CN116220222A - 一种钢管混凝土柱的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管混凝土柱的连接结构，包括上柱以及下柱和与上柱与下柱之间相连接的纵向连接机构及其位于下柱底部的加固机构，所述上柱与下柱的结构相似，所述内钢管的外壁上设置有防护层，纵向连接机构的外侧设置有横向连接机构。该钢管混凝土柱的连接结构，通过设置的防护层为合金以及外钢管与内钢管之间设置有多组加强筋的设置，防止外钢管与内钢管的底部发生变形，通过套管与插管的配合以及密封层的设置，提高了其纵向方向的稳定性，并且防止纵向连接机构压力过大而变形受损，通过上安装座与下安装座可拆卸的设置，大大降低了维修的困难程度，并且上安装座与下安装座交错设置，增多了受力点，进一步防止上安装座与下安装座发生损坏。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种钢管混凝土柱的连接结构。
背景技术
钢管混凝土柱用钢筋混凝土材料制成的柱。是房屋、桥梁、水等各种工程结构中最基本的承重构件，常用作楼盖的柱、桥墩、基础柱、塔架和桁架的压杆。按照制造和施工方法分为现浇柱和预制柱。现浇钢筋混凝土柱整体性好，但支模工作量大。预制筋混凝土柱施工比较方便，但要保证节点连接质量。按配筋方式分为普通钢箍柱、螺旋形钢箍柱和劲钢筋柱，钢筋混凝土结构的连接应满足下列要求：1、具有足够的强度，能可靠地承担从一个构件传到另一个构件的内力，2、在结构的使用期间，连接处的变形较小，不妨碍其传力特性；对某些柔性连接则应具有足够的柔度和延性，3构造简单，制作、灌筑、安装方便；4建筑外形简洁；5防水、抗渗、隔音、耐热；6节省材料；7造价低。现浇钢筋混凝土结构的连接主要应考虑钢筋的锚固、搭接和弯曲等构造细节。
在中国发明专利申请公开说明书CN115030325A中公开的一种模块化钢管混凝土柱连接结构，虽然该钢管混凝土柱连接结构在使用时能够提高了模块化结构建筑的承重性能和稳定程度，但是在使用时存在以下缺陷：一、连接结构处受热胀冷缩的影响导致在极端天气时混凝土柱的连接处容易发生断裂挤压变形，导致其使用寿命严重下降，二、连接处的内壁承重压力一般较大，常规的连接组件容易在外部拉扯的过程中因强度不足而变形，导致连接处受损，三、连接结构处连接构件不方便拆卸，往往在出现部分损坏时难以修理，存在隐患。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢管混凝土柱的连接结构，具备结构强度高、抗热胀冷缩能力强和方便更换连接构件提高使用的便利性等优点，解决了上述背景技术提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述结构强度高、抗热胀冷缩能力强和方便更换连接构件提高使用的便利性的目的，本发明提供如下技术方案：一种钢管混凝土柱的连接结构，包括上柱以及下柱和与上柱与下柱之间相连接的纵向连接机构及其位于下柱底部的加固机构，所述上柱与下柱的结构相似，所述上柱与下柱均由相同的外钢管、内钢管和连接外钢管与内钢管之间的加强筋组成，所述内钢管的外壁上设置有防护层，纵向连接机构的外侧设置有横向连接机构，所述安装在上柱中的内钢管的底部固定连接有套管，套管与上柱中的内钢管呈阶梯状设置，安装在下柱中的内钢管的顶部固定连接有插管，插管与下柱中的内钢管之间呈阶梯状设置，插管插接在套管的内部；
所述位于上柱与下柱之间的纵向连接机构由安装在上柱中外钢管底部的上连接座和安装在下柱中外钢管顶部的下连接座组成；
所述横向连接机构由可拆卸安装在上连接座与下连接座之间的上安装座和下安装座组成，所述上安装座设置在上连接座上，下安装座设置在下连接座上，所述上安装座与下安装座上均设置有通孔；
所述位于下柱底部的加固机构由固定安装在下柱内侧壁底部的内侧加厚层以及过盈连接在下柱外壁底部的箍环组成，箍环与加厚层处于同一高度。
优选的，所述上连接座的顶部和下连接座的底部均固定连接有连接筋板，所述连接筋板的侧壁与外钢管的外壁固定连接，连接筋板为三角形设置，连接筋板在上连接座以及下连接座上均匀分布设置有多组，所述处于连接筋板底部中央位置的上连接座与下连接座的表面上开设有互相连通的连接孔，所述上柱与下柱中的外钢管以及内钢管均采用方管设置，且外钢管与内钢管同心。
优选的，所述套管和插管的外壁上均固定连接有支撑连接柱，支撑连接柱的端头处分别与上连接座以及下连接座的内壁固定连接，所述上连接座以及下连接座的内壁上均固定连接有密封层，且两组密封层的底部互相抵接，所述加强筋在外钢管与内钢管之间设置有四组，且均匀分布在内钢管的四个外侧面上，所述每组加强筋在外钢管与内钢管之间呈线性阵列分布。
