CN113195843A - 具有纤维复合绳的绳网立面 - Google Patents

Abstract

提出了一种绳网立面，绳网立面的绳网由碳或复合材料制成。绳网和立面元件位于一个平面中，这产生细长的、美观的立面，立面的两侧都可以不受限制地接近，例如用于清洁玻璃立面。

Description

具有纤维复合绳的绳网立面

背景技术

绳网立面是由形成绳网的两组绳所构成。在本发明的上下文中，第一组或第一群组绳中的绳被称为“第一绳”。它们通常是竖直定向的，而第二绳是水平定向的，并且形成矩形面板的网或网格。第一绳和第二绳的交叉点被称为节点。根据场地的大小，大多数由玻璃制成的立面元件附接到绳网上。通常，立面元件在节点的区域中连接到绳网，因为这样可以利用单个构造元件实现立面元件与竖直延伸的第一绳和水平延伸的第二绳之间的连接。另外，这稳定了绳网。

在已知的绳网立面中，绳网形成第一平面，并且立面元件形成第二平面。这两个平面彼此平行延伸-通常距离为约5至10cm。

出于美观、实用和经济的原因，该距离是不希望的：这种绳网立面要求较大的安装空间并且因此减小了可用建筑面积。

另外，绳网提供了污垢和蜘蛛等定居的侵袭表面，并且因此必须定期清洁，这导致相当大的费用。绳网使得难以从一侧接近立面元件，这使得它们的清洁更加困难。

因此，本发明是基于提供一种绳网立面的目的，该绳网立面满足最高的审美需求，满足所有建筑许可要求，并且另外易于维护和清洁。

发明内容

根据本发明，该任务通过一种用于建筑物的绳网立面来解决，该绳网立面包括权利要求1的特征，即至少一个第一绳阵列和立面元件，其中，所述第一绳由纤维复合材料的一个或多个薄片构成，其中，所述第一绳阵列被预加应力，并且其中，所述立面元件布置在由所述绳网跨越的平面中。

通常沿竖直方向延伸的第一绳阵列在两个相邻窗格或其它立面元件的接合部中布置并预加应力。立面元件在其(侧)边缘的区域中各自与第一绳连接。这可以例如通过用硅树脂结合来进行。

第一绳的预加应力和抗拉强度被选择为使得风载荷或将导致窗格偏转的其它载荷被绳吸收并传递到周围的支撑结构。其结果是，窗格的偏转被减小到如下这种程度：连接到根据本发明的第一绳的窗格即使在风载荷下也不会破裂。

根据本发明，该任务还通过一种用于建筑物的绳网立面来解决，特别是在立面的高度超过选定窗格高度时，该绳网立面包括权利要求2的特征，即，第一绳和第二绳的至少一个绳网、立面元件和用于将立面元件的载荷引入绳网中的节点元件，其中，所述绳网的第一绳和第二绳在节点中彼此交叉，其中，所述第一绳和/或第二绳由纤维复合材料的一个或多个薄片或纤维束构成，并且其中，所述立面元件布置在由所述绳网跨越的平面中。

由于作用在立面元件上的重力，第一绳通常比第二绳承载更重。这可以通过改变绳的承载载荷来补偿。

第一绳(以及第二绳)可以设计为单股或两个平行且间隔开的股。如果第一绳由两股构成，那么第二绳在第一绳的间隔开的股之间延伸。

通过将第一绳或第二绳分成两股或更多股，产生一些冗余。另外，由于绳网的对称结构，在节点中没有弯矩。

由于外部条件或边界条件，可能要求或希望仅在一根绳的方向上的载荷传递。这可以通过绳段的不同预张紧来单独控制。然而，至少一个绳段必须以限定的方式被预加应力。

另外，可以放置立面元件，实际上是以由网形成的矩形的形式，使得立面元件也布置在绳网的平面中。这还消除了来自偏心载荷施加的载荷，该偏心载荷施加必然由根据现有技术的幕墙玻璃立面产生。

换言之，第一绳和第二绳在立面元件之间的间隙或接合部中延伸，并且节点元件被布置为将立面元件连接到绳上。可选地，在那里还可以布置在诸如隔热的建筑物理方面有效的中间层。

