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文檔簡(jiǎn)介
PKPM軟件中SATWE重要參數(shù)設(shè)定PKPM是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,而SATWE-空間組合結(jié)構(gòu)有限元程序則是目前應(yīng)用最多的計(jì)算模塊。SATWE采用空間桿單元來模擬梁、柱及支撐桿件,用在殼單元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元來模擬剪力墻。所以SATWE中的一些重要參數(shù)設(shè)定的正確與否就決定了計(jì)算模型是否接近于實(shí)際工程的受力情況。許多工作多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的結(jié)構(gòu)工程師在應(yīng)用PKPM軟件時(shí)在結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)合理的情況下因?yàn)閷?duì)軟件沒有進(jìn)行深入分析,造成SATWE設(shè)置參數(shù)的偏差而引起整個(gè)工程項(xiàng)目的配筋偏大造價(jià)提高或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性沒有達(dá)到規(guī)范的要求,這種情況需要引起足夠的重視,一些重要的參數(shù)應(yīng)如下設(shè)置。SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充見圖1“進(jìn)入分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充”界面:設(shè)置如下:1.5ATWE總信息總信息(見圖1.1)1.1結(jié)構(gòu)材料信息:按主體結(jié)構(gòu)材料選擇“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”。1.2混凝土容重(kN/):=27.00,普通框架取26kN/m3,框架一剪力堵及異性柱框架取27kN/m3,剪力墻、短肢剪力墻取28kN/m3,包含飾面材料。1.3鋼材容重(kN/):=78.00。1.4水平力夾角(Rad):ARF=0.00,一般取0,地震力、風(fēng)力作用方向反時(shí)針為正。先采用默認(rèn)0,SATWE自動(dòng)計(jì)算出最不利地震作用方向角,并在WZO.OUT中輸出,當(dāng)方向角大于15度時(shí),應(yīng)將這個(gè)角度作為地震作用的方向角返填重新進(jìn)行計(jì)算,以體現(xiàn)最不利地震作用的影響1.5地下室層數(shù):MBASE=0,定義與上部結(jié)構(gòu)整體分析的地下室層數(shù),無則填0。1.6豎向荷載計(jì)算信息:一般多層建筑選擇“一次性加載”。模擬施工方法1加載:就是按一般的模擬施工方法加載,對(duì)高層結(jié)構(gòu),一般都采用這種方法計(jì)算(依據(jù)《高規(guī)》5.1.9條)。但對(duì)于“框剪結(jié)構(gòu)”,采用這種方法計(jì)算在導(dǎo)給基礎(chǔ)的內(nèi)力中剪力墻下的內(nèi)力特別大,使得其下面的基礎(chǔ)難于設(shè)計(jì)。就應(yīng)該采用另一種豎向荷載加載法“模擬施工方法2加載”。模擬施工方法2加載:這是在“模擬施工方法1”的基礎(chǔ)上將豎向構(gòu)建(柱、墻)的剛度增大10倍的情況下再按照“模擬施工方法1”加載進(jìn)行計(jì)算。采用這種方法計(jì)算出的傳給基礎(chǔ)的力比較均勻合理,可以避免墻的軸力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于柱的軸力的不合理情況。所以在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)采用“模擬施工方法1”;在框剪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)計(jì)算時(shí),用“模擬施工方法2”,這樣的出的上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)的力比較合理。1.7風(fēng)荷載計(jì)算信息:計(jì)算x,Y兩個(gè)方向的風(fēng)荷載,選擇“計(jì)算風(fēng)荷載”。此時(shí)地下室外墻不產(chǎn)生風(fēng)荷載。1.8地震力計(jì)算信息:計(jì)算X,Y兩個(gè)方向的地震力,抗震設(shè)計(jì)時(shí)“計(jì)算水平地震力”;8度、9度大跨度和長(zhǎng)懸臂及9度的高層建筑,應(yīng)選“計(jì)算水平和豎向地震力”。見《抗規(guī)》3.1.3(強(qiáng)條),3.1.4條,5.1.1(強(qiáng)條),5.1.6條2款(強(qiáng)條);《高規(guī)》3.3.2條(強(qiáng)條)1.9結(jié)構(gòu)類別:按照工程所采用的結(jié)構(gòu)體系填寫。當(dāng)定義為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),短肢剪力墻的抗震等級(jí)由程序自動(dòng)提高一級(jí),不需人工指定。1.10裙房層數(shù):MANNEX,定義裙房層數(shù),無裙房時(shí)填0。1.11轉(zhuǎn)換層所在層號(hào):MCHANGE,定義轉(zhuǎn)換層所在層號(hào),便于內(nèi)力調(diào)整,無則填0。1.12墻元細(xì)分最大控制長(zhǎng)度(m):=2.00,一般工程取2.0,框支剪力墻取1.5或1.0。1.13墻元側(cè)向節(jié)點(diǎn)信息:內(nèi)部節(jié)點(diǎn),一般工程宜選擇“內(nèi)部節(jié)點(diǎn)”,“出口節(jié)點(diǎn)”精度高于“內(nèi)部節(jié)點(diǎn)”,但非常耗時(shí)。1.14是否對(duì)全樓強(qiáng)制采用剛性樓板假定:計(jì)算位移比與剛度比時(shí)選“是”,計(jì)算內(nèi)力與配筋及其他內(nèi)容時(shí)選“否”。計(jì)算周期比、位移比與層剛度比(包括查找是否有薄弱層等)時(shí)選[是],《高規(guī)》5.1.5條。