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1、砌體結(jié)構(gòu)多層混合結(jié)構(gòu)房屋課程設(shè)計(jì)班級(jí): 學(xué)號(hào): 姓名: 指導(dǎo)老師: 2011-6砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目:多層混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)某多層辦公樓,建筑條件圖見附圖,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、結(jié)構(gòu)平面布置圖:柱、主梁、圈梁、構(gòu)造柱及板的布置2、墻體的承載力的計(jì)算3、墻體局部受壓承載力的計(jì)算4、挑梁、雨蓬的計(jì)算5、墻下條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)6、繪制各層結(jié)構(gòu)平面布置圖(1:200)7、完成計(jì)算書三、 設(shè)計(jì)資料1、題號(hào)及樓面荷載取值第n題(見表一,表中有42道題目,每班學(xué)生根據(jù)學(xué)號(hào)選擇相應(yīng)的題號(hào)。)2、其它荷載取值(全部為標(biāo)準(zhǔn)荷載值)(1)、屋面活荷載取2.0,恒荷載取5.0(2)、衛(wèi)生間活荷
2、載取2.0,恒荷載取6.0(3)、樓梯間活荷載取2.0,恒荷載取4.5(4)、鋼筋混凝土容重(5)、平頂粉刷:0.40 (6)、基本風(fēng)壓:0.35kN/m2 (7)、鋁合金門窗:0.25(8)、墻及粉刷:240mm厚:5.243、地質(zhì)條件 本工程建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)條件較好,持力層為粘土層,持力層厚度4.0米,上部雜填土厚度1.2米,持力層下無軟弱下臥層。粘土層地耐力特征值為200kpa。4、材料(1)、混凝土:C20或C25(2)、磚采用頁巖磚,砂漿采用混合砂漿或水泥砂漿,強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)計(jì)算選定。表一題號(hào)恒載活載2.02.12.22.32.42.52.6 3.0234567 3/p>
3、 3.215161718192021 3.322232425262728 3.429303132333435 3.536373839404142注:恒載、活載指的是樓面恒載、活載標(biāo)準(zhǔn)值,單位為,要求同學(xué)按學(xué)號(hào)選擇每題的樓面恒載、活載值。 一 結(jié)構(gòu)方案1. 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案該建筑物層數(shù)為五層,總高度為16.5m,層高3.3m<4m;體形簡(jiǎn)單,室內(nèi)要求空間小,橫墻較多,所以采用磚混結(jié)構(gòu)能基本符合規(guī)范要求。2. 墻體方案及布置(1) 變形縫:由建筑設(shè)計(jì)知道該建筑物的總長(zhǎng)度32.4m<60m,可不設(shè)伸縮縫。工程地質(zhì)資料表明:場(chǎng)地土質(zhì)比較均勻,領(lǐng)近無建筑物,沒有較大差異的荷載等,可不設(shè)沉降縫
4、;根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可不設(shè)防震縫。(2) 墻體布置:應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮橫墻承重方案,以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的橫向剛度。大房間梁支撐在內(nèi)外縱墻上,為縱墻承重??v墻布置較為對(duì)稱,平面上前后左右拉通;豎向上下連續(xù)對(duì)齊,減少偏心;同一軸線上的窗間墻都比較均勻。個(gè)別不滿足要求的局部尺寸,以設(shè)置構(gòu)造拄后,可適當(dāng)放寬。根據(jù)上述分析,本結(jié)構(gòu)采用縱橫墻混合承重體系。(3) 墻厚為240mm。(4) 一、二層層采用MU15燒結(jié)頁巖磚,Mb10混合砂漿;三至五層采用MU10燒結(jié)頁巖磚,Mb7.5混合砂漿。(5) 梁的布置:梁尺寸為250mm*600mm,伸入墻內(nèi)240mm。梁布置見附圖。(6) 板布置:雨篷,樓梯間板和衛(wèi)生間樓面采
5、用現(xiàn)澆板,其余樓面均采用預(yù)制裝配式樓面,預(yù)制板型號(hào)為YKB3652,走廊采用YKB2452。具體布置見附圖。3. 靜力計(jì)算方案 由建筑圖可知,最大橫墻間距s=10.8m,屋蓋、樓蓋類別屬于第一類,s<32m, 查表可知,本房屋采用剛性計(jì)算方案。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示。 4. 多層磚混房屋的構(gòu)造措施(1) 構(gòu)造柱的設(shè)置:構(gòu)造柱的根部與地圈梁連接,不再另設(shè)基礎(chǔ)。在柱的上下端500mm范圍內(nèi)加密箍筋為6150。構(gòu)造柱的做法是:將墻先砌成大馬牙槎(五皮磚設(shè)一槎),后澆構(gòu)造柱的混凝土?;炷翉?qiáng)度等級(jí)采用C25。(2) 圈梁設(shè)置:各層、屋面、基礎(chǔ)上面均設(shè)置圈梁。橫墻圈梁設(shè)在板底,縱墻圈梁下表面與橫墻圈梁底