根据本发明，第一绳可以分成两股。第二绳在这两股之间延伸。这产生绳网的对称结构，结果是所有股或绳都同等地承载。

根据本发明的布置的另一优点是，可以从两侧不受限制地接近立面元件。另外，保护立面元件的接合部中的绳网的绳免受机械损坏和腐蚀性介质的侵袭并且保护方式尽可能最佳。

最后，根据本发明的绳网立面设计非常简单，易于安装；如果需要，还可以更换单独的立面元件。

在本发明的有利实施例中，节点元件具有接收表面，其中，在接收表面中设置用于第一绳的两股中的每股的凹部，并且其中，在凹部的一个或两个边缘上布置相应的、优选弹性地形成的凸耳。弹簧承载的凸耳允许确保预定接触压力用于结合，由此确保高制造质量同时易于处理。

在节点元件的安装状态下，接收表面水平对齐，使得它为两个在水平方向上彼此相邻布置的立面元件提供“支撑表面”。第一绳的两股穿过在水平方向上并排布置的两个立面元件之间。为了防止第一绳的股被底板的区域中的凹部损坏或刮伤，在凹部的两侧上形成弹性凸耳，以有效地防止股在底板的区域中扭结。

弹性凸耳平行于第一绳的纵向轴线延伸，并且突出超过接收表面，优选地在两侧上。根据要放置的立面元件/窗格的重量，弹性凸耳可以选择为不同长度。这限制了节点元件在安装期间当在一侧上承载时的扭曲。

为了有效地防止底板与水平延伸的第二绳之间的屈曲或不允许的高点载荷，在本发明的另外优选实施例中，在底板的下侧上形成以大半径修圆的突耳或突出部。该突出部靠在水平延伸的第二绳上，使得在该点处，水平延伸的第二绳也不会扭结或以其它方式机械地应力超限。

已经证明有利的是，节点元件的接收表面的宽度小于或等于立面元件的厚度。这是因为根据本发明的节点元件然后消失在在立面元件之间的接合部中，第一绳和第二绳也一样，由此变得几乎不可见。

优选地，根据本发明的节点元件由弹性塑料制成。合适的制造工艺包括例如注塑或3D打印。

在根据本发明的绳网立面中，第一绳和第二绳在立面元件之间的接合部中延伸。这些接合部优选地用诸如硅树脂的永久弹性密封化合物灌浆，使得根据本发明的绳网立面将外部空间与内部空间紧密密封。另外，绳被封闭在硅树脂接合部中，由此免于损坏。

另外，立面元件的灌浆使得在接合部中延伸的第一绳和第二绳以及立面元件以线性方式而不仅仅是点状方式连接到彼此，藉此，实现了正交地作用于立面元件的载荷到绳中的相对载荷传递。

为了能够将第一绳和第二绳连接到结构上，绳具有用于紧固的装置。这些用于紧固第一绳和第二绳的装置被紧固到结构的单独框架、壁和/或顶板上。

在有利的实施例中，紧固件备有用于调节绳长度和预张力的装置，以便于安装期间的使用。

为此，它们可以包括具有内螺纹的套筒和具有外螺纹的螺纹环。该螺纹环可以拧入套筒的内螺纹中。螺纹环形成用于绳上的端件的承载表面。

通过将螺纹环或多或少地深深地拧入套筒中，调节接触表面高度的位置，使得以其端件放置在螺纹环上的绳具有希望的预张力。

为了确保力在用于紧固第一绳和第二绳的装置与第一绳和第二绳之间的最佳可能的传递，第一绳和第二绳各自在其端部处具有端件。端件可以具有通孔，该通孔具有内锥和至少一个用于将薄片的端部夹紧在内锥中的夹紧件。通常由金属制成的端件与根据本发明的玻璃立面的绳或股之间的连接可以借助于内锥和夹紧件来进行。然而，从现有技术中的其它端件也可与根据本发明的绳一起使用。

在本发明的有利的实施例中，端件具有用于对绳预加应力的内螺纹。然后，松弛地预组装的绳通过张紧螺钉达到希望的预张力，该张紧螺钉被拧入端件的内螺纹中。然后将螺纹环拧入套筒中，直到其靠在端件的下侧上。然后拧松夹紧螺钉。这将由预加应力绳施加的力经由端件和螺纹环传递到套筒。

