CN1184389C - 钢筋混凝土浇筑部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构及制造方法 - Google Patents

Abstract

钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构及其制造方法，属于建筑工程领域，主要可包括有刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体，所述刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体本身又可以都是暗框架的部件，这些部件又可以组成楼房及房屋建筑整体结构包含空心及实心部件的混合暗框架结构，该结构可以包含横向、竖向、斜向、钢筋组成的框架，它是通过提高相同重量体积比下的惯性矩和等强度均匀承载性，在减轻重量和减少建筑整体的材料用量的条件下，满足承重抗震的性能的要求和降低建筑的制造成本的目的。

Description

钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构及制造方法

技术领域

本发明属于建筑工程领域，特别涉及到一种钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构。

背景技术

本发明提供一种钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构，下面简称为暗框架结构或暗框架，它的目的是在满足承重、抗震、抗裂耐久性的结构抗力性能要求下，减轻重量，以减少建筑整体的材料用量，降低建筑的制造成本。另外，这种结构根据需要，可以在一定程度上，设计它的弹性和塑性的阶段性承载性能、刚度和变化性能，以提高建筑的抗震和抗风载的能力。

当前的建筑结构设计所依据的比较完善的理论是弹性理论和弹塑性理论，能够计算的形状主要是杆、刚架、桁架、板、板中的简单孔、等简单形状的受力、受力的变化过程和损坏的极限。由于对混凝土的承重性能认识得还不够全面，钢筋混凝土构件的基本性能的许多方面都建立在试验数据和统计数据特征的基础上。

本发明是依据一些理论概念为基础进行推论，建立的概念型和基本制造方式的发明。因为，即便是以往的常规建筑设计的力学方法和计算解决问题的思路，也必须依托具体的工程实体。典型的经验公式，也要以众多具体类型的工程作为载体。它们的可操作性的应用实践，需要通过针对性的标准的试验获得数据，通过一般性的力学理论和统计分析建立通用的经验公式。

钢筋混凝土结构的承载能力、刚度和抗裂性，通常是用极限状态和极限分析理论进行设计和计算的。极限状态概念主要是依靠试验数据。极限分析理论包括有理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学，弹塑性力学等基本力学理论，及条带理论、塑性铰线理论和薄膜效应等的应用分析方法的理论。

暗框架结构的初衷是通过在塑性铰线上布置增强杆件的方式，提高等强度的均匀承载性，和通过轻型夹心模具，提高结构的惯性矩，减轻实心结构的冗重，在相同重量条件下，提高相同结构的结构承载力和刚度。

钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构，是用不取出式夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，浇筑结合成钢筋及其他增强筋料和混凝土的暗框架结构，其特征是，暗框架结构在“部件浇筑一体化”条件的协同下，可以是通过夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，排除暗框架水平使用的板状结构的板面的钢筋水平间距之间不用夹心模具去空、只是梁肋间去空的情况，在带有钢筋等增强性筋料和混凝土的结构中浇筑结合在一起的混凝土混合框架结构。

这种暗框架结构主要包括暗框架杆状结构，暗框架板状结构，暗框架杆状结构包括暗框架梁、柱、斜杆结构，暗框架板状结构包括暗框架剪力墙，暗框架楼盖，墙体，桥面，暗框架结构的杆件可以是有暗框架的，也可以是暗框架中的实心杆件。暗框架结构的斜向杆件可以按塑性铰线的方式布置。

暗框架结构对于建筑结构较为具体的意义，可以是在“部件浇筑一体化”条件的协同下，排除暗框架楼盖的板面、梁肋间同时减空之外的情况，通过夹心模具，把刚架，桁架，拱，杆，板，壳的结构形状和性能，以任意其中几种排列组合的关系，在二维平面或三维立体空间上结合在一起的结构。

部件的意义是整体结构一部分的意思。部件的具体意义可以是整体结构分地上与地下结构两部分，地上结构是整体结构的一个部件。浇筑是现场原位浇筑的意思。一体化是所有暗框架结构部件都联合浇筑在一起的意思。楼盖板面与梁肋同时减空的意思是出梁肋间有夹心模减空外，板面的钢筋的水平间距之间，还有夹心模具进行减空。

塑性铰线以均布荷载塑性铰线为通常方式。对于剪力墙在水平剪力下均布荷载塑性铰线为通常方式。支撑方式以简支方式为计算的一般方式。简支方式以四边简支为主。

由于，剪力墙是建筑结构特性较为全面的代表，承担剪力，轴力和弯矩全面性的抗力，比楼盖和其他板状构件的结构承载性能更全面，同时，在结构是上又相当成排的梁和柱子。所以，为了说明这种钢筋混凝土夹心模具暗框结构的全面特征，而又简单明了，避免对多种可能结构的相同之处的重复解释，本发明的说明选取剪力墙为典型结构和结合建筑实际结构便于理解的事例进行说明。

剪力墙是高层建筑体系的必要组成部分。钢筋混凝土剪力墙是当今建筑类型中性能价格比最优良剪力墙。但是，实心钢筋混凝土剪力墙的沉重性，增加了钢筋混凝土建筑向高度发展的成本和技术困难，这是它的主要缺点之一。另外，实心钢筋混凝土剪力墙在能够承重的状态，往往，倾向于完全的刚性，这对于承受强烈地震的破坏是不利的。

等强度均匀承载性概念，来源于材料力学的等强度梁的概念。暗框架结构通过对板面布置趋向等强度的杆件，以获得均匀承载的性能。

塑性铰线理论认为，钢筋混凝土的结构杆件，在被破坏时，根据不同形状，会呈现出比较有规则的狭窄的屈服带。破坏首先在这些屈服带上发生。它也是有试验根据的。塑性铰线基本发生在受力物体的对称中线上。由于这种对于等截面均匀材质的结构受力的非均匀性特点，本发明提出了集中承载方式的结构特征，把暗框架的杆件，布置在塑性铰线上，以追求结构整体受力的真正均匀化，和重点增强化。