优选的，所述防护层固定连接在内钢管的外壁上，防护层包裹在套管的外部，防护层采用的材质是与混凝土变形系数相反的合金板，所述加强筋的一端与内钢管的外壁固定连接，另一端贯穿外钢管的外表面，所述加强筋的外表面设置有螺纹，所述加强筋的端头处螺纹连接有螺母，所述螺母与外钢管的外壁抵接。
优选的，所述上连接座与下连接座上开设有与通孔相对应的螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹连接有长杆螺栓，长杆螺栓的端头处设置有密封端帽，密封端帽设置在通孔的外侧，且与通孔的外壁抵接。
优选的，所述上安装座和下安装座的外侧壁上分别开设有第一安装孔和第二安装孔，所述上安装座与下安装座交错设置，下安装座顶部的一侧设置在上安装座的内侧，所述第一安装孔在上安装座上开设有一个，第二安装孔在下安装座上开设有两个，第一安装孔与位于上方的第二安装孔的中心处处于同一轴线上，组装后的下安装座的顶部与上安装座的顶部平齐，第一安装孔与第二安装孔的直径相同。
优选的，所述插管的顶部抵接在套管的内壁阶梯槽的槽壁上，所述插管与套管均为方形管，所述外钢管与内钢管之间浇筑有混凝土，所述位于下柱内侧壁底部的内侧加厚层的外壁为楔形设置，箍环为方形环状设置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种钢管混凝土柱的连接结构，具备以下有益效果：
1、该钢管混凝土柱的连接结构，通过设置的防护层为合金板的设置，在极端的天气中使用时，受热胀冷缩的影响使防护层也随着混凝土的热胀冷缩程度发生变化的同时对内钢管的外壁进行加强固定，防止内钢管发生变形，提高了防止钢管混凝土柱内部出现裂纹，提高了该钢管混凝土柱的使用寿命。
2、该钢管混凝土柱的连接结构，通过外钢管与内钢管之间设置有多组加强筋的设置，由于混凝土浇筑在外钢管与内钢管之间的环形腔中，通过加强筋可在不改变其内部结构强度的状况下降低对下柱底部的压力，防止外钢管与内钢管的底部发生变形。
3、该钢管混凝土柱的连接结构，通过套管与插管的配合以及密封层的设置，套管与插管的配合可在对外部的纵向连接机构的固定下采取套接的限位支撑，分散了横向力对纵向连接机构的压力，提高了其纵向方向的稳定性，并且防止纵向连接机构压力过大而变形受损。
4、该钢管混凝土柱的连接结构，通过上安装座与下安装座可拆卸的设置，当某一上安装座与下安装座发生损坏时，可对其进行拆卸，大大降低了维修的困难程度，并且上安装座与下安装座交错设置，使外部结构连接在横向连接机构时可使上连接座和下连接座均进行受力，增多了受力点，使受力更稳定，进一步防止上安装座与下安装座发生损坏。
附图说明
图1为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的外部三维示意图；
图2为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的俯视示意图；
图3为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的正视示意图；
图4为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的内部示意图；
图5为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的图4中D部的放大示意图；
图6为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的图1中A部的放大示意图；
图7为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的长杆螺栓连接处的截面示意图；
图8为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的图7中C部的放大示意图；
图9为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构的剖视示意图
图10为本发明提出的一种钢管混凝土柱的连接结构图9中B部的放大的示意图。