立面元件通常由玻璃制成，例如作为具有两个、三个或四个玻璃窗格的隔热玻璃窗，作为钢化安全玻璃或作为夹层安全玻璃。当然，其它立面元件也可以集成到根据本发明的绳网立面中。例如，玻璃和塑料的复合窗格(防弹透明立面元件)或光伏模块或半透明立面元件或由金属或其它材料制成的不透明立面元件可以集成到根据本发明的绳网立面中。

本发明的另外优点和有利实施例可在以下附图、其描述和专利权利要求书中看到。在附图、其描述和专利权利要求书中公开的所有特征单独地和以彼此的任意组合对于本发明而言是必要的。

附图说明

附图示出了：

图1示出了根据本发明的绳网立面的示意图，该绳网立面形成为不规则四边形；

图2、图3、图4a、图4b、图5和图6示出了在接合部十字头的区域中的不同截面；

图7示出了根据本发明的具有节点元件的接合部十字头的等距视图；

图8示出了根据本发明的接合部十字头的示例；

图9a、图9b、图10和图11是绳与砌体或框架之间的连接；

图12示出了根据本发明的节点元件的另一示例；并且

图13是根据本发明的绳网立面的另外实施例示例的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的绳网立面的高度简化实施例。绳网立面包括框架101，该框架在该实施例示例中形成为不规则四边形。基本上竖直延伸的第一绳103和基本上水平延伸的第二绳105被夹紧在框架101中。第一绳103和第二绳105形成绳网。在第一绳103和第二绳105交叉的地方，形成节点107。在图中，为了清楚起见，仅一个节点107设有附图标记。

绳103、105借助于张紧装置141连接到框架101上，并且通常被预加应力。

下面以示例的方式结合图9至图11更详细地说明将第一绳103和第二绳105分别锚固到框架101上的细节。

如从所例示实施例可以看到，不是所有的第一绳103都精确地竖直对齐。第一绳103以线阵列的方式布置，使得它们不具有相同的取向。对于第二绳105类似也是有效的。然而，第一绳103和第二绳105形成绳网，该绳网在节点处大致上具有直角。

第一绳103基本上承载重量载荷。第二绳105有助于承载正交地作用在玻璃立面上的风载荷或其它载荷。因此，第一绳103的承载能力通常高于第二绳的承载能力。这例如可以通过使第一绳103比第二绳105粗来实现。另一种可能性是将第一绳103分成两股103.1、103.2。该第二变型比第一变型稍微复杂，因此在下面参考图2及以后各页进行例示和说明。

第一绳103包括一股的第一变型由第二变型通过在思想上“省略”两股中的一股而产生。由于两个变型之间的极大相似性，所以不必详细说明较简单的第一变型；图12示出了第一变型的节点元件的实施例。

图2例示了部分暴露节点107的等距视图。

在图2中，可以看到，在该实施例中，第一绳103包括两个股103.1和103.2。这些股103.1和103.2中的每一个包括由纤维复合材料制成的至少一个薄片，该纤维复合材料优选地为碳纤维。股103.1和103.2彼此间隔开。两个股103.1与103.2之间的间隙的尺寸被设计为使得第二绳105可以从它们之间穿过，该第二绳也优选地由纤维复合材料制造为薄片。

根据本发明的节点元件2插入到该节点107中，该节点由第一绳的两个股103.1和103.2以及第二绳105形成。下面将结合图8进一步说明节点元件2。

节点元件2包括与第二绳105对齐或平行的接收表面109。参考图8来说明节点元件2的细节，接收表面109包括两个凹部(没有附图标记)。两个股103.1和103.2延伸穿过这些凹部。

为了防止股103.1、103.2在凹部的区域中选择性地过载甚至扭结，在接收表面109上形成凸耳3。凸耳3被布置为使得它们平行于凹部的两个边缘延伸。凸耳3优选地是弹性的且有回弹力的。特别地，它们的截面随着与接收表面的距离的增加而减小。这确保了在股103.1和103.2被引导穿过节点元件2的接收表面109时，不会发生股的扭结。在所例示的实施例中，凸耳3相对于接收表面109对称；它们在两个方向上延伸超出接收表面109。