薄膜效应的概念是，由已有的试验结果表明，在支撑边界受水平约束的条件下，混凝土板状结构构件的极限承载能力，将数倍于边界未受水平约束的板的极限承载能力。这种现象的原因是钢筋混凝土的板状结构，纯弯截面的中性轴，其位置在临界破坏时，非常接近于板的表面，因而，在纯弯矩的作用下，板中平面位于受拉区，它将产生拉变形。如果，这种中性轴不能离开板截面高度的中央，板将不能产生弯曲，这样不能产生变形破坏。而板的两个表面，由于边界条件的约束，支座的支撑，两个表面对应的拉压的反力正是在阻止中性轴的偏离。所以产生了比没有边界约束条件的板的自身拉压性能更大的承载能力。

虽然，钢筋混凝土剪力墙中，布置的钢筋的比率很低，一般在百分之五以下，但是，在建筑的极限分析的设计上，认为它们是刚塑性体。混凝土是刚性部分，钢筋是刚塑性部分。但是，钢筋的承重性能，要比混凝土高数倍，因而，可以认为，在普遍的情况下，钢筋在抗力方面的重要性高于混凝土。这样，可以认为，钢筋和混凝土结合部分是钢筋混凝土结构的刚性和弹塑性的代表部分，钢筋混凝土结构的承载性能主要是由这部分承担的，所以，只要保留这部分的结构，去掉钢筋之间中间部位的纯混凝土部分，就会依然拥有主要的承载能力。如果，再加强对这部分结构的支持，这种结构的整体承载能力就会达到或超过实心钢筋混凝土剪力墙的承载能力。这是采用暗框架结构的一个理由。

如果，认为钢筋是钢筋混凝土剪力墙的主要承载能力的因素，因而通过增加钢筋的用量，来提高承载能力，而增加了这种剪力墙的造价，也是没有实际价值的。所以，要在布筋率和用钢量相当的条件下提高这种剪力墙的性能，才能达到降低成本的目的。减少水平、垂直布筋的比率，增加其他方向的布筋，是一类方式。

剪力墙在承受剪应力的时候，它的压力方面承受剪应力的能力，比拉力方面承受剪应力的能力一般来说要更强。这是钢筋和混凝土的材料的拉压比的性能造成的。所以，在一定的布筋率的条件下，适当增加拉筋比率，减少压筋比率，是增加剪力墙整体承载性能的可能方式。但是，单纯减少压筋，会减少剪力墙的竖向塑性，增加竖向的脆性折断的缺点。针对这种弱点，以矩形剪力墙为例，增加矩形的对角线的和斜向的承载力的布置，可以增加钢筋混凝土板的水平和垂直承载能力的联系，增加受拉性能与受压性能的相互支持，因而，能增加整体的承载能力。

实心剪力墙产生的必要性，主要特点是施工简单和有强度。尤其是在高层建筑的上层，结构即要轻，又要有较强的抗力，砌体结构是不能胜任这种性能的，墙面与结构结合为一体是必要，现浇的钢筋混凝土实心剪力墙具有这两方面的优点。

对于高层建筑的上层的必要的抗力，框架结构是已经具有的。只是它需要附加的墙面产生隔离空间的功能。所以说高层建筑的上层墙面所需要的抗剪力和轴力的性能是较少的，这些力主要集中在下层和中层。因而，上层主要拥有一种与承载结构一体化的有适当强度的墙面就够了。

对于高层建筑的中下层，受力截面相等的实心剪力墙，仍然有根据前面塑性铰线观点，有受力并不均匀的问题。所以在下层的剪力墙结构也有按塑性铰线加固而获得受力均匀化的需要。所以暗框架剪力墙在下层，设计成两层实心的剪力墙中间夹框架。

无论上层还是下层，暗框架结构都减少了等截面结构由于非均匀受力的冗余重量。在保证相同的正常使用承载力要求的条件下，相比实心剪力墙，合理地减少了下层结构的轴力负担。另一方面，它在同等体积重量比条件下，增加了惯性矩。这也是下层剪力墙可以空心而依然具有与实心剪力墙相当的对结构之外荷载的相同的结构承载力的原因之一。

对于暗框架梁、柱这种杆件结构，形成按塑性铰线布置的内部的暗框架的原理也是相同的。

根据以上的考虑，本发明对于实心钢筋混凝土结构进行了变革，由于板件和杆件在集中均匀承载的观念上相同，所以具体实例以板式剪力墙的改革进行说明。它的方法是将轻型夹心模具，浇筑在钢筋混凝土结构之中，使剪力墙内部构成由钢筋和混凝土组成的暗框架结构，在保证承载性能的同时，以减轻剪力墙的重量。一般来说，钢筋混凝土结构实心剪力墙的布筋方式，多采用水平垂直式的方式，整体上形成的是矩形框架组。它们是几何可变结构。支撑它们不改变形状的部分，是框架中间的纯混凝土部分。当去掉纯混凝土部分，它们的承载能力会显著降低。但是，如果增加斜向的或对角线型的支撑杆，它们就可以形成几何不变结构，因而增强了它们的承载能力。另外，前面讲到，增加矩形的对角线的和斜向的钢筋混凝土杆件的布置，可以增加钢筋混凝土的水平和垂直钢筋混凝土杆件之间的承载能力的联系，增加受拉性能与受压性能的相互支持。更主要的是，这样可以提高相同体积重量比值下的结构的惯性矩。所以，去掉框架中间的混凝土部分之后，只要合理地安排各个杆件的承载能力，就可以保证剪力墙整体的承载能力。