6、表面齊平,上表面與板面齊平或與橫墻表面齊平。當(dāng)圈梁遇窗洞口時(shí),可兼過梁,但需另設(shè)置過梁所需要的鋼筋。 1、 外縱墻高厚比驗(yàn)算 墻厚0.24m,承重墻取。有窗戶的墻允許高厚比 : ;允許高厚比,查表得:當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M10, M7.5時(shí),=26。 底層高厚比驗(yàn)算:(滿足要求); 二層及以上縱墻高厚比驗(yàn)算:(滿足要求);2、內(nèi)縱墻高厚比驗(yàn)算 墻體的計(jì)算高度,底層: (滿足要求); 二層及以上縱墻高厚比驗(yàn)算:(滿足要求);3、橫墻高厚比驗(yàn)算 內(nèi)橫墻:底層:s=14.94m,H=4.0m,s>H,H0=1.0H=4.0m 二層及以上:s=8.5m,H=3.3m,s>2H,H0=1.0H=
7、3.3m 外橫墻:底層 :s=6.3m,H=4m,H<s<2H,H0=0.4s+0.2H=3.32m 二層及以上:s=6.3m,H=3.3m,H<s<2H,H0=0.4s+0.2H=3.12m 故滿足要求。(1)縱墻的承載力驗(yàn)算 選定計(jì)算單元 在房屋層數(shù)、墻體所采用材料種類、材料強(qiáng)度、樓面(屋面)荷載均相同的情況下,在外縱墻取一開間為計(jì)算單元,有門窗洞口時(shí),計(jì)算截面寬度取窗間墻的寬度,由于內(nèi)縱墻的洞口面積較小,不起控制作用,因而不必計(jì)算。外縱墻最不利計(jì)算位置可根據(jù)墻體的負(fù)載面積與其截面面積的比值來判別。 最不利窗間墻垛的選擇墻垛長(zhǎng)度/mm3600負(fù)載面積A/m3.6
8、215;6.3/2=11.34 荷載計(jì)算 屋面梁支座反力 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.4 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0 梁及梁上抹灰:25×0.6×0.25×6.3/2+(0.25+0.6×2)×6.3/2=13.64KN 基本風(fēng)壓為0.35< 0.7,故不考慮風(fēng)荷載影響。 設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制:=1.2×(13.64+5.4×11.34)+1.4×2.0×11.34 =121.6KN 由永久荷載控制:= 1.35×(13.64+5.4×11.34)+2.0×1.4×
9、;0.7×11.34 =123.311KN樓面梁支座反力 屋面恒荷載 3.4 梁及梁上抹灰 13.64KN 活載 2.0設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制:=1.2×(13.64+3.4×11.34)+1.4×2.0×11.34=94.39KN。由永久荷載控制:= 1.35×(13.64+3.0×11.34)+0.7×1.4×2.0×11.34=92.69KN。 墻體自重 女兒墻及粉刷重(厚240mm,高300mm),兩面抹灰40mm。 其標(biāo)準(zhǔn)值為:= 5.24×3.6×(0.3 +0
10、.12+0.6)=19.24KN設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制: 19.24×1.2 =23.09KN。由永久荷載控制: 19.24×1.35=26KN。計(jì)算每層墻體自重時(shí),應(yīng)扣除窗口面積,加上窗自重,考慮抹灰對(duì)2,3,4,5層,墻體厚度均為240mm,計(jì)算高度3.3m,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為: (3.6×3.31.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25= 51.02KN設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制: 51.02×1.2=61.22KN由永久荷載控制: 51.02×1.35=68.88KN對(duì)1層,墻體厚度為240
11、mm,首層室內(nèi)地面距基礎(chǔ)0.7m,底層樓層高度為3.3+0.70.120.6=3.28m, 其自重標(biāo)準(zhǔn)值為:(3.6×3.281.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25=50.65KN設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制: 50.65×1.2 =60.78KN 由永久荷載控制: 50.65×1.3568.38KN內(nèi)力計(jì)算 屋面及樓面梁的有效支承長(zhǎng)度一, 二層MU15,Mb10,f=2.31N/mm,取=161mm三,四層 MU10,Mb7.5,f=1.69N/mm,取=188mm 縱向墻體的計(jì)算簡(jiǎn)圖 墻體承載力計(jì)算該建筑物的靜
12、力計(jì)算方案為剛性方案,因此靜力計(jì)算可以不考慮風(fēng)荷載的影響,僅考慮豎向荷載。在進(jìn)行墻體強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí),應(yīng)該對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算,即內(nèi)力較大的截面;斷面削弱的截面;材料強(qiáng)度改變的截面。所以應(yīng)對(duì)荷載最大的底層墻體進(jìn)行驗(yàn)算(240mm墻);二層荷載雖比底層小;三層與二層比較,荷載更小,但砌體強(qiáng)度較?。ㄒ?,二層用M10砂漿,三層用M7.5砂砌筑);四,五層的荷載比三層小,截面及砌體強(qiáng)度與三層相同。所以應(yīng)對(duì)一,三層的墻體進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 由可變荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面N3361.52094.3918844.84.23455.91517.131672.74094.3916155.