以对应的方式，两个凸耳4形成在节点元件2的下侧上。凸耳4间隔开，使得水平延伸的第一绳105(参见图2)可以在凸耳4之间通过。凸耳3、4确保了第一绳103和第二绳105分别不会被节点元件2“伤害”或损坏。当然，节点元件2的其它设计是可想到的并且是可能的。节点元件2用于将立面元件连接到绳而不损坏绳。

因为节点元件2从上方放置在第二绳105上，所以凸耳4仅需要设置在节点元件2的下侧上。

从图2中可以清楚地看出，节点元件2从上方被推到第二绳105上，并且两个股103.1、103.2被引导通过凹部和凸耳3。

另外两个立面元件111可以在第一绳的股的右侧和左侧放置在节点元件2的接收表面109上。这允许将重力从立面元件111传递到节点元件2。

在立面元件111的下边缘与第二绳105之间没有直接接触。这同样适用于立面元件111的侧向边缘和第一绳103。

在位于第二绳105上方的立面元件111中，仅示出了后窗格。通常，立面元件形成为具有至少一个前窗格和一个后窗格以及框架的夹层玻璃或隔热玻璃。第二绳105下面的两个立面元件111示出了夹层玻璃的两个窗格。设计为夹层玻璃的上立面元件111的未示出的前窗格与图2的上部中示出的后窗格一样，被放置在节点元件2的接收表面109上。

图4a)和图4b)示出了沿着图3的线B-B的截面。在这两个截面中，第二绳105和设计为夹层玻璃的立面元件111清晰可见。立面元件111由两个玻璃窗格5构成，这两个玻璃窗格通过边缘密封件6以本身已知的方式接合在一起，以形成夹层玻璃或隔热玻璃窗。

图4b)示出了一种变型，其中，在第二绳105与相邻立面元件11的两个玻璃窗格5之间布置了条状元件201。条状元件201可用于改善隔热。然而，它也可以仅用于视觉/设计目的。

在根据图4的实施例中，立面元件111的两个玻璃窗格5具有相同的尺寸。图5示出了以下实施例：其中，外玻璃窗格(在图5的左侧)稍微突出超过边缘密封件6，使得相邻玻璃窗格5之间的间隙最小化。这减小了可见间隙。

立面元件111之间的间隙由诸如硅树脂的永久弹性材料填充。这产生绳103或105与立面元件111之间的线性弹性粘合连接。这种连接足够强以将立面元件111永久地连接到由第一绳103和第二绳105构成的绳网。然而，这种连接还具有足够的弹性，以能够补偿例如由于风载荷或温度引起的长度变化而引起的变形，由此使传递到绳的载荷均衡。

图6示出了沿着线C-C穿过根据本发明的实施例的截面。在该图中，除了别的以外，清楚的是第一绳可以包括两个股103.1和103.2。股103.1与103.2之间的距离是使得第一绳105(图6中未示出)可以在所述股之间穿过。

该绳网相对于与由窗格5形成的立面的外表面平行的对称平面对称。股103.1和103.2的尺寸被设计为并间隔开使得它们消失在立面元件111之间的接合部中并且不会突出超过立面元件111的外表面。换言之，股103.2和103.1也在所有侧面上被硅树脂或另一种永久弹性的编织材料封闭，硅树脂或另一种永久弹性的编织材料填充立面元件111之间的接合部。

图7示出了从节点107的下方观察的视图。从该从下方观察的视图，可以清楚地看到，第一绳105在节点元件2的下方经过。还清楚的看到，两个凸耳4将节点元件2真正地固定到第一绳105上，以防止滑移。由此，即使当经受最大的风载荷或其它力时，节点元件2也不可能从第二绳105滑落。

在图7中还可以清楚地看到股103.1和103.2穿过节点元件2的接收表面109中的凹部。

包括第一绳103和第二绳105的绳网必须在插入玻璃或立面元件111之前被预加应力。至少一组绳103、105必须以限定的方式被预加应力。

参照图9a、图9b和图10例示了这种预张紧的实施例的示例。

两个股103.1和103.2终止于端件12，该端件具有带有内锥115和外螺纹121(图9a)或内螺纹117(图9b)的内孔。股103.1和103.2锚固在端件12中。为此，例如，使用锥形套筒115中的梯度锚固来借助于内锥115中的封装化合物以形式配合和材料配合的方式锚固股103.1和103.2的端部。原则上，根据现有技术的股103.1和103.2与端件12之间的所有类型的紧固或连接均可用于本发明。