根据塑性铰线理论，板状结构的破坏是从有规律的屈服带开始的。这里，把屈服带的损坏类型假定为各向同性的均匀性破坏，对于任何一点，任何方向的布置钢筋的增强作用都相同。因而，对于无开口的剪力墙，顺着这些屈服带布置增强杆件、连梁，是较为简便和经济的等强度均匀集中承载的方式。根据剪力墙的形状和开口方式，连梁和多墙肢的典型形式，经过试验，可以它们获得屈服带的典型规律。经过设计计算，而延屈服带安排钢筋和暗框架的结构，是增加这种剪力墙承载能力的另一种措施。

对应板的概念，夹心模相当于开孔，而且是开了许多孔，和有尖角的口。这样根据板的受力概念，应力将集中于最为薄弱的部分。而多孔的问题，在力学的计算上，是难以解决的问题。改变看问题的角度，是简化复杂的必要手段。如果对应框架的概念，就可以不考虑开口的问题，只要考虑钢筋混凝土杆件的承载能力，就可以达到整体承重抗震的性能的目的。夹心模暗框架剪力墙的暗框架部分的设计计算，就是按框架的概念进行考虑的。

去掉了钢筋受拉的中间部分的混凝土，并不影响它主要依靠钢筋的受拉部分的性能。剪力墙是以平行板面方向承受剪力的，它的抗拉性能很强，这种性能本身就较少地依赖拉力部分的混凝土。而这部分的混凝土重量，也是拉力的负担。剪力墙的钢筋之间的中间部分的混凝土，除了承受拉力之外，还承受着压力。但是，剪力墙除了在特殊的外在破坏力作用的情况下，正常的工作载荷低于极限载荷，仅仅凭借没有中间的混凝土支撑的钢筋于混凝土结合部分的框架承压承拉能力，完全可能胜任这种任务。在高裂度地震和超负荷强大的风雪载荷的特殊的外力作用的情况下，轻度损坏已经不可避免，而去掉各个钢筋混凝土结合部之间中间的纯混凝土部分，还可以设计成增加剪力墙的塑性的暗框架，增加建筑物的整体延性，有益于减少整体的严重破坏。

箍筋不仅在增加钢筋混凝土结构的的刚性阶段起着重要的增强作用，而且在塑性方面也起着重要作用。它可以改良和提高钢筋混凝土结构在初期破坏的塑性变形的延性阶段的承载性能。只要在相对于两个墙面的钢筋的布置结构上合理安排箍筋，就可以保证钢筋混凝土暗框架剪力墙的承载性能。另外，对角线和斜向布置的钢筋混凝土暗框架，也有特殊的箍筋的配置方式(图9-2)。它对钢筋混凝土这种不均匀材料的整体结构的承载性能，能够产生整体均衡协调的作用。

为了获得薄膜效应的承载性能，保证剪力墙的整体强度，使它不仅是个框架，而且，也是一种板的结构，于是，在框架的作为墙面的两面，构筑了两个板状面。因为，剪力墙在设计计算理论上，是被假定为一个平面的薄板的，它有对应板中平面平行压坏和弯曲破坏两种可能。前者参考塑性铰线理论，可以通过延屈服带布置暗框架的方式，得到一定程度的解决。而这两个墙面，就是参考薄膜效应理论，通过它们在弯曲时产生的相对的拉力和压力，对中性轴向板表面偏移的阻止，来获得由抗弯曲的性能产生的板的承载力。

这两个板状墙面的作用是对框架结构的加强作用。它的承载用途，在高层上层结构中，可以设计在正常载荷的安全承载能力之外。正常工作载荷性能，可以由框架部分承担。两个板状墙面只起延缓这种剪力墙从刚性和弹性的正常工作阶段向塑性的变形破坏阶段的转化的作用。而在严重外力破坏下，它又可以设计成容易产生脆性损坏的，而不影响框架部分的延性。

薄膜效应的产生，需要剪力墙具有较薄的厚度。厚度较大，在接近极限压力下，如果仍然不出现弯曲倾向，就不会产生薄膜效应。而这种要求，是与在高层部位减轻建筑的重量的设计理念一致的。

对于下层暗框架剪力墙的墙面它们可以设计成中间由暗框架加强了的两层实心剪力墙。使它们有足够的抗力承担下层和中层的弯矩、剪力和轴力。

根据薄膜效应的概念，剪力墙应当增加刚性弹性，而减少塑性，这样有益于增加薄膜效应产生的承载性能。这就需要相对地减少布筋率。而两个墙面的钢筋含量，是可以通过夹心模的薄厚、形状和位置进行调节的。这种要求也相当地增加了暗框架的布筋率，对框架的承载能力是有益的。

墙面的板状结构与暗框架的关系，可以考虑为互相的增强的关系。由于框架杆件构成的不同的几何形状，使这种增强是不均匀的。而调整夹心模相应侧面的形状，可以改良这种相互支持的平衡关系。

塑性铰线理论，对于弹性、弹塑性体的钢筋混凝土结构，增加布筋率，对其弹塑性是有益的。对于薄膜效应理论，又需要减少按刚塑性力学概念计算所得的布筋率。而暗框架又需要在不增大布筋率的条件下，减少水平和垂直的布筋，增加斜向和对角线的布筋，因而可以即协调它们的关系，又满足了各自的需要，达到增加剪力墙整体性能的结果。同时，夹心模暗框架剪力墙在结构上，把布筋区域有所区分，框架是高布筋区，板面是低布筋区，因而可以优化地结合前面两种理论揭示的效能，在“强柱弱梁，强剪弱弯”的原则下实现均匀承载和提高结构的惯性矩的目的。

发明内容

为了达到上述本发明的目的，是采用以下技术方案来实现的，一种钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构，主要可包括有刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体，其特征在于，所述刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体本身又可以都是暗框架的部件，这些部件又可以组成楼房及房屋建筑整体结构包含空心及实心部件的混合暗框架结构，该结构可以包含横向、竖向、斜向、钢筋组成的框架，该暗框架结构除钢筋框架及夹心模具所占据的空间外，其余空间均充满着现浇混凝土，形成一体化的暗框架结构。

