CN114109073A - 一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土木工程技术领域，公开了一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构及方法，包括：竖向角钢、槽钢、缀板、第一加固方管、横向角钢和斜撑组件，竖向角钢各包裹于位于室外的砖柱的两个拐角以及室外的砖柱与墙体之间形成的两个拐角处，槽钢固定于位于室内的砖柱与墙体之间，槽钢的一侧翼板与墙体相邻接，槽钢的腹板与砖柱相邻接，相对的竖向角钢与槽钢之间通过穿过墙体的穿墙钢筋固连，竖向角钢及槽钢形成包围于砖柱与墙体外周的格构柱，缀板固定连接相邻的两个竖向角钢，多个第一加固方管呈框架式固定于墙体的内外两侧，多个横向角钢沿竖直方向等间距的焊接于竖向角钢上，多个斜撑组件倾斜等间距的固定支撑于格构柱上。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固 结构及方法。
背景技术
下部砖墙砖柱、上部采用钢木屋盖形式工业厂房结构在建国初期普遍应用， 历史韵味丰富,诸多厂区有着其特殊的历史价值和教育意义,对其工业遗产建 筑的开发和利用更别具特色。而此类砖柱厂房已达到或超出50年的设计基准 期，墙体表面风化、局部砖块缺失、灰缝砂浆粉化、砖柱开裂，难以满足正常 使用和耐久性方面的要求。从资源再利用角度，对老旧厂房进行加固修缮与改 建，使其重新发挥使用价值，是非常有必要的。而维修加固改造施工不仅面临 结构评估、结构合理化设计的困难，更面临施工期保持老旧结构稳定、保护施 工人员设备安全的巨大挑战。
发明内容
本发明提供一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构及方法，可对老旧专注厂 房外墙结构进行改造，使其结构稳定性及抗震性能有效提高。
本发明提供了一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，包括：
竖向角钢，各包裹于位于室外的砖柱的两个拐角以及室外的砖柱与墙体之 间形成的两个拐角处；
槽钢，固定于位于室内的砖柱与墙体之间，槽钢的一侧翼板与墙体相邻接， 槽钢的腹板与砖柱相抵接，相对的竖向角钢与槽钢之间通过穿过墙体的穿墙钢 筋固连，竖向角钢及槽钢形成包围于砖柱与墙体外周的格构柱；
缀板，固定连接相邻的两个竖向角钢；
多个第一加固方管，呈框架式固定于墙体的内外两侧；
多个横向角钢，沿竖直方向等间距的焊接于竖向角钢上；
斜撑组件，倾斜固定支撑于格构柱位于室外的一侧。
可选的，斜撑组件包括：
第一斜撑，上端与最上端的第一加固方管焊接，下端与地面通过预埋件固 定，第一斜撑的中部外侧通过横向角钢焊接有第二加固方管；
第二斜撑，上端与中下部的第一加固方管焊接，下端与地面通过预埋件固 定；
第三斜撑，一端焊接于与第二斜撑焊接的第一加固方管上，另一端与第一 斜撑相交焊接。
可选的，预埋件包括：
混凝土墩柱，固定于地面上；
锚板，固定于混凝土墩柱的上端，第一斜撑及第二斜撑的下端均与锚板焊 接；
钢筋，垂直焊接于锚板的下端，钢筋植入混凝土墩柱内，钢筋为多根，多 根钢筋呈格子状分布。
可选的，水平设置的第一加固方管之间的间距为1.5米，竖向设置的第一 加固方管之间的间距为3米。
可选的，位于墙体的内外两侧的竖向设置的第一加固方管通过墙体孔穿入 穿墙钢筋焊接形成整体。
本发明还提供了一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，包括：
S1：对砖柱与墙体的室内外两侧分别进行加固；
S2：进行台阶式基础施工；
S3：安装第一加固方管；
S4：斜撑组件对砖柱与墙体的室外侧进行加固。
可选的，S1具体为：
在位于室外的砖柱的两个拐角以及室外的砖柱与墙体之间形成的两个拐 角处分别固定竖向角钢；
在位于室内的砖柱与墙体之间固定槽钢，槽钢的一侧翼板与墙体相邻接， 槽钢的腹板与砖柱相抵接，相对的竖向角钢与槽钢之间通过穿过墙体的穿墙钢 筋焊接固连，竖向角钢及槽钢形成包围于砖柱与墙体外周的格构柱；
其中，竖向角钢间每隔1.5米通过缀板焊接连接，竖向角钢与槽钢每隔1.5 米采用C20的穿墙钢筋焊接形成整体。
可选的，S2具体为：
将截面为1.5米×1.5米、高0.4米的独立基础底层台阶固定于地面上；
将截面为0.6米×0.6米、高1.15米的混凝土墩柱浇筑在独立基础底层台阶 上，其中，混凝土墩柱高出地表面0.15米；
将带孔洞的锚板与混凝土墩柱通过钢筋绑扎连接，其中锚板的截面尺寸为 0.4米×0.4米，厚为0.02米。
可选的，S3具体为：