計(jì)算內(nèi)力與配筋及其它內(nèi)容時(shí)選擇[否]。2.風(fēng)荷載信息2.1修正后的基本風(fēng)壓(kN/m㎡):一般取50年一遇(n=50);對(duì)于對(duì)風(fēng)荷載敏感的和提醒復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要取100年一遇(n=100)。《高規(guī)》3.2.2條(強(qiáng)條):《荷規(guī)》7.1.2(強(qiáng)條),附錄D.4,附表D.4。2.2地面粗糙度程度:海岸選擇“A”類,鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市郊等選“B”類,建筑密集城市市區(qū)選“C”類,如果建筑密集城市市區(qū)且周圍房屋較高選“D”。依據(jù)詳見《荷規(guī)》7.2.1條,《高規(guī)》3.2.3條。2.3結(jié)構(gòu)基本周期(秒):初步計(jì)算宜取程序默認(rèn)值,待程序計(jì)算出結(jié)構(gòu)的基本周期后,再代回重新計(jì)算。宜取程序默認(rèn)值(程序由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算):依據(jù)《高規(guī)》附錄B公式B.0.2。程序計(jì)算出結(jié)構(gòu)的基本周期(以平動(dòng)為主的第一周期)后,宜返填重新計(jì)算,可以使風(fēng)荷載的計(jì)算更準(zhǔn)確?;局芷诮乒揭姟陡咭?guī)》3.2.6表3.2.6-1注;《荷規(guī)》7.4.1條,附錄E:《措施》8.9節(jié)1條。2.4體型變化分段數(shù):定義結(jié)構(gòu)體型變化分段數(shù),無則填0。各段最高層號(hào):按各分段內(nèi)各層的最高層號(hào)填寫。各段體型系數(shù):按規(guī)范要求填寫。《荷規(guī)》7.3.1表7.3.1;《高規(guī)》3.2.5條,附錄A3.地震信息3.1結(jié)構(gòu)規(guī)則性信息:規(guī)則結(jié)構(gòu)選擇“規(guī)則”。3.2扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)信息:振型疊加的CQC組合為耦聯(lián)算法,SRSS組合為非耦聯(lián)算法,一般地震力都采用CQC方法,新高規(guī)3.3條規(guī)定,質(zhì)量、剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu),以及高度超過100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法,因此多高層建筑宜選擇“耦聯(lián)”,且多層選擇“耦聯(lián)”后不必增大邊福地震內(nèi)力。依據(jù)見《抗規(guī)》5.2.3條1款,振型組合技術(shù)條件詳見《抗規(guī)》5.2.2條,5.2.3條:《高規(guī)》3.3.10條,3.3.11條。3.3計(jì)算振型:“耦聯(lián)”取3的倍數(shù)且≤3倍層數(shù),“非耦聯(lián)”≤層數(shù);且參與計(jì)算振型的“有效質(zhì)量系數(shù)”應(yīng)≥90%?!犊挂?guī)》5.2.2條2款及條文說明,5.2.3條2款;《高規(guī)》3.3.10條1款及條文說明,3.3.11條1款;《高規(guī)》5.1.13條2款3.4地震烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組、特征周期、多遇地震影響系數(shù)最大值、罕遇地震影響系數(shù)最大值、框架的抗震等級(jí)、剪力墻的抗震等級(jí)、活荷載質(zhì)量折減系數(shù)參照地勘報(bào)告及專項(xiàng)規(guī)范填寫。3.5周期折減系數(shù):框架結(jié)構(gòu)填充墻較多取0.6~0.7,填充墻較少取0.7~0.8;框剪結(jié)構(gòu)填充墻較多取0.7~0.8,填充墻較少取0.8~0.9;剪力墻結(jié)構(gòu)填充墻較多取0.9~1,填充墻較少取1。異形柱框架結(jié)構(gòu):0.65?!陡咭?guī)》3.3.16條(強(qiáng)條),3.3.17條:《措施》8.8節(jié)1條3.6結(jié)構(gòu)阻尼比(%):鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般取0.05,高層鋼結(jié)構(gòu)0.02(層數(shù)多于12層)、0.035(層數(shù)不多于12層),門式輕型鋼結(jié)構(gòu)0.05,組合結(jié)構(gòu)0.04。依據(jù)見《抗規(guī)》5.1.5條1款,《高規(guī)》3.3.8條。3.7是否考慮偶然變心:多層結(jié)構(gòu)可不考慮,規(guī)則多層若同時(shí)選擇“非耦聯(lián)”,應(yīng)按規(guī)范增大邊福的地震內(nèi)力。多層選[否],依據(jù)見《抗規(guī)》5.1.1條3款(強(qiáng)條):規(guī)則多層若同時(shí)選擇[非耦聯(lián)],應(yīng)按《抗規(guī)》5.2.3條1款增大邊福地震內(nèi)力。高層先按單向地震(即不考慮[雙向地震])選[是]:依據(jù)見《高規(guī)》3.3.2條2款(強(qiáng)條),3.3.3條。★多高層在上述選擇及[全樓強(qiáng)制采用剛性樓板]的前提下計(jì)算位移比,若>1.2,視為不規(guī)則結(jié)構(gòu),[雙向地震作用]應(yīng)選擇[是](即不規(guī)則高層含小高層此時(shí)可既考慮[雙向地震]又考慮偶然偏心。程序會(huì)自動(dòng)按考慮偏心不考慮雙向地震、考慮雙向地震5不考慮偏心計(jì)算取最不利結(jié)果);見《抗規(guī)》3.4.2及表3.4.2-1,《抗規(guī)》3.4.3條1款;《高規(guī)》4.3.5條。3.8是否考慮雙向地震作用;多層一般按單向地震計(jì)算,高層建筑(平面或豎向不規(guī)則)一般考慮雙向地震。不規(guī)則(質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu),位移比大于1.2的結(jié)構(gòu))多高層應(yīng)選[是],同時(shí)[振型組合]選[耦聯(lián)],[偶然偏心]按《高規(guī)》3.3.3條條文說明應(yīng)選[否](上文太所述位移比>1.2的不規(guī)則多高層可選[是])。