图中：1、上柱1；101、外钢管；102、内钢管；103、加强筋；2、下柱4、螺母；5、防护层；61、上连接座；62、下连接座；7、连接筋板；8、连接孔；9、上安装座；10、下安装座；11、第一安装孔；12、第二安装孔；13、通孔；14、螺纹孔；15、长杆螺栓；16、密封端帽；17、套管；18、插管；20、密封层；21、支撑连接柱；22、内侧加厚层；23、箍环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供技术方案：一种钢管混凝土柱的连接结构，包括上柱1以及下柱2和与上柱1与下柱2之间相连接的纵向连接机构及其位于下柱2底部的加固机构，所述上柱1与下柱2的结构相似，所述上柱1与下柱2中的外钢管101以及内钢管102均采用方管设置，且外钢管101与内钢管102同心，所述内钢管102的外壁上设置有防护层5，纵向连接机构的外侧设置有横向连接机构；所述位于上柱1与下柱2之间的纵向连接机构由安装在上柱1中外钢管101底部的上连接座61和安装在下柱2中外钢管101顶部的下连接座62组成，所述上连接座61的顶部和下连接座62的底部均固定连接有连接筋板7，所述连接筋板7的侧壁与外钢管101的外壁固定连接，连接筋板7为三角形设置，连接筋板7在上连接座61以及下连接座62上均匀分布设置有多组，所述处于连接筋板7底部中央位置的上连接座61与下连接座62的表面上开设有互相连通的连接孔8；
使用中，需要将上柱1与下柱2进行拼接，在拼接时，将上柱1的底部安装在下柱2的顶部上，使上柱1与下柱2对齐，使纵向连接机构进行对准，使上连接座61与下连接座62互相抵接，并且使每一个安装上连接座61与下连接座62上的连接孔8互相对照，并且使位于上下分布的连接孔8的中轴线重合，防止发生错位，便于后续的组装。
所述上柱1与下柱2均由相同的外钢管101、内钢管102和连接外钢管101与内钢管102之间的加强筋103组成，所述加强筋103在外钢管101与内钢管102之间设置有四组，且均匀分布在内钢管102的四个外侧面上，所述每组加强筋103在外钢管101与内钢管102之间呈线性阵列分布；
使用中由于加强筋103安装在外钢管101与内钢管102之间，起到了钢筋混凝土的作用，能够提高外钢管101与内钢管102之间浇筑混凝土的结构强度，并且加强筋103在内钢管102与加强筋103内部呈均匀分布，大大增加了结构的稳定性，另外减少了混凝土的使用，降低了钢管混凝土柱的整体重量，对于地面的承载压力大大下降，防止地面下沉。
所述安装在上柱1中的内钢管102的底部固定连接有套管17，套管17与上柱1中的内钢管102呈阶梯状设置，安装在下柱2中的内钢管102的顶部固定连接有插管18，插管18与下柱2中的内钢管102之间呈阶梯状设置，插管18插接在套管17的内部，所述插管18的顶部抵接在套管17的内壁阶梯槽的槽壁上，所述插管18与套管17均为方形管，所述套管17和插管18的外壁上均固定连接有支撑连接柱21，支撑连接柱21的端头处分别与上连接座61以及下连接座62的内壁固定连接，所述上连接座61以及下连接座62的内壁上均固定连接有密封层20，且两组密封层20的底部互相抵接；
使用中，在上柱1与下柱2拼接时，插管18与套管17互相配合，使插管18插接在套管17的内部，并且使插管18的顶部抵接在套管17的阶梯槽处，可在对外部的纵向连接机构的固定下采取套接的限位支撑，分散了横向力对纵向连接机构的压力，提高了其纵向方向的稳定性，且由于采取套接的设置，可防止在浇筑混凝土中混凝土从其连接处进入内钢管102的内部，提高了对该钢管混凝土柱整体的稳定性。
所述防护层5固定连接在内钢管102的外壁上，防护层5包裹在套管17的外部，防护层5采用的材质是与混凝土变形系数相反的合金板，所述加强筋103的一端与内钢管102的外壁固定连接，另一端贯穿外钢管101的外表面，所述加强筋103的外表面设置有螺纹，所述加强筋103的端头处螺纹连接有螺母4，所述螺母4与外钢管101的外壁抵接；
使用中，向外钢管101与内钢管102之间的环形腔中加注混凝土，混凝土在加注时，需要使用震动器进行不停震动，防止混凝土之间存在气泡当混凝土充满外钢管101与内钢管102之间的环形腔后停止加注，等待晾干，在以后的使用时间中，由于内钢管102的壁厚要小于外钢管101的壁厚，所以混凝土发生热胀状况时会对内钢管102进行挤压，此时由于设置的防护层5具备较高的强度，降低对内钢管102的冲击，保护内钢管102，防止内钢管102发生断裂或破损的状况导致钢管混凝土柱的重心发生移动导致存在安全隐患和其使用寿命的下降，提高了该装置的使用安全性和使用寿命。