在柱跨间的墙体两侧用0.2米×0.2米×0.008米的第一加固方管加固，水平 方向共设置三道，间距1.5米，长度同墙长，与砖柱相交处和竖向角钢焊接连 接，在竖直方向间距3米设置竖向的第一加固方管，竖向的每根第一加固方管 的底部垫设20#的槽钢；
沿竖直方向等间距的在竖向角钢上焊接多个横向角钢。
可选的，S4具体为：
将第一斜撑的上端与最上端第一加固方管焊接，第一斜撑的下端与锚板焊 接，并在第一斜撑的中部外侧焊接横向角钢，在横向角钢上侧焊接第二加固方 管；
第二斜撑的上端与中下部的第一加固方管焊接，第二斜撑的下端与锚板焊 接；
第三斜撑一端焊接于与第二斜撑焊接的第一加固方管上，另一端与第一斜 撑相交焊接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过第一加固方管框架式的布 置墙体两侧，起到对墙体的加固作用，有效解决了墙体容易发生倾倒或倒塌的 问题。采用竖向角钢、槽钢及缀板包围于砖柱外侧形成格构柱，提高了砖柱的 整体性和延性，该法能将材料面积向距离惯性轴远的地方布置，能保证相同轴 向抗力条件下增强构件抗弯性能，并且节省材料，斜撑组件对格构柱提供侧向 支撑，有效增强侧向刚度。通过加固方管、形成的格构柱及斜撑组件等配合使 用，有效增强老旧砖柱厂房的侧向及平面外刚度，显著提高厂房的结构稳定性 及抗震性能，且加固过程对原砖柱结构造成的扰动小，安全性高，无需在钢构件上打孔操作，对现场需要的支撑措施少，改造施工难度低，结构合理、可实 施性强，适用于既有城市工业区等老旧砖柱结构的升级改造。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构的主视图；
图2为本发明实施例提供的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构的俯视图；
图3为本发明实施例提供的第二加固方管与第一斜撑连接处的局部结构示 意图；
图4为本发明实施例提供的预埋件的结构示意图。
附图标记说明：
10-竖向角钢，11-槽钢，12-穿墙钢筋，13-缀板，14-第一加固方管，15-斜 撑组件，150-第二加固方管，151-第一斜撑，152-第二斜撑，153-第三斜撑， 16-预埋件，160-混凝土墩柱，161-锚板，162-钢筋，17-横向角钢，20-砖柱，21-墙体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解 本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方 案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下部砖墙砖柱、上部采用钢木屋盖形式工业厂房结构在建国初期普遍应用， 历史韵味丰富,诸多厂区有着其特殊的历史价值和教育意义,对其工业遗产建 筑的开发和利用更别具特色。而此类砖柱厂房已达到或超出50年的设计基准 期，墙体表面风化、局部砖块缺失、灰缝砂浆粉化、砖柱开裂，难以满足正常 使用和耐久性方面的要求。从资源再利用角度，对老旧厂房进行加固修缮与改 建，使其重新发挥使用价值，是非常有必要的。而维修加固改造施工不仅面临 结构评估、结构合理化设计的困难，更面临施工期保持老旧结构稳定、保护施 工人员设备安全的巨大挑战。
基于以上问题，本发明提供一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构及方 法，，以下结合附图进行具体说明，其中，图1为本发明实施例提供的格构 柱的结构示意图，图2为本发明实施例提供的斜撑的结构示意图，图3为本发 明实施例提供的墙体临时加固立面示意图，图4为本发明实施例提供的墩柱 预埋件示意图，其中a为平面图，b为立面图。
如图1和2所示，本发明实施例提供的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结 构，包括：竖向角钢10、槽钢11、缀板13、多个第一加固方管14、多个横向 角钢17和斜撑组件15，竖向角钢10各包裹于位于室外的砖柱20的两个拐角 以及砖柱20与墙体21之间形成的两个拐角处，槽钢11固定于位于室内的砖 柱20与墙体21之间，槽钢11的一侧翼板与墙体21相邻接，槽钢11的腹板 与砖柱20相抵接，相对的竖向角钢10与槽钢11之间通过穿过墙体21的穿墙 钢筋12固连，竖向角钢10及槽钢11形成包围于砖柱20与墙体21外周的格 构柱，缀板13固定连接相邻的两个竖向角钢10，多个第一加固方管14呈框架 式固定于墙体21的内外两侧，多个横向角钢17沿竖直方向等间距的焊接于竖 向角钢10上，斜撑组件15倾斜固定支撑于格构柱位于室外的一侧，多个斜撑 组件15倾斜等间距的固定支撑于格构柱上。