規(guī)則多高層宜選[否],同時(shí)高層[偶然偏心]選[是]。雙向地震的依據(jù)詳見《抗規(guī)》5.1.1條3款(強(qiáng)條),《高規(guī)》3.3.2條2款(強(qiáng)條)。別墅選[是]。3.9斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震:一般填0,斜交角度>15度時(shí)應(yīng)輸入計(jì)算。依據(jù)詳見《抗規(guī)》5.1.1條2款(強(qiáng)條),《高規(guī)》3.3.2條1款(強(qiáng)條)4.活載信息考慮活荷不利布置的層數(shù)從第1到6層?多層應(yīng)取全部樓層,《措施》2.8.1條;高層宜取全部樓層,《高規(guī)》5.1.8條。4.1柱、墻活載是否折減:在PM建模不折減時(shí),宜選擇折減。4.2傳到基礎(chǔ)的活荷載是否折減:在PM建模不折減時(shí),宜選擇折減。柱、墻、基礎(chǔ)活荷載折減系數(shù)參見《荷載規(guī)范》。詳見《荷規(guī)》4.1.2條表4.1.2(強(qiáng)條)5.調(diào)整信息5.1中梁剛度放大系數(shù):現(xiàn)澆樓板取1.3-2.0,宜取2.0;裝配式樓板取1.0。依據(jù)詳見《砼規(guī)》5.2.4條3款,7.2.3條表7.2.3:《高規(guī)》5.2.2條:《措施》8.8節(jié)8條。5.2梁端彎矩調(diào)幅系數(shù):現(xiàn)澆框架梁0.8-0.9;裝配整體式框架梁0.7-0.8。調(diào)幅后,程序按平衡條件將梁跨中彎矩相應(yīng)增大。對(duì)于6度區(qū)跨度較大的框架,框架梁支座負(fù)筋由裂縫寬度控制時(shí)可取0.9見《砼規(guī)》5.3.1條及條文說明,《高規(guī)》5.2.3條5.3梁設(shè)計(jì)彎矩增大系數(shù):取1.0~1.3,已考慮活荷載不利布置時(shí),宜取1.0。放大梁跨中彎矩,見《措施》8.8節(jié)6條。該放大系數(shù)主要是考慮到荷載不利布置,另考慮到“強(qiáng)剪弱彎”,所以通常不放大而取1.0。5.4連梁剛度折減系數(shù):一般取0.7;位移由風(fēng)載控制時(shí)取≥0.8。見《抗規(guī)》6.2.13條2款,《高規(guī)》5.2.1。位移由風(fēng)載控制時(shí)取≥0.8,見《措施》8.8節(jié)7條。全樓地震力放大系數(shù):RSF=1.00..?取值0.85-1.50,一般取1.0。《措施》8.8節(jié)3條。5.5梁扭矩折減系數(shù):現(xiàn)澆樓板取0.4~1.0宜取0.4:裝配式樓板取1.0。見《高規(guī)》5.2.4條及條文說明;《措施》8.8節(jié)7條5.60.2Q0調(diào)整:用于框剪抗震設(shè)計(jì),純框架填0。新規(guī)范6.2.13條規(guī)定,側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框一剪結(jié)構(gòu),任一層框架部分的地震剪力,不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框-剪結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。高規(guī)》8.1.4條和1.2.7條,《抗規(guī)》6.2.13條1款,《措施》8.8節(jié)2條。5.7頂塔樓內(nèi)力放大起算層號(hào)按突出屋面部分最低層層號(hào)填寫無頂塔樓填0。;,5.8頂塔樓內(nèi)力放大:計(jì)算振型數(shù)位9~15及以上時(shí),宜取1.0(不調(diào)整);計(jì)算振型為3時(shí),取1.5。頂塔樓宜每層作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與計(jì)算。5.9九度結(jié)構(gòu)及一級(jí)框架梁柱超配筋系數(shù):默認(rèn)1.15??挂?guī)》6.2.4條,《高規(guī)》6.2.5:見《SATWE用戶手冊(cè)》10.5節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)力的調(diào)整。5.10是否按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整樓層地震力:一般不調(diào)整。見《高規(guī)》10.2.7條。5.11剪力墻加強(qiáng)區(qū)起算層號(hào):一般取1.5.12強(qiáng)制指定的薄弱層個(gè)數(shù):設(shè)計(jì)人自行查找薄弱層,不需指定時(shí)填0。薄弱層見《抗規(guī)》5.5.2條,《高規(guī)》4.6.4條、5.1.14條。6.設(shè)計(jì)信息6.1結(jié)構(gòu)重要性系數(shù):一般建筑安全等級(jí)二級(jí),設(shè)計(jì)使用年限50年取1.0。6.2柱計(jì)算長(zhǎng)度原則:有側(cè)移,一般按有側(cè)移。鋼結(jié)構(gòu)也屬于有側(cè)移結(jié)構(gòu)。6.3梁柱重疊部分簡(jiǎn)化一般工程選擇不簡(jiǎn)化異形柱結(jié)構(gòu)宜選擇簡(jiǎn)化最為剛域:;依據(jù)見《砼規(guī)》5.2.3條4款,《高規(guī)》5.3.4條。6.4是否考慮p-△效應(yīng):一般不考慮。一般不考慮。見《砼規(guī)》5.2.2條3款,7.3.9條,7.3.12條:《抗規(guī)》3.6.3條:《高規(guī)》5.4.1條,5.4.2條,5.4.3條。6.5柱配筋計(jì)算原則:整體計(jì)算選單偏壓,角柱、異形柱按雙偏壓進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算。可按殊構(gòu)件定義角柱,程序自動(dòng)按雙偏壓計(jì)算。6.6鋼構(gòu)件截面凈毛面積比:取0.85用于鋼結(jié)構(gòu)。6.7梁保護(hù)層厚度(毫米):室內(nèi)正常環(huán)境,混凝土大于C20時(shí),取大于等于25毫米。6.3柱保護(hù)層厚度(毫米):室內(nèi)正常環(huán)境取大于等于30毫米。6.9是否按混凝土規(guī)范(7.3.11-3)計(jì)算混凝土柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù):一般情況下選否,水平力設(shè)計(jì)彎矩占總設(shè)計(jì)彎矩75%以上時(shí)選是。