在图9a和9b所示的实施例中，框架101形成为矩形管。将套筒10焊接到框架101的矩形管中。绳103、105的端件12从下方插入该套筒10中。在该实施例示例中，端件12具有连续的外螺纹121。

螺栓(未示出)从上方拧入作为组装辅助件。借助于液压空心活塞压力机或其它张紧装置，绳可以被拉伸到期望的预张力。在此必须采用相当长的张紧路径，使得最终固定仅在张紧之后才可以使用，如果需要的话。为此，或者从张紧侧拧入内螺纹套筒(图9a中的123)，直到轴环127靠在焊接套筒10上为止，或者替代地，根据可接近性，使先前在端件12上滑动的调节环13从绳侧(在图中为从“下方”)抵靠端件12转动。调节环13具有中央的阶梯贯通开口，第一绳103或第二绳105的端件或头部件12可以穿过该开口。在端件12与调节环13之间布置分割的载荷传递板13a。它们在调节环12拧入套筒10之前插入调节环12中，并将调节环13的贯通开口减小到使端件12靠在楔形板13a上的这种程度。一旦达到期望的预载并且调节环13已经旋转抵靠端件12的下端，调节环13接管预载力的传递并且未示出的夹紧装置可以被去除。

在图9a中，以附图形式示出了具有股103.1和股103.2的第一绳。

绳103例如可以借助于两个半圆形的楔形板(没有附图标记)夹紧在端件12的内锥115中。从发动机技术中已知一种类似的构造。在那里，弹簧板借助于双拼楔形板紧固到气体交换阀的阀杆。

图9b示出了另外变型。该变型使用未示出的夹紧螺钉129，该螺钉被拧入端件12的上端处的内螺纹117中。将夹紧螺钉129引导穿过空心活塞压力机(未示出)并在其上端处加载。由此，空心活塞压力机的致动使端件12在图9b中向上移动。该张紧过程一直持续到第一绳103具有规定的预张力为止。然后，将调节环13旋入套筒10的内螺纹中，直到它与端件13接触为止。然后将张紧螺钉从内螺纹117拧下；端件12位于螺纹套筒13a或调节环13上，并且张紧过程完成。该张紧操作利用所有第一绳103和所有第二绳105相继进行。

为了防止股103.1和103.2在螺纹环13上被刮伤或以其它方式损坏，可以在螺纹环的贯通开口处设置类似于O形环的弹性阻尼元件。

孔板或孔条14可布置在框架101下方。在孔条xx14中设置密封件15，以确保立面元件在框架101中以无约束但载荷锁定且防风雨的方式被引导。不言而喻，这种端件12也可以以与仅具有一个股或其它绳结构的第二绳105相当的方式来设计。

图10示出了沿着图9b的线A-A的截面。

图11示出了实心构造的套筒10中的锚具的图。例如，借助于水平头螺栓锚固件实现从套筒17到实心结构中的载荷传递。套筒的内部以与根据图9和图10的实施例示例相同的方式设计。

图12示出了节点元件2的实施例，其中，接收表面109包括第一绳103延伸穿过的仅一个凹部(没有附图标记)。

为了防止第一绳103在凹部的区域中选择性地过载甚至扭结，在接收表面109上形成凸耳3。凸耳3被布置为平行于凹部的两个边缘延伸。凸耳3优选地是弹性的且有回弹力的。特别地，它们的截面随着与接收表面的距离的增加而减小。这确保了在股103.1和103.2被引导穿过节点元件2的接收表面109的情况下，不会发生股的扭结。在所例示的实施例中，凸耳3相对于接收表面109对称；它们在两个方向上延伸超出接收表面109。

以对应的方式，两个凸耳4在节点元件2的下侧上形成。凸耳4间隔开，使得水平延伸的第一绳105(参见图2)可以在凸耳4之间通过。凸耳3、4确保了第一绳103和第二绳105分别不会被节点元件2“伤害”或损坏。

图13以高度简化的方式示出了根据本发明的绳网立面的另外实施例，其是切开的。在框架101中，仅示出了两个水平横梁。在横梁之间，附接有一群第一绳103。第一绳103被预加应力。在该实施例示例中，绳网仅包括第一绳103。