13、65.25767.13827.91表中 =+ M =·+·(負(fù)值表示方向相反) =+(墻重) (h為支承墻的厚度) 由永久荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面N3379.76097.6918844.84.38472.45541.331702.9097.6916155.65.43795.59863.97對(duì)于每層墻體,縱墻應(yīng)取墻頂截面以及墻底-截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。縱向墻體由可變荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第五層第三層第一層截面截面-截面截面-截面5.454.2305.250144.69455.91517.13767.13827.9137.79.2806
14、.8402402402402402400.1570.03900.02903.33.33.33.253.2513.7513.7513.7513.5413.540.4850.6920.7760.7720.78250400050400050400050400050400010101015157.57.57.510101.691.691.692.312.31413.1589.42660.97840.58910.4311111縱向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第五層截面第三層第一層截面-截面截面-截面5.524.3805.430149.31472.45541.33795.59863.9737
15、9.2706.8302402402402402400.1540.03900.02803.33.33.33.253.2513.7513.7513.7513.5413.540.4750.6920.7760.7230.78250400050400050400050400050400010101015157.57.57.510101.691.691.692.312.31404.86589.42660.97841.75910.43111>1>1 砌體局部受壓計(jì)算 以上述窗間墻第一層為例,窗間墻截面為240mm×2100mm,混凝土梁截面為600mm×250mm,支承長(zhǎng)度2
16、40mm. 根據(jù)內(nèi)力計(jì)算,當(dāng)由可變荷載控制時(shí),本層梁的支座反力為=88.94kN,=656.39kN 當(dāng)由永久荷載控制時(shí),本層梁的支座反力為=86.57KN,=684.54kN= 161mm<240mm=b =161×250=40250mm=240×(2×240+250)=175200 mm 驗(yàn)證 +f , 所以=0;不考慮上部荷載壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)=0.7f=0.7×1.64×40250×2.31= 106.74KN>=88.94KN(安全)。再選一內(nèi)縱墻計(jì)算單元: 內(nèi)縱墻墻垛的選擇墻垛長(zhǎng)度/mm7200-2*1000-
17、240-240=4720負(fù)載面積A/m(6.3+2.4)/2×5.72=24.88 荷載計(jì)算 蓋荷載 屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 5.4 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2 梁及梁上抹灰: 25×0.6×0.25×6/2+0.4×6/2=13.64KN 基本風(fēng)壓為0.35< 0.7,故不考慮風(fēng)荷載影響。 設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制:=1.2×(13.64+5.4×24.88)+1.4×2.0×24.88 =247.25KN 由永久荷載控制:= 1.35×(13.64+5.2×24.88)+0.7×
18、;1.4×2.0×24.88 =248.55KN樓面梁支座反力 屋面恒荷載 3.4 梁及梁上抹灰 13.64KN 活載 2.0設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制:=1.2×(13.64+3.4×24.88)+1.4×2.0×24.88=187.38KN由永久荷載控制:= 1.35×(13.64+3.4×24.88)+0.7×1.4×2.0×24.88=181.38KN 墻體自重 該墻上部無女兒墻,所以無需計(jì)算女兒強(qiáng)自重。計(jì)算該墻體自重時(shí),有門窗自重,及需考慮抹灰重量對(duì)2,3,4,5層,墻體厚度均
19、為240mm,計(jì)算高度3.3m,其自重標(biāo)準(zhǔn)值為: (3.3×5.72-2.1×1)×5.24+2.1×1×0.25=88.43KN設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制: 88.43×1.2=106.12KN由永久荷載控制: 88.43×1.35119.38KN對(duì)1層,墻體厚度為240mm,首層室內(nèi)地面距基礎(chǔ)0.7m,底層樓層高度為3.3+0.7=3.28, 其自重標(biāo)準(zhǔn)值為: (3.28×5.72-2.1×1)×5.24+1×2.1×0.25=87.83KN設(shè)計(jì)值: 由可變荷載控制: 87