7.配筋信息配筋信息(見圖7-1)配筋信息梁主筋強(qiáng)度300、360;墻主筋強(qiáng)度300、360;梁箍筋強(qiáng)度210;墻箍筋強(qiáng)度210;墻分布筋強(qiáng)度300;梁箍筋最大間距抗震設(shè)計(jì)時(shí)一般取100;柱箍筋最大間距抗震設(shè)計(jì)時(shí)一般取100;墻水平分布筋最大間距一般取200;墻豎向分布最小配筋率抗震設(shè)計(jì)時(shí)取大于等于0.25一般取0.3。對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu),當(dāng)柱箍筋采用HRB400時(shí)填300,因?yàn)楫愋沃Y(jié)構(gòu)規(guī)范中規(guī)定柱箍筋強(qiáng)度取值不得大于300N/mm2。8.荷載組合一般選擇默認(rèn),需要調(diào)節(jié)時(shí)參照設(shè)計(jì)規(guī)范。9.地下室信息9.1回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比-1相當(dāng)于上不結(jié)構(gòu)嵌固于地下室頂板,3相當(dāng)于嵌固程度70%~80%,填5相當(dāng)于完全嵌固。一般工程填3(嵌固程度70-80%),若填一負(fù)數(shù)-m(m<=地下室層數(shù))則認(rèn)為有m層地下室無水平位移完全嵌固;若填0,則認(rèn)為基礎(chǔ)回填土對(duì)結(jié)構(gòu)沒有約束作用。9.2外墻分布筋保護(hù)層厚度:根據(jù)材料類別和所處環(huán)境類別填寫,詳見混凝土規(guī)范。9.3回填土容重一般取20。9.4室外地平標(biāo)高以地下室頂板標(biāo)高為準(zhǔn),高為正,低為負(fù)。9.5回填土側(cè)壓力系數(shù):參見工程地質(zhì)勘查報(bào)告,宜取靜止土壓力,無誓言條件時(shí),砂土可取0.34~0.45,黏性土可取0.5~0.7。9.6地下水位標(biāo)高:以地下室頂板標(biāo)高為準(zhǔn),高為正,低為負(fù)。9.7室外地面附加荷載:一般取值大于等于10千牛每平方米。9.8人防設(shè)計(jì)等級(jí):有人防時(shí)為4、5、6級(jí),0為不考慮人防設(shè)計(jì)。9.9人防地下室層數(shù):考慮人防設(shè)計(jì)的地下室層數(shù),與地下室層數(shù)有區(qū)別。9.10頂板人防等效和賊:考慮人防設(shè)計(jì)時(shí)按照人防等級(jí)選擇,無則填0。9.11外墻人防等效荷載:考慮人防設(shè)計(jì)時(shí)按照人防等級(jí)選擇,無則填0。另外對(duì)于地下構(gòu)件當(dāng)墻體為擋土墻時(shí),軟件目前并未在平面配筋簡(jiǎn)圖中給出堵體在平面外受力的配筋,所以若想得到這類墻體的配筋數(shù)據(jù),應(yīng)在文本文件中查詢與該層對(duì)應(yīng)的配筋文件。但是由于實(shí)際工程中情況千變?nèi)f化,而軟件又有一定的適用范圍,所以對(duì)地下室擋土墻的計(jì)算還是以手算為好,當(dāng)采用軟件計(jì)算結(jié)果時(shí),應(yīng)注意人工復(fù)核。另外,對(duì)于有窗井的地下室結(jié)構(gòu),可以在PMCAD中建模,窗井頂部設(shè)置為全房間洞,SATWE軟件可以計(jì)算窗井隔墻對(duì)豎向構(gòu)件的側(cè)向作用。對(duì)計(jì)算結(jié)果,亦應(yīng)注意人工復(fù)核。對(duì)于地下室《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.3.7條規(guī)定,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的2倍,而規(guī)范中設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)所對(duì)應(yīng)的底層即指嵌固層樓板。因此,正確選取嵌固層就成為結(jié)構(gòu)整體計(jì)算是否正確的關(guān)鍵。但是目前軟件尚無法自動(dòng)判斷嵌固層位置,而且工程實(shí)踐中情況千差萬別,要求軟件做到自動(dòng)判斷亦十分困難,仍然需要設(shè)計(jì)者進(jìn)行人工干預(yù),軟件為此提供了必要的條件。首先可以按實(shí)際地下室層數(shù)進(jìn)行第一次計(jì)算,查文本文件中的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總信息”,軟件自動(dòng)計(jì)算了樓層上下側(cè)向剛度,這是結(jié)構(gòu)自身的固有性質(zhì),不會(huì)因地下室層數(shù)的變化而改變,據(jù)此可以判斷嵌固層的位置(當(dāng)然,對(duì)一般工程來說,也可以根據(jù)規(guī)范提供的公式手算樓層側(cè)向剛度比)。然后根據(jù)嵌固層位置調(diào)整計(jì)算參數(shù)中的“地下室層數(shù)”進(jìn)行第二次計(jì)算,SATWE將設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用在地下室頂板上。但是對(duì)實(shí)際工程,地下室結(jié)構(gòu)一般都有側(cè)向土體約束,對(duì)帶有多層地下室的結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)叵率翼敯宀荒茏鳛榍豆虒訒r(shí),單純將地下結(jié)構(gòu)加入到主體結(jié)構(gòu)中進(jìn)行計(jì)算,即認(rèn)為嵌固層位置在地下二層樓板處或更低,則可能造成結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際情況,甚至導(dǎo)致薄弱層位置變化等等。因此在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,取最不利結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)。