所述刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形状和非标准形体的结构形状可以组合成垂直、水平布置或斜向布置的楼盖、剪力墙、墙元。

所述的暗框架结构的部件形式又可以分为a暗框架杆状和实心杆状结构，该结构又包括暗框架的梁、柱、斜杆结构；b暗框架板状结构，该结构可以是实心的或空心的，它们又包括暗框架墙体、剪力墙、楼盖。

这种剪力墙的设计思想，是以不同的特殊性的组合来克服简单的统一性的缺点。因而，这种剪力墙在承载能力上是可以设计成为分结构功能的。它的翼缘处、与楼盖连接处和开口的墙肢边缘的实心的柱体和梁，是这种剪力墙的重要承载能力部分；然后是墙面增强的暗框架结构，它们与梁柱分担主要载荷；再次是上层剪力墙两个有薄膜效应墙面；再其次是墙面受到破坏时的产生了塑性变形的暗框架部分的性能。如果不分功能结构，它就是一种具有板的形式特征的，由板增强的框架。

建筑的极限破坏主要考虑的不是建筑的正常工作状态承受静载荷的能力，而是地震和风压振动造成的动载荷。建筑的整体的倒塌破坏状态前的安全性能，是由剪力墙端部相当的牢固的实心柱体、下层双层的剪力墙墙面、相对较弱的实心梁，塑性状态下仍然保持一定承载能力的剪力墙体的增强杆件部分维持的。

实心剪力墙的性质倾向于单一性的刚性，在强大破坏力的情况下，可能会出现反拱破坏和严重的刚性破坏。夹心模暗框架剪力墙可以设计成阶段性的弹塑性的。在破坏力的初期阶段，它具有正常的承载能力，表现为弹性的；在破坏力初步超过正常承载能力的时候，薄膜效应的增强作用出现，继续维持刚性或弹性的承载能力；在严重的破坏力出现时，它向塑性转变，但是，由于多向布筋的杆件增强方式，特殊箍筋的方式，在塑性阶段，它依然会有一定的承载能力。

由于剪力墙本身相当是轻型空心的，而各个连接部分的端部是实心的，这就等于相对增强了整体梁柱方面的强度，增加了建筑的承载性能。

另外，由于剪力墙减轻了自身和建筑的整体重量，因而减小了破坏时的内力的相互作用，这样，有利于在较低的成本下，增加建筑的剪力墙各个端部、暗框架式剪力墙相当的梁柱部分的钢筋布筋率和抗震性能，而提高建筑的抗震等级。

暗框架结构剪力墙平均单位体积重量比下的相对实心剪力墙的承载力、刚度的性能优点，主要因素是惯性矩，墙元和整体结构趋向均匀承载性能分布分布，在塑性铰线上置增强杆件的方式，减轻了重量，受拉区和受压区双筋布筋、充足布筋、和提高材料性能等级。

暗框架剪力墙结构建筑的设计计算，分三个层次。建筑整体结构，墙元、楼盖整体结构，和墙元、楼盖的内部部件。

剪力墙墙面的暗框架剪力墙，在高层建筑下层与上层薄墙面墙元结合，可以独立构成暗框架剪力墙结构的钢筋混凝土高层建筑结构体系。

暗框架剪力墙的墙元，可以与实心剪力墙在钢筋混凝土高层建筑中合理的结合方式，是以自上而下减轻变空的结合方式组合使用，在具体结构暗框架剪力墙可以与实心剪力墙上下左右地组合使用，包括上边实心剪力墙，下边暗框架剪力墙，因为实心的窄墙体，宽的连梁过梁、开口加固部位、端部翼缘，都相当实心剪力墙。

下面是暗框架剪力墙的主要设计原则。

暗框架结构的板状结构的墙体可以作为剪力墙。这种暗框架剪力墙的墙元单位性，是以单层楼层间距为墙元墙面的高度单位尺度，可以以正方形为标准墙元，以其的垂直和水平的尺度为高度和宽度的比例，以小于一倍(图7)及两倍(图6)的单层正方形标准墙元的矩形墙元为非标准墙元。

这种剪力墙墙元布置墙面内部增强杆件的方式有水平的、垂直的和倾斜的，其中包括，按相对于墙面板面的板边的侧面的、平行板面的垂直均布荷载与水平剪力的相对墙元的外力的联合作用下，产生的塑性铰线分布方式，顺塑性铰线上布置杆件。这种暗置在墙面内部杆件的方式的作用之一，也是为了趋向墙元板面相对均布荷载均匀承载性的布置的。

标准墙元(图5)的斜杆件的布置形式是以45度角交叉对称X形布置为标准。矩形非标准墙元(图6，7)有两种布置斜杆件的形式。一种是按外力作用下的塑性铰线的结构布置增强杆件，主要是以平行板面加垂直均布荷载的轴力和水平剪力的外力作用下，出现的塑性铰线的近似结构布置的；另一种是按这种外力作用下的塑性铰线的结构布置，主要是相对以平行板面加垂直均布荷载的轴力和水平剪力的外力作用下的塑性铰线的结构布置的斜向杆件，与按垂直、水平、对角线“米”字形布置杆件及斜向杆件的方式相结合的布杆系的方式，这种形式也是为了兼顾水平剪力和垂直均布荷载的外力作用产生的塑性铰线的破坏性。暗框架剪力墙的墙元的布置增强杆件的方式，是以上几种可能形式的任意结合。