通过第一加固方管框架式的布置墙体两侧，起到对墙体的加固作用，有效 解决了墙体容易发生倾倒或倒塌的问题。采用竖向角钢、槽钢及缀板包围于砖 柱外侧形成格构柱，提高了砖柱的整体性和延性，该法能将材料面积向距离惯 性轴远的地方布置，能保证相同轴向抗力条件下增强构件抗弯性能，并且节省 材料，斜撑组件对格构柱提供侧向支撑，有效增强侧向刚度。通过加固方管、 形成的格构柱及斜撑组件等配合使用，有效增强老旧砖柱厂房的侧向及平面外 刚度，显著提高厂房的结构稳定性及抗震性能，且加固过程对原砖柱结构造成 的扰动小，安全性高，无需在钢构件上打孔操作，对现场需要的支撑措施少， 改造施工难度低，结构合理、可实施性强，适用于既有城市工业区等老旧砖柱 结构的升级改造。
参考图3，斜撑组件15包括：第二加固方管150、第一斜撑151、第二斜 撑152和第三斜撑153，第一斜撑151上端与最上端的第一加固方管14焊接， 下端与地面通过预埋件16固定，第一斜撑151的中部外侧通过横向角钢17焊 接有第二加固方管150，第二斜撑152上端与中下部的第一加固方管14焊接， 下端与地面通过预埋件16固定，第三斜撑153一端焊接于与第二斜撑152焊 接的第一加固方管14上，另一端与第一斜撑151相交焊接，底部与墩柱及预 埋件固定约束，提供格构柱侧向支撑，有效增强侧向刚度，在格构柱外用第二 加固方管150做水平稳定支撑，第二加固方管150与墙体水平向的横向角钢17 采用焊接连接，第二加固方管150互相之间采用焊接连接，斜撑组件15在格 构柱外做一定的支撑，以增加砖柱的稳定性，其中第三斜撑153进一步增强了 第一斜撑151和第二斜撑152之间的稳定性，进而增加整体的支撑稳定性。
参考图4，预埋件16包括：混凝土墩柱160、锚板161和钢筋162，混凝 土墩柱160固定于地面上，锚板161固定于混凝土墩柱160的上端，第一斜撑 151及第二斜撑152的下端均与锚板161焊接，钢筋162垂直焊接于锚板161 的下端，钢筋162植入混凝土墩柱160内，钢筋162为多根，多根钢筋162呈 格子状分布，预埋件16可以与斜撑组件15焊接连接，用于固定斜撑组件15 并提供斜撑组件15稳定的支撑力。
可选的，水平设置的第一加固方管14之间的间距为1.5米，竖向设置的第 一加固方管14之间的间距为3米。
可选的，位于墙体21的内外两侧的竖向设置的第一加固方管14通过墙体 孔穿入穿墙钢筋12焊接形成整体。
本发明还提供了一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，包括：
S1：对砖柱20与墙体21的室内外两侧分别进行加固；
S2：进行台阶式基础施工；
S3：安装第一加固方管14；
S4：斜撑组件15对砖柱20与墙体21的室外侧进行加固。
可选的，S1具体为：
在位于室外的砖柱20的两个拐角以及砖柱20与墙体21之间形成的两个 拐角处分别固定竖向角钢10；
在位于室内的砖柱20与墙体21之间固定槽钢11，槽钢11的一侧翼板与 墙体21相邻接，槽钢11的腹板与砖柱20相抵接，相对的竖向角钢10与槽钢 11之间通过穿过墙体21的穿墙钢筋12焊接固连，竖向角钢10及槽钢11形成 包围于砖柱20与墙体21外周的格构柱；
其中，竖向角钢10间每隔1.5米通过缀板13焊接连接，竖向角钢10与槽 钢11每隔1.5米采用C20的穿墙钢筋12焊接形成整体。
可选的，S2具体为：
将截面为1.5米×1.5米、高0.4米的独立基础底层台阶固定于地面上，独 立基础采用模板浇筑，成型后再回填土，施工工艺比较简单；
将截面为0.6米×0.6米、高1.15米的混凝土墩柱160浇筑在独立基础底层 台阶上，其中，混凝土墩柱160高出地表面0.15米，混凝土墩柱160为规格为 500×500×600mm3，混凝土强度等级为C30；
将带孔洞的锚板161与混凝土墩柱160通过钢筋162绑扎连接，其中锚板 161的截面尺寸为0.4米×0.4米，厚为0.02米，钢筋162为6根Φ14锚固长 350mm钢筋。
可选的，S3具体为：
在柱跨间的墙体21两侧用0.2米×0.2米×0.008米的第一加固方管14加固， 水平方向共设置三道，间距1.5米，长度同墙长，与砖柱20相交处和竖向角钢 10焊接连接，在竖直方向间距3米设置竖向的第一加固方管14，竖向的每根 第一加固方管14的底部垫设20#的槽钢11；
沿竖直方向等间距的在竖向角钢10上焊接多个横向角钢17。
可选的，S4具体为：
将第一斜撑151的上端与最上端第一加固方管14焊接，第一斜撑151的 下端与锚板161焊接，并在第一斜撑151的中部外侧焊接横向角钢17，在横向 角钢17上侧焊接第二加固方管150；