應(yīng)注意,SATWE允許利用“地下室信息”里的“回填土對(duì)地下室約束剛度比“參數(shù)來控制地下室結(jié)構(gòu)的水平位移,但是這一參數(shù)并不影響設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用位置。另外,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于“位于地下室頂板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和“的規(guī)定,目前軟件還沒有考慮。所以需要設(shè)計(jì)者自行調(diào)整應(yīng)引起注意。其他一些設(shè)置的說明5.設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整1)、梁設(shè)計(jì)剪力調(diào)整:抗震規(guī)范第6.2.4條和高規(guī)第6.2.5、7.2.21條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)時(shí),特一、一、二、三級(jí)的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的設(shè)計(jì)剪力值應(yīng)調(diào)整。2)、柱設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整:為了體現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)中強(qiáng)柱弱梁概念設(shè)計(jì)的要求,抗震規(guī)范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10條和高規(guī)第4.9.2條規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí),特一,一、二、三級(jí)的框架柱、框架結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面、角柱、框支柱的組合設(shè)計(jì)內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。3)、剪力堵設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整:高規(guī)第7.2.10、10.2.14、4.9.2條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)時(shí),特一、一、二、三級(jí)的剪力堵底部加強(qiáng)區(qū)和非加強(qiáng)區(qū)截面組合的設(shè)計(jì)內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。6.結(jié)構(gòu)整體性能控制1)、位移控制:新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角,A、B級(jí)高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍;且A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍,B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.3倍。2)、周期控制:新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1之比,A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9:B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.850。3)、層剛度比控制:新抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定,筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2:新高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%;新高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍:新高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,應(yīng)符合高規(guī)附錄D的規(guī)定。D.0.1:底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比y表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)y不應(yīng)大于3,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2。D.0.2:底部為2-5層大空間的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),其轉(zhuǎn)換層下部框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度與相同或相近高度的上部剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比ye宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于1.3。4)、層剛度比計(jì)算:高規(guī)附錄D.0.1建議的方法一剪切剛度Ki=GiAi/hl高規(guī)附錄D.0.2建議的方法一剪彎剛度Ki=Ai/Hi抗震規(guī)范的3.4.2和3.4.3條文說明中建議的計(jì)算方法:Ki=vi/Aji新規(guī)范軟件中提供前兩種算法。SATWE計(jì)算控制參數(shù):層剛度比計(jì)算:1)剪切剛度:計(jì)算嵌固層剛度和純框架結(jié)構(gòu)層間剛度時(shí)可以采用,底部大空間為一層時(shí)可以采用。見《高規(guī)》附錄E.0.1。2)剪彎剛度:適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu)的剛度計(jì)算,底部大空間為二層及以上時(shí)可采用。見《高規(guī)》附錄E.0.2。3)按地震剪力與地震層間位移的比值計(jì)算(抗震規(guī)范方法,依據(jù)見《抗規(guī)》3.4.2條與3.4.3條條文說明,《高規(guī)》5.4.1條2款):這是系統(tǒng)默認(rèn)的第三種剛度算法,一般工程應(yīng)選擇此剛度算法。