所述横向连接机构由可拆卸安装在上连接座61与下连接座62之间的上安装座9和下安装座10组成，所述上安装座9设置在上连接座61上，下安装座10设置在下连接座62上，所述上安装座9与下安装座10上均设置有通孔13，所述上连接座61与下连接座62上开设有与通孔13相对应的螺纹孔14，所述螺纹孔14的内部螺纹连接有长杆螺栓15，长杆螺栓15的端头处设置有密封端帽16，密封端帽16设置在通孔13的外侧，且与通孔13的外壁抵接；所述上安装座9和下安装座10的外侧壁上分别开设有第一安装孔11和第二安装孔12，所述上安装座9与下安装座10交错设置，下安装座10顶部的一侧设置在上安装座9的内侧，所述第一安装孔11在上安装座9上开设有一个，第二安装孔12在下安装座10上开设有两个，第一安装孔11与位于上方的第二安装孔12的中心处处于同一轴线上；
使用中，当上柱1与下柱2组装后，并且浇筑的混凝土晾干后，将外部的连接组件安装在横向连接机构上，先将上安装座9和下安装座10安装在上连接座61与下连接座62上预留的螺纹孔14上，将上安装座9和下安装座10上的通孔13对准螺纹孔14，然后将长杆螺栓15安装在螺纹孔14上，对上安装座9和下安装座10进行固定，然后将外部的连接组件安装在两组下安装座10之间，然后通过第一安装孔11以及第二安装孔12采取销轴连接或螺栓连接的方式将外部的连接组件安装在上安装座9和下安装座10，另外上安装座9与下安装座10均进行受力，使外部结构连接在横向连接机构时可使上连接座61和下连接座62均进行受力，增多了受力点，使受力更稳定，进一步防止上安装座9与下安装座10发生损坏。
所述位于下柱2底部的加固机构由固定安装在下柱2内侧壁底部的内侧加厚层22以及过盈连接在下柱2外壁底部的箍环23组成，箍环23与加厚层22处于同一高度，所述外钢管101与内钢管102之间浇筑有混凝土，所述位于下柱2内侧壁底部的内侧加厚层22的外壁为楔形设置，箍环23为方形环状设置；
使用中，在浇筑混凝土时，处于下方的混凝土对于下柱2的外钢管101内壁和内钢管102的外壁均进行较大的压力，由于防护层5的设置，使内钢管102的外部具备一定的防护，而采用箍环23和内侧加厚层22对外钢管101底部的外侧和内侧均进行一定加强，提高下柱2底部的承载能力。
综上所述，作业时先将上柱1与下柱2进行拼接，在拼接时，将上柱1的底部安装在下柱2的顶部上，使上柱1与下柱2对齐，使纵向连接机构进行对准，使上连接座61与下连接座62互相抵接，并且使每一个安装上连接座61与下连接座62上的连接孔8互相对照，并且使位于上下分布的连接孔8的中轴线重合，防止发生错位，便于后续的组装；并且在上柱1与下柱2拼接时，插管18与套管17互相配合，使插管18插接在套管17的内部，并且使插管18的顶部抵接在套管17的阶梯槽处，可在对外部的纵向连接机构的固定下采取套接的限位支撑，分散了横向力对纵向连接机构的压力，提高了其纵向方向的稳定性，且由于采取套接的设置，可防止在浇筑混凝土中混凝土从其连接处进入内钢管102的内部，提高了对该钢管混凝土柱整体的稳定性；然后加强筋103安装在外钢管101与内钢管102之间，起到了钢筋混凝土的作用，能够提高外钢管101与内钢管102之间浇筑混凝土的结构强度，并且加强筋103在内钢管102与加强筋103内部呈均匀分布，大大增加了结构的稳定性，另外减少了混凝土的使用，降低了钢管混凝土柱的整体重量，对于地面的承载压力大大下降，防止地面下沉；在向外钢管101与内钢管102之间的环形腔中加注混凝土时，需要使用震动器进行不停震动，防止混凝土之间存在气泡当混凝土充满外钢管101与内钢管102之间的环形腔后停止加注，等待晾干，在以后的使用时间中，由于内钢管102的壁厚要小于外钢管101的壁厚，所以混凝土发生热胀状况时会对内钢管102进行挤压，此时由于设置的防护层5具备较高的强度，降低对内钢管102的冲击，保护内钢管102，防止内钢管102发生断裂或破损的状况导致钢管混凝土柱的重心发生移动导致存在安全隐患和其使用寿命的下降，提高了该装置的使用安全性和使用寿命；在浇筑混凝土时，处于下方的混凝土对于下柱2的外钢管101内壁和内钢管102的外壁均进行较大的压力，由于防护层5的设置，使内钢管102的外部具备一定的防护，而采用箍环23和内侧加厚层22对外钢管101底部的外侧和内侧均进行一定加强，提高下柱2底部的承载能力；当上柱1与下柱2组装后，并且浇筑的混凝土晾干后，将外部的连接组件安装在横向连接机构上，先将上安装座9和下安装座10安装在上连接座61与下连接座62上预留的螺纹孔14上，将上安装座9和下安装座10上的通孔13对准螺纹孔14，然后将长杆螺栓15安装在螺纹孔14上，对上安装座9和下安装座10进行固定，然后将外部的连接组件安装在两组下安装座10之间，然后通过第一安装孔11以及第二安装孔12采取销轴连接或螺栓连接的方式将外部的连接组件安装在上安装座9和下安装座10，另外上安装座9与下安装座10均进行受力，使外部结构连接在横向连接机构时可使上连接座61和下连接座62均进行受力，增多了受力点，使受力更稳定，进一步防止上安装座9与下安装座10发生损坏。