第二斜撑152的上端与中下部的第一加固方管14焊接，第二斜撑152的 下端与锚板161焊接；
第三斜撑153一端焊接于与第二斜撑152焊接的第一加固方管14上，另 一端与第一斜撑相交焊接。
具体要求：
①用于植筋的钢筋应使用热轧带肋钢筋或全螺纹螺杆，不得使用光圆钢筋 和锚人部位无螺纹的螺杆。
②用于植筋的热轧带肋钢筋宜采用HRB400级，其质量应符合现行国家 标准。
③用于植筋的有机胶粘剂应采用改性环氧树脂类或改性乙烯基醋类材料， 其固化剂不应使用乙二肢。
④根据标出的孔洞位置，用电锤进行钻孔，直至设计深度。
⑤钻孔后必须保证孔洞内干燥。
⑥孔壁清洗：先用吹风机将孔洞内灰尘吹除，然后用棉纱沾丙酮清洗孔壁， 直至干净。
⑦按结构胶产品使用说明书要求，将胶液倒入干净容器内，以人工或电动 工具将其完全调匀，注意翻看容器底部与边角处的颜色，确保配好的胶体色泽 一致。
⑧将调好的结构胶装入注胶器内，然后用注胶器将结构胶注入植筋孔洞， 孔洞内注胶容量必须大于2/3。转动钢筋缓缓植入孔洞内，使其达至设计深度 要求。对于水平方向植入钢筋后需将孔洞阻塞。
⑨对温度在10℃以上时，固化时间达48h后可受力使用，温度在24℃以 上时，固化时间达36h可受力使用，温度低于0℃，应采取红外线加热。固化 期间不得对钢筋有任何扰动，固化后用结构胶对植筋孔洞口进行封口修补。
为了检测植筋是否满足设计要求，应对所植钢筋进行抽样检测，检测结果 必须达到设计要求。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限 于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，其特征在于，包括：
竖向角钢(10)，各包裹于位于室外的砖柱(20)的两个拐角以及室外的所述砖柱(20)与墙体(21)之间形成的两个拐角处；
槽钢(11)，固定于位于室内的所述砖柱(20)与墙体(21)之间，所述槽钢(11)的一侧翼板与所述墙体(21)相邻接，所述槽钢(11)的腹板与所述砖柱(20)相抵接，相对的所述竖向角钢(10)与槽钢(11)之间通过穿过所述墙体(21)的穿墙钢筋(12)固连，所述竖向角钢(10)及槽钢(11)形成包围于所述砖柱(20)与墙体(21)外周的格构柱；
缀板(13)，固定连接相邻的两个所述竖向角钢(10)；
多个第一加固方管(14)，呈框架式固定于所述墙体(21)的内外两侧；
多个横向角钢(17)，沿竖直方向等间距的焊接于所述竖向角钢(10)上；
斜撑组件(15)，倾斜固定支撑于所述格构柱位于室外的一侧。
2.如权利要求1所述的老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，其特征在于，所述斜撑组件(15)包括：
第一斜撑(151)，上端与最上端的所述第一加固方管(14)焊接，下端与地面通过预埋件(16)固定，所述第一斜撑(151)的中部外侧通过所述横向角钢(17)焊接有第二加固方管(150)；
第二斜撑(152)，上端与中下部的所述第一加固方管(14)焊接，下端与地面通过预埋件(16)固定；
第三斜撑(153)，一端焊接于与所述第二斜撑(152)焊接的所述第一加固方管(14)上，另一端与所述第一斜撑(151)相交焊接。
3.如权利要求2所述的老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，其特征在于，所述预埋件(16)包括：
混凝土墩柱(160)，固定于所述地面上；
锚板(161)，固定于所述混凝土墩柱(160)的上端，所述第一斜撑(151)及第二斜撑(152)的下端均与所述锚板(161)焊接；
钢筋(162)，垂直焊接于所述锚板(161)的下端，所述钢筋(162)植入所述混凝土墩柱(160)内，所述钢筋(162)为多根，多根所述钢筋(162)呈格子状分布。
4.如权利要求1所述的老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，其特征在于，水平设置的所述第一加固方管(14)之间的间距为1.5米，竖向设置的所述第一加固方管(14)之间的间距为3米。
5.如权利要求4所述的老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构，其特征在于，位于所述墙体(21)的内外两侧的竖向设置的所述第一加固方管(14)通过墙体孔穿入穿墙钢筋(12)焊接形成整体。
6.一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，其特征在于，包括：