對(duì)于有彈性板或板厚為零的工程,應(yīng)先按[對(duì)全樓強(qiáng)制采用剛性樓板假定]計(jì)算層剛度比和位移比并找出薄弱層,再在不選擇[對(duì)全樓強(qiáng)制采用剛性樓板假定](真實(shí))條件下計(jì)算內(nèi)力與配筋及其它內(nèi)容??倓偱c側(cè)剛問題:1)按總剛計(jì)算耗機(jī)時(shí)和內(nèi)存資源較多。2)有彈性樓板設(shè)置時(shí)應(yīng)按總剛計(jì)算。3)無彈性樓板時(shí)宜按側(cè)剛計(jì)算。規(guī)范控制的層剛度比和位移比,要求在剛性樓板條件下計(jì)算,因此,任何情況下均按側(cè)剛算一次,以驗(yàn)算層剛度比和位移比。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的七個(gè)比值及調(diào)整方法高層設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件(柱、剪力墻等)的合理布置,設(shè)計(jì)過程中控制的目標(biāo)參數(shù)主要有如下七個(gè):一、軸壓比:主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比,保證結(jié)構(gòu)的延性要求,規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求,見抗規(guī)6.3.7和6.4.6,高規(guī)6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說明。軸壓比不滿足要求,結(jié)構(gòu)的延性要求無法保證:軸壓比過小,則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少相應(yīng)墻、柱的截面面積。軸壓比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、人工調(diào)整:增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。二、剪重比:主要為限制各樓層的最小水平地震剪力,確保周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的安全,見抗規(guī)5.2.5,高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說明。這個(gè)要求如同最小配筋率的要求,算出來的水平地震剪力如果達(dá)不到規(guī)范的最低要求,就要人為提高,并按這個(gè)最低要求完成后續(xù)的計(jì)算。剪重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后,SATWE按抗規(guī)5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和,用以調(diào)整該樓層地震剪力,以滿足剪重比要求。2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可按下列三種情況進(jìn)行調(diào)整:1)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時(shí),說明結(jié)構(gòu)過柔,宜適當(dāng)加大墻、柱截面,提高剛度。2)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時(shí),說明結(jié)構(gòu)過剛,宜適當(dāng)減小墻、柱截面,降低剛度以取得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。3)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時(shí),可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用,以滿足剪重比要求。剛度相對(duì)于重力荷載過小;但剛重比過分大,則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。剛重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整;SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。七、層間受剪承載力比:主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性,避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變,形成薄弱層,見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說明;對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。層間受剪承載力比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào),將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層,SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度(如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面)以提高本層堵、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力,或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層堵、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則,第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層;這樣可以減少建模過程中的重復(fù)修改,加快建模速度。上述幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變,在調(diào)整過程中可能相互關(guān)聯(lián),應(yīng)注意不要顧此失彼。