另外，对于框架部分的水平布置的构件，设计有使混凝土能够流动密实的、流动倾角在60度以下流动区(图8-4，图9，10-1)。

墙面整体板面部分中可以布钢筋或者不布钢筋。

暗框架剪力墙的墙元的框架部分的结构是包含刚架、桁架和混合框架的结构，它的梁、柱、杆件之间的结构关系是框架关系，它们之间的结点可以是固结性或铰接性的。

暗框架剪力墙的墙元的墙元的针对破坏力的集中而采用的均匀的等承载力的加固方式，与建筑整体结构的集中承载均匀承载的统一，是通过在建筑整体按塑性铰线结构加固铰线上的墙元的方式实现的。

暗框架剪力墙的墙元的暗框架剪力墙墙元的承载力和刚度的优化原则是，以柱，墙面和塑性铰线上的杆系，梁，从强到弱的次序，为第一条件，以柱，梁，面，杆系从强到弱为第二条件，是一种优化的次序。

暗框架剪力墙的墙元的对于下层剪力墙夹框架的结构的暗框架剪力墙墙元的承载力和刚度的优化原则是，也以面，柱，梁，杆系为从强到弱的原则，是一种优化的次序。

下面为暗框架剪力墙的主要计算原则。

暗框架结构的构件，可以用规范规程的构件公式的非常数系数部分，选择结合自己的具体特性，受压区高度、惯性矩、抗弯截面模量、截面积，来决定适合自己的参数的计算方法，进行设计计算。

暗框架剪力墙整体承载力、刚度计算原则，在自己特殊的混凝土结构截面积的条件下，考虑钢筋结构在这种特殊的混凝土结构截面积条件下，无论以任何方式的公式计算，都要以它的基本特性为基础，其基本特性是排除夹心模具之外的结构材料截面积的、它自己的特性的受压区高度、惯性矩、抗弯截面模量、截面积，其中一种或几种的结合。

暗框架剪力墙墙元整体的承载力，可以以分别计算暗框架剪力墙墙元中的的柱、梁、杆系、墙面的承载力，然后迭加为原则，也可以是以柱、梁、杆系组成的框架部分与墙面部分分别整体计算再迭加相加的原则构成，具体计算方法可选用实心钢筋混凝土结构构件的计算公式和参数计算，具体计算方法可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的相应的公式、方法、参数计算，是可行的方法。

暗框架剪力墙墙元的实心的柱、梁、杆系部分的杆件构件的设计计算，可选用实心钢筋混凝土结构构件的规范规程的计算公式和参数计算，具体计算可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的相应的公式、方法、参数计算，是可行的方法。

暗框架剪力墙墙元的实心的墙面部分构件的设计计算，在墙元减重条件下，可选用实心钢筋混凝土结构的规范规程的剪力墙的计算方法计算，然后根据其厚度与实心剪力墙的合理或最小厚度比例进行折减即可，具体计算方法可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的，相应的实心钢筋混凝土结构剪力墙构件的相应计算公式和参数计算，再根据其厚度与实心剪力墙的最小厚度的比值进行折减。

暗框架剪力墙整体墙元的整体承载力和刚度计算，在减重条件下，按实际矩形截面或矩形组合截面整体外形的最外边的长宽值，折合成I形截面后，相对于垂直荷载的竖向杆件，柱，板面都折合为I形截面的腹部部分相应截面积，斜杆折合成梁(或翼缘)的部分相应截面积，之后，选用实心钢筋混凝土结构的规范规程的剪力墙的方法计算，具体计算方法，可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的相应公式计算，或者，按实际截面整体外形的最外边的长宽值，以上面规范、规程的公式计算，然后乘以整体墙元的减重比例进行折减，这是两种可行的计算方法。

暗框架剪力墙整体墙元整体的受压区高度，在减重条件下，按实际矩形或矩形组合截面整体外形的最外边的长宽值，折合成I形截面后，相对于垂直荷载的竖向杆件，柱，板面都折合为I形截面的腹部部分相应截面积，斜杆折合成梁(或翼缘)的部分相应的截面积后，可以选用实心钢筋混凝土结构构件的计算方法计算，具体计算方法可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的相应公式计算。

暗框架剪力墙整体墙元的实心部件，在墙元减重条件下，受弯件正截面承载力，中心受压承载力，偏心受压承载力(不考虑偏心矩与墙面的关系)，抗剪承载力，受扭、受扭弯剪，裂缝，耐久性，预应力结构的抗力，可以选用实心钢筋混凝土结构的规范规程的构件的计算方法计算，具体计算方法可以选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的公式进行计算，结果是相当实心钢筋混凝土相当截面的承载力的。

暗框架剪力墙的翼缘的设计计算，在纵横墙的端部有或明或暗的暗柱的形式下，翼缘的墙体可空可实，实心墙体可以折算成空心的，而空心墙体的翼缘宽度设计，可以按规范规程的实心剪力墙的翼缘宽度比例设计，具体设计方法可以用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的标准进行设计。

暗框架剪力墙整体结构减重条件下，可以根据抗力的需要，选用实心钢筋混凝土结构规范规程的材料标准进行设计，具体设计可以选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程规定的钢筋和混凝土的性能指标进行设计，为提高下层剪力墙的抗力性能，也可以把钢筋抑或混凝土相比实心钢筋混凝土结构提高一个以上的质量性能等级使用，上层剪力墙的薄墙面除加入大骨料径限制条件外，标准相同，都是可行的方法。

暗框架剪力墙结构墙元之外的实心结构的承载力计算，可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)，只是减去减轻的轴力比例，是可行的方法。