20、.83×1.2 =105.4KN 由永久荷載控制: 87.83×1.35=188.57KN內(nèi)力計(jì)算 屋面及樓面梁的有效支承長(zhǎng)度一、二層MU15,Mb10,f=2.31N/mm,取=161mm三、四層 MU10,Mb7.5,f=1.89N/mm,取=188mm 縱向墻體的計(jì)算簡(jiǎn)圖 由可變荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面-3646.990187.518844.88.4834.49940.6111234.23187.5105.6616155.610.431421.731527.13 由永久荷載控制的縱向墻體內(nèi)力計(jì)算表樓層上層傳荷本層樓蓋荷載截面截面-3
21、668.670181.3818844.88.13850.07969.4511270.210181.3816155.610.081451.591570.16墻體承載力計(jì)算縱向墻體由可變荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第五層第三層第一層截面截面-截面截面-截面11.088.4010.430247.25834.49940.611421.731527.1344.810.0707.3402402402402402400.1870.04200.03103.33.33.33.253.2513.7513.7513.7513.5413.540.4280.6850.7760.7170.78211328001132
22、80011328001132800113280010101015157.57.57.510101.691.691.692.312.31819.381311.381486.081876.22046.311111縱向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第五層第三層第一層截面截面-截面截面-截面11.148.13010.080248.55850.07969.451451.591570.1644.89.5606.9402402402402402400.1870.0400.02903.33.33.33.253.2513.7513.7513.7513.5413.540.4280.690.7760.7
23、230.7821132800113280011328001132800113280010101015157.57.57.510101.691.691.692.312.31819.3813211485.61891.922046.311111由上表可以看出,計(jì)算墻體在各層都滿足承載力要求,說明本設(shè)計(jì)的墻體截面安全。 砌體局部受壓計(jì)算 以上述窗間墻第一層為例,窗間墻截面為240mm×2100mm,混凝土梁截面為600mm×250mm,支承長(zhǎng)度240mm. 根據(jù)內(nèi)力計(jì)算,當(dāng)由可變荷載控制時(shí),本層梁的支座反力為=187.5KN,=1234.23 當(dāng)由永久荷載控制時(shí),本層梁的支座反力為
24、=181.38KN,=1270.21KN= 161mm<240mm=b =161×250=40250mm=240×(2×240+250)=175200 mm 驗(yàn)證 +f , 所以=0 故不需考慮上部荷載;壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)=0.7f=0.7×1.64×42500×1.89 = 106.74KN=187.5KN梁下局部受壓承載力不滿足要求,此處采用在梁下設(shè)置構(gòu)造柱,每一根構(gòu)造柱截面為240mm×240mm,采用C20混凝土,fc=9.6Mpa,每根構(gòu)造柱內(nèi)設(shè)412縱筋,為HPB235級(jí)鋼筋,fy=210KN/m2(3)
25、橫墻的承載力驗(yàn)算 荷載計(jì)算 對(duì)于樓面荷載較小,橫墻的計(jì)算不考慮一側(cè)無活荷載時(shí)的偏心受力情況,按兩側(cè)均勻布置活荷載的軸心受壓構(gòu)件取1m寬橫墻進(jìn)行承載力驗(yàn)算。 取衛(wèi)生間之間的橫墻計(jì)算。屋面梁支座反力設(shè)計(jì)值:由可變荷載控制: =1.2×5.4×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=33.41KN由永久荷載控制的組合:=1.35×5.4×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0=22.72KN樓面梁支座反力: 由可變荷載控制=1.2×6
26、215;3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=44.64KN由永久荷載控制的組合:=1.35×6×3.6×1.0+0.7×2.0×3.6×1.0=36.22KN墻體自重:對(duì)2,3,4,5層,墻厚240mm,兩側(cè)采用40mm抹灰,計(jì)算高度3.3m自重標(biāo)準(zhǔn)值為:5.24×3.3×1.0+0.04×20×3.3×1.0=17.29KN設(shè)計(jì)值 由可變荷載控制的組合:17.29×1.2=23.15KN 由永久荷載控制的組合: 17.29