三、剛度比:主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性,避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變,形成薄弱層,見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.2及相應(yīng)的條文說明:對(duì)于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。剛度比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:如果某樓層剛度比的計(jì)算結(jié)果不滿足要求,SATWE自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層,并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可按以下方法調(diào)整:1)適當(dāng)降低本層層高,或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。2)適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度,或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。四、位移比:主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性,以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說明。位移比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置,減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的偏心距;調(diào)整方法如下:1)由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的,最大位移比往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位:因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度;同時(shí)在設(shè)計(jì)中,應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。2)利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn),加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度;也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度;直到位移比滿足要求。五、周期比:主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱,使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度,減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響,見高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說明。周期比不滿足要求,說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大,結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。周期比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置,提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度;總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度,適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度;利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系,合理布置抗側(cè)力構(gòu)件,加強(qiáng)需要減小周期方向(包括平動(dòng)方向和扭轉(zhuǎn)方向)的剛度,或削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時(shí)可按以下方法調(diào)整:1)SATWE程序中的振型是以其周期的長(zhǎng)短排序的。2)結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng),扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)宜相近”。3)當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸(第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向,一般都靠近X軸和Y軸)的抗側(cè)移剛度過小,此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度,并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。4)當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),說明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)移剛度相差較大,結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)其中一主軸(第一振型轉(zhuǎn)角方向)的抗側(cè)移剛度是合理的;但相對(duì)于另一主軸(第三振型轉(zhuǎn)角方向)的抗側(cè)移剛度則過小,此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度,并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍(主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向)的剛度。