暗框架剪力墙整体结构在有自重之外相当实心剪力墙的自重之外的承载力，有可以保证自身结构相应的抗震安全性，在增加顶点位移和减轻重量的条件下，结构顶点位移和等效刚度的计算公式和参数，可以选用实心剪力墙的规范规程中的或实心剪力墙的，无论整体截面墙、整体截面墙小开口墙、双墙肢墙、多墙肢墙，只是把惯性矩和墙体截面积换成暗框架剪力墙的即可，具体计算方法可选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ 3-91)及沿袭它的相同性的今后的规范规程的相应公式计算，同样只是把惯性矩和墙体截面积换成暗框架剪力墙非夹心模具的结构截面积的即可，这是设计计算方法之一，下面是可以替换为暗框架剪力墙相关的特性因素，即使用它自己的、排除夹心模具之外的结构材料截面积的特性的受压区高度、惯性矩、抗弯截面模量、截面积后，可以选用的上面的规范规程中的和规范规程之外，但是常用的实心钢筋混凝土结构的设计计算公式，在此不予累述。

结构是以基本的对称平衡结构为假设的分析条件的。对于不平衡的结构部分，要根据其特性实行加固措施。不均衡的墙元的过渡，要有加固方式，如隔离性过梁，柱，斜杆或墙元。要根据暗框架的具体结构考虑偏心计算。开口连梁、翼缘、隔离层的加固，与墙元的抗力相匹配为加固杆件部分与墙元结合的原则。

钢筋混凝土结构夹心模暗框架剪力墙在与其他方向的剪力墙结合的翼缘部分的端部，与楼盖(楼板)结合的端部的结构，是包含实心的结构，相当于有实心的或明或暗的柱、梁。

墙肢开口的开口边缘，增加暗框架的密度，以平衡整体墙面的强度。翼缘的设计，可以根据这种剪力墙的特殊性能，经过试验，进行设计计算来确定。

暗框架楼盖的主要减重方式是通过加密梁肋，减少板面、梁肋的截面积，增加梁肋均匀承载性的分布获得的。

板面内部塑性铰线上布置钢筋，是在保证相应的抗力条件下，加入板面夹心模具的必要方式。

同等重量下，增加厚度，增加惯性矩是暗框架楼盖的特征。轻和同等重量下惯性矩大的优点是可以构造较大跨度的结构。

暗框架结构板状结构包括暗框架楼盖，暗框架楼盖以板面和梁肋两方面同时减重为条件，主梁之外次梁、肋等高度包括在整体板面内，及使暗框架楼盖趋向结构的承载力相对垂直板面的均布荷载均匀化的结构方式之一是按均布荷载的塑性铰线布置集中承载的杆件，这几种特性的组合是其结构方式。

暗框架楼盖的的设计计算公式，梁、肋可以选用实心混凝土结构的公式方法计算，板面也是同样算连续梁，板面的截面积按夹心模减空后的钢筋混凝土部分的最小截面积算板面截面积，相同性质处的参数，也可以把上下板面按暗框架板面的特性，折合分摊为梁肋的T形或I形截面的翼缘部分进行计算，具体计算可以选用混凝土结构设计规范(GBJ 10-89)、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)的实心钢筋混凝土楼盖的计算公式和参数设计计算，是可行方法。

对于暗框架结构极其剪力墙和楼盖，可以采用预应力钢筋技术。

暗框架结构、暗框架剪力墙和暗框架楼盖的构造方式是，可以在常规的模具或模板的成型结构内部，根据试验数据和理论计算的设计要求，布置横竖向、斜向、对角线方向的钢筋与相应的箍筋，其他增强筋料，再在钢筋框架上安装夹心模(图4)，然后进行混凝土浇筑成型而完成的，其特征在于：在带有斜向(图3-3)、对角线方向(图3-4)的钢筋与相应的箍筋的横竖方向布筋的钢筋框架(图3-1)上安装夹心模具(图3-2)，在浇筑混凝土后形成一种在夹心模具周围有外部板状表面结构(图2-1)的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于外表面(图2-1)的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的构件的混凝土暗框架结构(图2-2)，对于暗框架剪力墙，在浇筑混凝土后形成一种在夹心模具周围有外部板状表面结构(图2-1)的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于板面(图2-1)的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的杆件的混凝土暗框架结构(图2-2)，的、在各个不同方向的剪力墙连接的翼缘部分的端部和与楼盖连接的端部包含实心柱、梁结构(图2-3)，在剪力墙开口或墙肢的边缘包含实心的柱体和梁体的整体板状结构，对于暗框架楼盖、桥面结构，在浇筑混凝土后形成一种在夹心模具周围有外部板状表面结构(图2-1)的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于板面(图2-1)的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的杆件或构件的混凝土暗框架结构。

暗框架结构的夹心模具(图4)，它通过结合普通模板或者特殊模板协同作业，无需取下模具，可以在一定程度上，具有保温隔音的节能功能，组成承拉钢筋有预应力的或无预应力的，现浇的混凝土暗框架结构(图2)，这种夹心模具(图4)构造方式是，选用符合模具需要的材料，经过成型加工，切割剪裁，有机无机胶联剂的胶结，添加纤维增强材料、骨料增加胶结后的强度，防水材料的处理，防腐防霉处理，设计适当的混凝土密实流动区(图8-4，图9，10-1)，模具成型，构成模体，并且配置或预组合配置结合柔性或刚性的用于模体与密肋板的钢筋结构或模板结构结合安装的安装连接装置，这种综合工艺制成的几何形体与安装装置结合的结合体(图4)，(夹心模的模体与安装装置配置和预组合配置的意思是模体与安装装置，可以是在制造模具时，或者施工时，与模体结合)，作为专用于制造混凝土暗框架结构的模具。

夹心模具在抗力单元内，以按塑性铰线的形式空出暗框架结构的模间组合关系为条件，夹心模模体的几何形状可以是根据需要制造的任何形状的，可以是矩形六面体，三角形五面体，多种凹形，带多空腔，并且可以在此基础上有复杂的变形和它们其中几种的结合，也可以是夹心模之间固结和可调整位置的筏式连接的整体结构。

本发明通过优先权把钢筋混凝土结构夹心模暗桁架剪力墙发明专利(申请号：99122004.8)和钢筋混凝土结构密肋板嵌入夹心模实用新型专利(申请号：0020068.3)的主要部分和权利包含在专利之内。它们主要是暗桁架剪力墙的构造方式，夹心模具的构造方式和形式。