S1：对砖柱(20)与墙体(21)的室内外两侧分别进行加固；
S2：进行台阶式基础施工；
S3：安装第一加固方管(14)；
S4：斜撑组件(15)对所述砖柱(20)与墙体(21)的室外侧进行加固。
7.如权利要求6所述的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，其特征在于，所述S1具体为：
在位于室外的砖柱(20)的两个拐角以及室外的所述砖柱(20)与墙体(21)之间形成的两个拐角处分别固定竖向角钢(10)；
在位于室内的所述砖柱(20)与墙体(21)之间固定槽钢(11)，所述槽钢(11)的一侧翼板与所述墙体(21)相邻接，所述槽钢(11)的腹板与所述砖柱(20)相抵接，相对的所述竖向角钢(10)与槽钢(11)之间通过穿过所述墙体(21)的穿墙钢筋(12)焊接固连，所述竖向角钢(10)及槽钢(11)形成包围于所述砖柱(20)与墙体(21)外周的格构柱；
其中，所述竖向角钢(10)间每隔1.5米通过缀板(13)焊接连接，所述竖向角钢(10)与槽钢(11)每隔1.5米采用C20的穿墙钢筋(12)焊接形成整体。
8.如权利要求7所述的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，其特征在于，所述S2具体为：
将截面为1.5米×1.5米、高0.4米的独立基础底层台阶固定于地面上；
将截面为0.6米×0.6米、高1.15米的混凝土墩柱(160)浇筑在所述独立基础底层台阶上，其中，混凝土墩柱(160)高出地表面0.15米；
将带孔洞的锚板(161)与所述混凝土墩柱(160)通过钢筋(162)绑扎连接，其中所述锚板(161)的截面尺寸为0.4米×0.4米，厚为0.02米。
9.如权利要求8所述的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，其特征在于，所述S3具体为：
在柱跨间的所述墙体(21)两侧用0.2米×0.2米×0.008米的第一加固方管(14)加固，水平方向共设置三道，间距1.5米，长度同墙长，与所述砖柱(20)相交处和竖向角钢(10)焊接连接，在竖直方向间距3米设置竖向的所述第一加固方管(14)，竖向的每根所述第一加固方管(14)的底部垫设20#的槽钢(11)；
沿竖直方向等间距的在所述竖向角钢(10)上焊接多个横向角钢(17)。
10.如权利要求9所述的一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固方法，其特征在于，所述S4具体为：
将第一斜撑(151)的上端与最上端所述第一加固方管(14)焊接，第一斜撑(151)的下端与所述锚板(161)焊接，并在所述第一斜撑(151)的中部外侧焊接所述横向角钢(17)，在所述横向角钢(17)上侧焊接第二加固方管(150)；
第二斜撑(152)的上端与中下部的所述第一加固方管(14)焊接，第二斜撑(152)的下端与所述锚板(161)焊接；
第三斜撑(153)一端焊接于与所述第二斜撑(152)焊接的所述第一加固方管(14)上，另一端与所述第一斜撑(151)相交焊接。
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|---|---|---|---|
| CN202111655030.2A CN114109073A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种老旧砖柱厂房外墙抗震加固结构及方法 |
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| CN114109073A true CN114109073A (zh) | 2022-03-01 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114109073A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114776072A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-22 | 广西科技大学 | 一种历史建筑改造外墙加固装置及方法 |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111655030.2A patent/CN114109073A/zh active Pending
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