5)在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí),應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。6)當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),周期比肯定不滿足規(guī)范的要求;當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),周期比較難滿足規(guī)范的要求。六、剛重比:主要是控制在風(fēng)荷載或水平地震作用下,重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大,避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌,見高規(guī)5.4.1和5.4.4及相應(yīng)的條文說明。剛重比不滿足要求,說明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過?。坏珓傊乇冗^分大,則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。剛重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。七、層間受剪承載力比:主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性,避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變,形成薄弱層,見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說明:對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。層間受剪承載力比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào),將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層,SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度(如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面)以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力,或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則,第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層;這樣可以減少建模過程中的重復(fù)修改,加快建模速度。上述幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變,在調(diào)整過程中可能相互關(guān)聯(lián),應(yīng)注意不要顧此失彼。5)、框剪結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的傾覆力矩計(jì)算:新抗震規(guī)范第6.1.3條、高規(guī)8.1.3條規(guī)定,框架一剪力墻結(jié)構(gòu),在基本振型地震作用下,若框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級(jí)應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定,柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)采用??拐鹨?guī)范第6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔(dān)的傾覆力矩的計(jì)算方法zMC=ZZVjh7.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算1)、柱軸壓比計(jì)算:新抗震規(guī)范6.3.7條、高規(guī)的6.4.2條和混凝土規(guī)范的11.4.16條,都規(guī)定了柱軸壓比的限值,并規(guī)定建造于V類場(chǎng)地且較高的高層建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)降低。柱軸壓比指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比:可不進(jìn)行地震計(jì)算的結(jié)構(gòu),取無地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值:2)、剪力墻軸壓比計(jì)算:新抗震規(guī)范6.4.6條、高規(guī)的7.2.14條和混凝土規(guī)范的11.7.13條,都規(guī)定了剪力墻軸壓比的限值。目前新規(guī)范程序給出各個(gè)墻肢的軸壓比。3)、剪力墻強(qiáng)區(qū):底部加新抗震規(guī)范和新高規(guī)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的定義略有不同,分別定義如下:新抗震規(guī)范6.1.10條規(guī)定,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加上框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的l/8二者的較大值,且不大于15m,其它結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底第6/8頁部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部二層高度二者的較大值,且不大于15m。新高規(guī)的7.1.9條規(guī)定,一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的l/8和底部二層高度二者的較大值,當(dāng)剪力墻高度超過150m時(shí),其底部加強(qiáng)部位的范圍可取墻肢總高度的1/10
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