)格 項(xiàng)目ABCDl01(m)6.46.
24、56.46.5l02(m)7.6 7.67.77.7M1u 6.00 m15.97 m16.10 m16.07 m1M2u3.40 m13.57 m13.32 m13.47 m1M1u -15.20 m1-15.20 m1-15.40 m1-15.40 m1M1u-15.20 m1-15.20 m1-15.40 m1-15.40 m1M2u -9.08 m1-9.51 m1-8.84 m-9.26 m1M2u-9.08 m1-9.51 m1-8.84 m1-9.26 m1m1u10.7710.8610.9811.07m2u7.647.947.587.89m1u-21.54-21.72-21.9
25、6-22.14m1u-21.54-21.72-21.96-22.14m2u-15.28-15.88-15.16-15.78m2u-15.28-15.88-15.16-15.78(3)彎矩計(jì)算截面有效高度:一類環(huán)境類別板的最小混凝土保護(hù)層厚度15mm,選用C 10鋼筋,則l01方向跨中截面的有效高度h01=150mm,l02方向跨中截面的有效高度h02=140mm,支座截面處的h0=150mm。因樓蓋周邊有梁與板整澆,考慮到穹頂作用,使板內(nèi)彎矩大大小,以及邊區(qū)格B、C板的lb/ l0<1.5,故所有區(qū)格的跨中彎矩及A-A支座彎矩折減20%。樓蓋的角區(qū)格板不折減。最小配筋率截面積為:AS,m
26、in=max0.45 ft/ fy ,0.2%bh=0.26%x1000x170=442 mm2。假定邊緣板帶跨中配筋率與中間板帶相同,支座截面配筋率不隨板帶而變,取同一數(shù)值;跨中鋼筋在離支座l1/4處間隔彎起;取m2u =m1u;取,n= l02/ l01,=1/n2然后可得:A區(qū)格板:M1u= m1u (n-1/4) l01= m1u (7.6/6.4-1/4)x6.4=6m1uM1u=3m1ul01/4=0.75x (6.4/7.6)2x(7.6/6.4)x6.4 m1u=3.40m1uM1u= M1u=-2 m1u(l02/ l01) l01=-2 m1ux7.6=-15.2m1uM2
27、u= M2u=-2 m1u(l01/ l02)2 l01=-2 m1ux(6.4/7.6)2x6.4=-9.08m1u則m1u=p l01 (n-1/3)/82n+2+(n-1/4)+3/4= 10.77KN.mm2u=m1u=(6.4/7.6)2x10.77=7.64KN.mm1u= m1u=-2x10.77=-21.54KN.mm2u= m2u=-2x7.64=-15.28KN.m同理可求得B、C、D區(qū)格板的彎矩。所有結(jié)果列于上表中。(4)截面設(shè)計(jì)令m1= m1u;m2= m2u;m1= m1u;m1= m1u;m2= m2u;m2= m2u。各區(qū)格板的截面配筋計(jì)算列于表11-12。 按塑
28、性理論設(shè)計(jì)的截面配筋 表2-5截面 項(xiàng)目 h0/mmm(KN.m)AS(mm2)配筋實(shí)配AS(mm2)跨中A區(qū)格l01方向1500.8x10.77=8.62215.3A10170462l02方向1400.8x7.64=6.11163.2A10170462B區(qū)格l01方向1500.8x10.86=8.69217.1A10170462l02方向1400.8x7.94=6.35169.7A10170462C區(qū)格l01方向1500.8x0.98=8.78219.4A10170462l02方向1400.8x7.58=6.06161.8A10170462D區(qū)格l01方向15011.07277.5A1017
29、0462l02方向1407.89211.3A10170462內(nèi)支座A-A150-0.8x15.28=-12.22306.8A10170462A-B150-0.8x21.72=-17.38439.5A10170462A-C150-0.8x15.28=-12.22306.8A10170462C-D150-0.8x22.14=-17.71448.1A10170462B-B150-0.8x15.88=-12.70319.1A10170462B-D150-0.8x15.88=-12.70319.1A10170462邊支座B150-15.88400.8A10170462C150-21.96559.1A10
30、140561Dl01方向150-22.14563.8A10140561Dl02方向150-15.78398.2A10170462顯然,以上實(shí)際配筋均滿足最小配筋率要求。根據(jù)構(gòu)造要求,當(dāng)板厚h>150mm時(shí),鋼筋間距不宜大于1.5h=255mm,且不宜大于250mm,顯然以上配筋均滿足。同理可得按塑性鉸線法配筋的板的斜截面受剪承載力和裂縫跨度驗(yàn)算滿足要求。(5)施工圖板配筋構(gòu)造同板的彈性設(shè)計(jì)法。雙向板樓蓋的配筋圖見(jiàn)圖2。圖2 板塑性設(shè)計(jì)配筋圖五、支承梁的設(shè)計(jì)按彈性理論設(shè)計(jì)。梁的截面尺寸取為250mmx650mm。雙向板傳給支承梁的荷載分布為:雙向板長(zhǎng)邊支承梁上荷載呈梯形分布,短邊支承梁上荷
31、載呈三角形分布。支承梁自重及抹灰荷載為均勻分布。雙向板支承梁承受的荷載如圖所示:選取橫向支承梁計(jì)算。(1)荷載設(shè)計(jì)值梁自重 1.2x25x0.25x(0.65-0.17)=3.6KN/m 梁側(cè)抹灰 2x1.2x17x0.02x(0.65-0.17)=0.39KN/m 梁傳來(lái)的均布荷載 g1=3.6+0.39=3.99KN/m 板傳來(lái)的恒載 g2=4.512x6.6=29.78KN/m 板傳來(lái)的活載 q=8.45x6.6=55.77KN/m(2)計(jì)算跨度 由于兩端與柱整體連接,計(jì)算長(zhǎng)度取其凈跨ln。 邊跨ln=6.7m;跨中l(wèi)n=6.6m。跨度差(6.7-6.6)/6.6=1.5%<10%
32、,故可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。(3)內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖:跨中和支座截面最大彎矩和剪力按下列公式計(jì)算: 彎矩計(jì)算 表2-6序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨內(nèi)內(nèi)力組合256.76-174.9431.5986.52-174.94157.92211.7-276.97123.9244.24-201.6631.59剪力計(jì)算 表2-7序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖端支座中間支座最不利組合160.9-238106.7890.65-144.58200.19145.2-253.69219.63156.79-242.11126.21(4)截面支承梁計(jì)算支承梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算,其翼緣計(jì)算寬度bf=l0/3=6600/3=2200mm,bf=b+sn=200+
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