为了澄清桁架，刚架和框架的关系，下面作以下解释。桁架是直杆通过理想铰将杆端连结的结构。刚架是梁、拄结合起来的结构，各杆主要受弯，结点主要是刚结点，但部分上可以有铰结点或混合结点。框架是构件以任何连接方式构成的结构。在房屋的轻型框架中，无论铰结点与刚结点的杆间连接，通常都算桁架。由于暗框架结构整体的开口部分有斜向不通筋的问题；为形成桁架在单元内部设置不通筋的问题；斜杆拉力小，混凝土桁架不抗拉力问题；桁架比实心剪力墙、刚架剪力墙塑性抗性阶段吸收能量性能比好的考虑；暗桁架的暗也可以是指潜在在刚结点中有铰结点的考虑。所以，以前的暗桁架专利，没有强调桁架与刚架的区别。

这种暗框架结构、暗框架结构剪力墙、楼盖的制造方式，是用普通模板、模具，把布置好位置的夹心模和钢筋用混凝土浇筑成一体的。

整体的钢筋混凝土结构夹心模暗框架剪力墙，就是通过将夹心模安装系捆在布置好承载结构的钢筋框架上，整体浇筑制造出来的。这也是内部成型模具需要夹心的原因。

钢筋混凝土结构夹心模暗框架剪力墙可以使用普通模板浇筑制成，也可以使用特殊模具制造。

为了保证混凝土结构的密实，夹心模与钢筋结构之间，设计有进行振捣的通道。

由于夹心模是浇筑在剪力墙内部的，它们的成型后的位置，难以检测。它们又相当于在剪力墙中开口，它们的位置对剪力墙的承载能力至关重要。所以，夹心模的安装连接物，应当是能够牢固确定夹心模的位置的，本身固定后形成接近几何不变形状的类似箍筋作用的结构。

夹心模振捣尺寸、外形是根据暗框架的尺寸、振捣通道的需要、两面板面的厚度和含钢筋量综合设计的。

这种剪力墙的施工方式，除了要安置斜向或对角线方向的钢筋和严格地安装捆系夹心模之外，其他的施工方式，与常规的钢筋混凝土剪力墙的施工方式基本相同。因而，可以说，它仍然是一种容易施工的剪力墙制造方式。

附图说明

图1是钢筋混凝土剪力墙内部的暗框架结构示意图。

图2是两个墙面的包含了夹心模和暗框架剪力墙的整体示意图。

图3是包含一个夹心模的钢筋架结构示意图。

图4是夹心模的示意图。

图5是暗框架剪力墙正方形标准墙元的暗框架结构的示意图。

图6是暗框架剪力水平墙横向矩形非标准墙元暗框架结构示意图。

图7是暗框架剪力墙垂直竖向矩形非标准墙元的暗框架结构的示意图。

图8是暗框架剪力墙墙元的夹心模具下部与下部水平梁、水平构件的关系的垂直竖向侧截面暗框架结构的示意图。

图9是暗框架剪力墙墙元的夹心模具下部垂直于板面方向的暗框架结构的示意图。

图10是暗框架剪力墙墙元的夹心模具下部垂直于板面方向的暗框架结构的示意图。

图11是代表双墙肢、多墙肢的暗框架剪力墙结构的示意图。

具体实施方式

下面结合各图详细说明钢筋混凝土结构夹心模暗框架结构的特例代表，暗框架剪力墙的结构细节和制造方式，暗框架结构的制造方式与此是基本相同的。

图3所示为本发明钢筋混凝土部件浇注一体化不取出式夹心模具暗框架结构的一个实施例，该暗框架结构为一暗框架剪力墙，该暗框架剪力墙的墙体内部的暗框架结构如图1所示。在其墙体内部设有由横向和竖向钢筋组成的钢筋框架4，还设有斜向对角线钢筋7，其两端分别与相交处的钢筋框架4固定连接，如焊接、插接等。在该暗框架内还设有横向及竖向布置的钢筋8，这些钢筋也分别与相交处的钢筋框架4固定连接。在钢筋框架4与斜向钢筋6围成的空间内设置一个三角形五面体的夹心模具5，该夹心模具5通过图4所示的捆系物9与其周围的钢筋固定连接。本发明中的夹心模具可根据需要设置一个或若干个，这些夹心模具均为轻型材料夹心模具，可根据需要制成任意几何形状，可以是矩形六面体、三角形五面体、各种凹形或带空腔体，或是其中几种的结合体，或是夹心模具之间固结和可调整位置的筏式连接的整体结构。在本实施例包含了夹心模的暗框架剪力墙的暗框架2内、外表面各设有一个图2所示的板状墙面1。在各个不同方向剪力墙连接的翼缘部分的端部和与楼盖连接的端部，形成或明或暗的实心柱体和梁架3。

在上述设有钢筋及夹心模的暗框架结构的其余空间内均充填满现浇混凝土，形成在夹心模具周围有外部板状墙面1结构的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于外部板状墙面1的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的构件的混凝土暗框架结构；对于暗框架剪力墙，在浇筑混凝土后形成一种在夹心模具周围有外部板状墙面1结构的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于板状墙面1的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的杆件的混凝土暗框架2的、在各个不同方向的剪力墙连接的翼缘部分的端部和与楼盖连接的端部包含实心柱体、梁架3结构，在剪力墙开口或墙肢的边缘包含实心的柱体和梁体的整体板状结构；对于暗框架楼盖、桥面结构，在浇筑混凝土后形成一种在夹心模具周围有外部板状墙面1结构的、和内部带有握裹着钢筋的、形成相对于板状墙面1的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的杆件或构件的混凝土暗框架结构。