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种钢管混凝土柱的连接结构，包括上柱以及下柱和与上柱与下柱之间相连接的纵向连接机构及其位于下柱底部的加固机构，其特征在于：所述上柱与下柱的结构相似，所述上柱与下柱均由相同的外钢管、内钢管和连接外钢管与内钢管之间的加强筋组成，所述内钢管的外壁上设置有防护层，纵向连接机构的外侧设置有横向连接机构，所述安装在上柱中的内钢管的底部固定连接有套管，套管与上柱中的内钢管呈阶梯状设置，安装在下柱中的内钢管的顶部固定连接有插管，插管与下柱中的内钢管之间呈阶梯状设置，插管插接在套管的内部；
位于上柱与下柱之间的纵向连接机构由安装在上柱中外钢管底部的上连接座和安装在下柱中外钢管顶部的下连接座组成；
所述横向连接机构由可拆卸安装在上连接座与下连接座之间的上安装座和下安装座组成，所述上安装座设置在上连接座上，下安装座设置在下连接座上，所述上安装座与下安装座上均设置有通孔；
所述位于下柱底部的加固机构由固定安装在下柱内侧壁底部的内侧加厚层以及过盈连接在下柱外壁底部的箍环组成，箍环与加厚层处于同一高度。
2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述上连接座的顶部和下连接座的底部均固定连接有连接筋板，所述连接筋板的侧壁与外钢管的外壁固定连接，连接筋板为三角形设置，连接筋板在上连接座以及下连接座上均匀分布设置有多组，所述处于连接筋板底部中央位置的上连接座与下连接座的表面上开设有互相连通的连接孔，所述上柱与下柱中的外钢管以及内钢管均采用方管设置，且外钢管与内钢管同心。
3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述套管和插管的外壁上均固定连接有支撑连接柱，支撑连接柱的端头处分别与上连接座以及下连接座的内壁固定连接，所述上连接座以及下连接座的内壁上均固定连接有密封层，且两组密封层的底部互相抵接，所述加强筋在外钢管与内钢管之间设置有四组，且均匀分布在内钢管的四个外侧面上，所述每组加强筋在外钢管与内钢管之间呈线性阵列分布。
4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述防护层固定连接在内钢管的外壁上，防护层包裹在套管的外部，防护层采用的材质是与混凝土变形系数相反的合金板，所述加强筋的一端与内钢管的外壁固定连接，另一端贯穿外钢管的外表面，所述加强筋的外表面设置有螺纹，所述加强筋的端头处螺纹连接有螺母，所述螺母与外钢管的外壁抵接。
5.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述上连接座与下连接座上开设有与通孔相对应的螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹连接有长杆螺栓，长杆螺栓的端头处设置有密封端帽，密封端帽设置在通孔的外侧，且与通孔的外壁抵接。
6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述上安装座和下安装座的外侧壁上分别开设有第一安装孔和第二安装孔，所述上安装座与下安装座交错设置，下安装座顶部的一侧设置在上安装座的内侧，所述第一安装孔在上安装座上开设有一个，第二安装孔在下安装座上开设有两个，第一安装孔与位于上方的第二安装孔的中心处处于同一轴线上，组装后的下安装座的顶部与上安装座的顶部平齐，第一安装孔与第二安装孔的直径相同。
7.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱的连接结构，其特征在于：所述插管的顶部抵接在套管的内壁阶梯槽的槽壁上，所述插管与套管均为方形管，所述外钢管与内钢管之间浇筑有混凝土，所述位于下柱内侧壁底部的内侧加厚层的外壁为楔形设置，箍环为方形环状设置。
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Family Applications (1)
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2023
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