在该实施例示例中，立面元件111在竖直方向上从框架101的下横梁延伸到上横梁。因此，第二绳105是可有可无的。

该实施例示例中的力的施加和传递如下。

窗格的重力从窗格的底部边缘或立面元件111传递到框架101的底部横梁。为此，通常需要在窗格与框架之间布置中间件(未示出)；这些没有示出。

预加应力的第一绳103有效地防止或减少了由于正交地作用在玻璃立面上的风载荷或其它载荷而引起的窗格的偏转。这使得可以牢固地保持甚至非常大的窗格，并且产生视觉上非常受约束的且美观的立面。窗格的尺寸可以根据能够制造的最大尺寸来选择。这些当前通常长达18m、宽达3m。由此，一个窗格覆盖大于50m2的面积。

关于第一绳103到框架101的锚固，结合图9到图11已经描述的内容相应地适用。

Claims (16)

1.一种用于建筑物的绳网立面，其包括至少一个第一绳(103)阵列和立面元件(111)，其中，所述第一绳(103)由纤维复合材料的一个或多个薄片构成，其中，所述第一绳(103)阵列被预加应力，并且其中，所述立面元件(111)布置在由所述绳网跨越的平面中。

2.一种用于建筑物的绳网立面，其包括第一绳(103)和第二绳(105)的至少一个绳网、立面元件(111)以及用于将所述立面元件(111)的载荷引入所述绳网中的节点元件(2)，其中，所述第一绳(103)和所述第二绳(105)在节点元件(107)中彼此交叉，其中，所述第一绳(103)和/或所述第二绳(105)由纤维复合材料的一个或多个薄片构成，其中，所述绳的至少一个股被预加应力，并且其中，所述立面元件(111)布置在由所述绳网跨越的平面中。

3.根据权利要求2所述的绳网立面，其特征在于，所述节点元件(2)具有用于传递所述立面元件(11)的自重载荷的接收表面(109)，在所述接收表面(109)中为所述第一绳(103)的各个股(103.1、103.2)设置凹部，并且可选地在所述凹部的一个或两个边缘上形成凸耳(4)。

4.根据权利要求2所述的绳网立面，其特征在于，用于确保立面元件的位置固定和用于保护所述绳(103)的所述凸耳(4)或其它元件平行于所述第一绳(103)的纵向轴线延伸，并且所述凸耳(4)在一侧上、优选在两侧上突出超过所述接收表面(109)。

5.根据权利要求4所述的绳网立面，其特征在于，所述节点元件(2)具有用于现场力锁定结合到所述绳的弹性回弹凸耳(4)。

6.根据权利要求1或2所述的绳网立面，其特征在于，所述接收表面(109)的宽度(B)小于或等于所述立面元件(111)的厚度(D)。

7.根据前述权利要求2至5中任一项所述的绳网立面，其特征在于，所述节点元件(2)由塑料制成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的绳网立面，其特征在于，所述绳(103、105)在所述立面元件(111)之间的接合处中延伸。

9.根据权利要求8所述的绳网立面，其特征在于，所述接合部填充有永久弹性密封化合物。

10.根据前述权利要求中任一项所述的绳网立面，其特征在于，其包括用于紧固第一绳(103)和第二绳(105)的装置。

11.根据权利要求10所述的绳网立面，其特征在于，所述用于紧固第一绳(103)和第二绳(105)的装置包括长度可调节的锚具。

12.根据权利要求11所述的绳网立面，其特征在于，所述用于紧固第一绳(103)和第二绳(105)的装置包括具有内螺纹(11)的套筒(10)和具有外螺纹的螺纹环(13)。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的绳网立面，其特征在于，所述用于紧固绳(103、105)的装置锚固到框架(101)上或直接锚固到建筑物的结构中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的绳网立面，其特征在于，所述第一绳(103)和第二绳(105)在其端部处各自具有端件(12)。

15.根据权利要求13或14所述的绳网立面，其特征在于，所述端件(12)具有用于对所述绳(103、105)预加应力的装置(117)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的绳网立面，其特征在于，所述立面元件(11)设计为具有两个或更多个窗格的隔热玻璃窗。

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