暗框架剪力墙的墙元可设有内部增强杆件，该内部增强杆件包括水平的、垂直的和倾斜的或其结合的杆件。图5所示为本发明暗框架剪力墙正方形标准墙元的墙面之外的暗框架结构，图中包括墙缘暗框架的柱体10、梁体11及增强斜向杆12。图6所示为小于两倍单层正方形标准墙元的非标准矩形墙元的增强杆件布置图，在由柱体13、梁体14组成的该非标准将元内设置有增强斜向杆件15、16，垂直增强杆件17和水平增强干建18。图7所示为小于一倍单层正方形标准墙元的非标准矩形墙元的增强斜向杆件布置图。

对于框架部分的水平布置的构件，设有使混凝土能够流动密实的、流动倾角在60度以下的流动区。如图8所示，在墙元的混凝土墙面19内设有水平梁体或水平构件20，在该水平梁体、构件20中装有墙元夹心模具21。由于混凝土的横向流动性差，在该墙元夹心模具21的下部设有混凝土密实流动区斜面22，以引导混凝土的流向。

本发明暗框架板状结构除暗框架剪力墙外，还包括暗框架楼盖，该暗框架楼盖包括板面和梁肋，按均布荷载的塑性鉸线布置集中承载的杆件。

本发明在夹心模和钢筋结构之间设有进行振捣的通道。在钢筋框架内还设有若干箍筋及其它增强筋料，它们分别与相交处的钢筋框架或横向、竖向、斜向布置的钢筋紧固连接。如图9、图10所示，在夹心模具下部分别设有混凝土密实流动区23、25，还设有箍筋24。

本发明暗框架结构的制造方法为：在常规模具内，根据需要设置钢筋框架、横向、竖向、斜向钢筋及相应的箍筋和其它筋料，然后在钢筋框架内安装并固定夹心模具后，浇注混凝土并捣实，待混凝土固化后拆模即成。

本发明夹心模的制造步骤为：

(1)选用符合模具需要的轻型材料进行成型加工，设置混凝土密实流动区；

(2)将加工后的模具进行切割、裁剪；

(3)用有机或无机胶粘剂进行胶结；

(4)添加纤维增强材料、骨料；

(5)进行防水、防腐、防霉处理；

(6)配置与钢筋结合的柔性或刚性的安装连接装置。

Claims (13)

1、一种钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构，主要可包括有刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体，其特征在于，所述刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形体和非标准形体本身又可以都是暗框架的部件，这些部件又可以组成楼房及房屋建筑整体结构包含空心及实心的部件的混合暗框架结构，该结构可以包含横向、竖向、斜向、钢筋组成的框架，该暗框架结构除钢筋框架及夹心模具所占据的空间外，其余空间均充满着现浇混凝土，形成一体化的暗框架结构。

2、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述刚架、桁架、拱、杆、板、壳以及任意几何形状和非标准形体的结构形状可以组合成垂直、水平布置或斜向布置的楼盖、剪力墙、墙元。

3、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述的暗框架结构的部件形式又可以分为a暗框架杆状和实心杆状结构，该结构又包括暗框架的梁、柱、斜杆结构；b暗框架板状结构，该结构可以是实心的或空心的，它们又包括暗框架墙体、剪力墙、楼盖。

4、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述建筑整体结构在塑性铰线上的墙元可以是实心的。

5、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：暗框架剪力墙的墙元，可以与实心剪力墙在钢筋混凝土高层建筑中合理的结合方式是，在具体结构中暗框架剪力墙可以与实心剪力墙上下左右地组合使用。

6、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：在所述的包含夹心模具的暗框架剪力墙的暗框架内、外表面各设有一个板状墙面。

7、根据权利要求2所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述的暗框架剪力墙的墙元可以是正方形的标准墙元，也可以是矩形的非标准墙元，这种墙元内部可设有增强杆件，该杆件包括有水平的、垂直的和倾斜的或其相结合的标准墙元的斜杆件的布置形式是以对角线交叉对称X形布置为标准，矩形非标准墙元布置杆件的形式，是按垂直、水平、对角线“米”字形布置杆件及斜向杆件的方式。

8、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于，暗框架剪力墙的墙元的框架部分的结构是包含刚架、桁架和混合框架的结构。

9、根据权利要求1所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述的夹心模具可制成任意几何形体及非标准形体。

10、根据权利要求1或2所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：在所述的钢筋框架上可以设有若干箍筋及增强筋料。

11、根据权利要求1、2、3所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：对于暗框架剪力墙，在浇注混凝土后形成一种在夹心模具周围，在各个不同方向的剪力墙连接的翼缘部分的端部和与楼盖连接的端部包含实心柱、梁结构，在剪力墙开口或墙肢的边缘包含实心的柱体和梁体的整体板状结构。

12、根据权利要求1、2、3所述的一体化不取出式夹心模具暗框架结构，其特征在于：所述暗框架楼盖结构，在浇注混凝土后形成一种在夹心模具周围相对于板面的水平的、垂直的、斜向的、对角线方向的钢筋混凝土结构的杆件或构件的混凝土暗框架结构。

13、一种钢筋混凝土浇注部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构的制造方法，其特征在于：本方法包含的操作步骤为：

(1)在常规模具或模板的成型结构内部，根据设计要求布置横向、竖向、斜向、对角线方向的钢筋与相应的箍筋及筋料；

(2)在带有斜向、对角线方向的钢筋与相应的箍筋的横向、竖向方向布置的钢筋结构上安装并捆系夹心模具；

(3)浇注混凝土，并捣实；

(4)混凝土固化后，取下预制模具或外部模板，即形成内部带有暗框架的、具有两个墙面的钢筋混凝土结构夹心模暗框架剪力墙；

(5)将上述制作步骤作水平或斜向设置进行操作，即形成暗框架楼盖；

(6)通过夹心模具构成三维结构的构件组合，即形成混合暗框架结构。

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