27、×1.35=26.04KN 對(duì)一層,墻厚為240mm,計(jì)算高度4.0m, 兩側(cè)采用40mm抹灰自重標(biāo)準(zhǔn)值為:5.24×4.0×1.0=20.96KN設(shè)計(jì)值 由可變荷載控制的組合:20.96×1.2=25.15KN 由永久荷載控制的組合:20.96×1.35=28.3KN可變荷載控制的組合內(nèi)力,第三層N=174.8KN 第一層N=295.08KN永久荷載控制的組合內(nèi)力 第三層N=183.86KN第一層N=310.64KN永久荷載控制的組合內(nèi)力大于可變荷載控制的組合內(nèi)力,故驗(yàn)算永久荷載控制的組合內(nèi)力;承載力驗(yàn)算橫向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表
28、計(jì)算項(xiàng)目第三層第一層183.86310.642402403.34.013.7516.670.7760.703240000240001.692.31314.75389.7411上述承載力計(jì)算表明,墻體的承載力滿足要求。取樓梯間的橫墻計(jì)算。屋面梁支座反力設(shè)計(jì)值:由可變荷載控制: =1.2×(5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0)+1.4×(2×1.8×1.0+2×3.6×1.0)=50.11KN由永久荷載控制的組合:= 1.35×(5.4×1.8×1.0+5&
29、#215;3.6×1.0)+0.7×1.4×(2.0×1.8×1.0+2.0 ×3.6×1.0)=49.95KN樓面梁支座反力: 由可變荷載控制=1.2×(4.5×1.8×1.0+3.4×3.6×1.0)+1.4×(2.0×1.8×1.0+2.0 ×3.6×1.0)=39.53KN 由永久荷載控制的組合:= 1.35×(4.5×1.8×1.0+3.4×3.6×1.0)+0.7&
30、#215;1.4×(2.0×1.8×1.0+2.0 ×3.6×1.0)=438.04KN墻體及抹灰自重:對(duì)2,3,4,5層,墻厚240mm,兩側(cè)采用40mm抹灰,計(jì)算高度3.3m自重標(biāo)準(zhǔn)值為:5.24×3.3×1.0=17.29KN設(shè)計(jì)值 由可變荷載控制的組合:17.29×1.2=23.15KN 由永久荷載控制的組合: 17.29×1.35=26.04KN 對(duì)一層,墻厚為240mm,計(jì)算高度4.0m, 兩側(cè)采用40mm抹灰自重標(biāo)準(zhǔn)值為:5.24×4.0×1.0=20.96KN設(shè)計(jì)值 由
31、可變荷載控制的組合:20.96×1.2=25.15KN 由永久荷載控制的組合:20.96×1.35=28.3KN可變荷載控制的組合內(nèi)力,第三層N=198.62KN 第一層N=325.98KN永久荷載控制的組合內(nèi)力 第三層N=204.15KN第一層N=334.57KN永久荷載控制的組合內(nèi)力大于可變荷載控制的組合內(nèi)力,故驗(yàn)算永久荷載控制的組合內(nèi)力;承載力驗(yàn)算 橫向墻體由永久荷載控制時(shí)的承載力計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目第三層第一層204.15334.572402403.34.013.7516.670.7760.7032400002400001.692.31314.75389.7411上述承載
32、力計(jì)算表明,墻體的承載力滿足要求。四、 過梁,圈梁,挑梁,懸梁,板等構(gòu)件布置及構(gòu)造措施1.窗過梁根據(jù)本建筑的使用要求,采用鋼筋磚過梁,故拱的跨度取1.5m,磚強(qiáng)度取Mu10,砂漿強(qiáng)度取M10.高度取240mm,鋼筋磚地面砂漿層處的鋼筋直徑為6mm,間距為100mm,鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長(zhǎng)度取240mm,砂漿層的厚度取35mm。過梁示意圖如圖3所示:圖3.過梁示意圖作用在過梁上的荷載,因hw=0.6m/3=1.5/3=0.5m 取hw=0.5m荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算:(1)第一種組合q=1.2×5.24×1.5/3=3.14kN/m(2)第二種組合q=1.35×5.24×1.5/3=3.54kN/m因此取q=3.54kN/m彎矩M=1/8q2=1/8×3.54×1.52剪力V=1/2q=1/2×3.54×1.5=2.655kN鋼筋計(jì)算=M/(0.85fyh0)=996000/(0.85×210×480)=11.63 mm2 選用36(=85 mm2)抗剪承載力驗(yàn)算查表得fvo=0.17Mpa=170kN/m,則bzfvo=0.24×
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