EP0487422A1 - Profilé pour la fixation d'éléments de recouvrements tels qu'une couverture sur un élément en béton tel qu'une poutre - Google Patents

Profilé pour la fixation d'éléments de recouvrements tels qu'une couverture sur un élément en béton tel qu'une poutre Download PDF

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EP0487422A1
EP0487422A1 EP91403145A EP91403145A EP0487422A1 EP 0487422 A1 EP0487422 A1 EP 0487422A1 EP 91403145 A EP91403145 A EP 91403145A EP 91403145 A EP91403145 A EP 91403145A EP 0487422 A1 EP0487422 A1 EP 0487422A1
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anchoring
self
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lateral edges
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Jean-Pierre Carbonari
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
    • E04B1/4171—Nailable or non-threaded screwable elements

Definitions

  • the invention relates to a metal profile which can be used, among other applications, for the purpose of fixing covering elements such as a cover to a concrete element, such as a beam.
  • the fixing of the beam-cover requires the use of metal profiles which make it possible to accommodate means for securing the cover and the beam and to transmit the forces to the concrete. tearing and lifting due to the wind to which the covering elements are subjected.
  • the metal profiles are incorporated in the factory at the level of the beams, generally at the upper surface thereof. The upper part of the profiles is left visible so that one can position the fastening means there.
  • Metal profiles of this type existing in the prior art consist of longitudinal elements having a U-shaped cross section inside which is disposed a filling element, conventionally polystyrene, and to which are welded tabs attachment intended to be anchored deep in the concrete so as to ensure the positioning of the profile.
  • These attachment tabs are always large and distributed in pairs along the longitudinal element at a large spacing of the order of 80 cm.
  • the object of the present invention is to provide a self-anchoring metal profile which does not have the drawbacks of those of the state of the art and which also has multiple advantages.
  • the self-anchoring metal profile according to the invention allows continuous anchoring in the concrete beam, thanks to its shape. It makes it possible to obtain a pull-out resistance linearly distributed over the entire length of the longitudinal element and thus to generate a reliable joining whatever the location of the fixing put in place when laying on site. It therefore makes it possible to eliminate the mediocre pull-out behavior existing in the intermediate zones between the attachment tabs of the profiles of the prior art.
  • This new profile also allows a recovery of forces to the end of the bar while in the case of a discontinuous anchoring with lugs, the end of the profile can be devoid of anchoring means.
  • the self-anchoring metal profile allowing the fixing of covering elements such as a cover on a concrete element such as a beam consists of a longitudinal element of U-shaped cross section delimiting a flat and two lateral edges and a filling element arranged inside said longitudinal element.
  • the invention is characterized in that on the one hand, the lateral edges define externally with the vertical a spacing angle of between 5 and 15 ° and in that on the other hand the lateral edges are provided with mechanical means anchors made of the same material from the side edges and regularly spaced from each other by a distance of at most 25cm.
  • roller machine When producing the profiles according to the invention, it is possible to use a roller machine conventionally used to shape the longitudinal elements.
  • This type of roller machine from a strip, makes it possible to give the latter a U-shape whose lateral edges define with the vertical an angle of between 5 and 15 °. Slight modifications of these roller machines make it possible to easily obtain the mechanical anchoring means by deformation of the metal.
  • the mechanical anchoring means with which the longitudinal element is provided are regularly spaced from one another. Depending on the type of concrete used to form the beam and also according to the nature of the covering elements, these mechanical anchoring means can be regularly spaced at variable distances always less than 25 cm.
  • the mechanical anchoring means are distributed on each of the lateral edges of the longitudinal element so as to be face to face. According to another embodiment, the mechanical anchoring means are distributed so as to be staggered.
  • the mechanical anchoring means formed from the same material constituting the lateral edges of the longitudinal element can take different forms. Thus we can use as mechanical means for anchoring holes of circular or oblong shape.
  • Another variant consists in using anchoring means in the form of hollows.
  • a preferred variant consists in using anchoring means in the form of bosses.
  • Another advantageous variant consists in forming on the lateral edges of the longitudinal element mechanical anchoring means which are in the form of punctures, that is to say in the form of notches protruding outside the part.
  • the regularity according to which the anchoring means are positioned on the lateral edges of the longitudinal element makes it possible to obtain an efficient anchoring, in particular at the end of the profile after cutting when the latter is secured in the concrete beam.
  • the ends of the longitudinal elements are preferably provided with sockets constituted by a socket lug extending the flat of the longitudinal element over one half of the width of the latter and a snap-in tab protruding from one of the side edges indented inside thereof.
  • This type of fitting does not have any particular orientation and makes it very easy to connect the profiles to each other.
  • the invention also relates to a concrete element provided with a self-anchoring profile on one of its surfaces, this profile being incorporated in the concrete so as to ensure a protrusion of 5 to 10 mm from the upper face of the element. longitudinal. This excess is obtained by means of coating marks arranged on the lateral edges of the longitudinal element.
  • a self-anchoring profile is made of a steel having a minimum elastic limit of 220N / mm2.
  • the profile consists of a U-shaped longitudinal element 1 delimiting a flat 5 and two flared side edges 6,7 and a filling element arranged inside the profile, not shown in the figure.
  • Each of the side edges 6, 7 is provided with mechanical anchoring means 2 constituted by bosses 3. These bosses 3 are regularly distributed over each of the side edges 6, 7 so as to be face to face. The distance between each boss delimits centers of 50mm.
  • the bosses 3 are located in the lower part of the side edges whose height is 34mm. The height of these bosses is 10mm.
  • the length of element 1 is six meters.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the self-anchoring profile according to the invention, the mechanical anchoring means of which are punctures 4. These punctures are arranged on the side edges 6, 7 so as to be staggered. The distance between each puncture is such that it makes it possible to delimit centers of 50mm.
  • the self-anchoring profile consists of the longitudinal element 1 shaped so as to have a U-shaped cross section defining a flat 5 and edges side 6.7. Inside this element 1 is disposed a filling element 10 constituted by polystyrene and intended to allow clearance for the fixing of the self-tapping screw used during the joining of the covering element on the beam.
  • the thickness of the metallic material constituting the longitudinal element 1 is 3mm.
  • the plate 5 has a width of 60mm and the side edges 6.7 a height of 34mm. These lateral edges 6,7 define with the vertical an angle of 6 ° in their upper parts.
  • two ends of longitudinal elements 1 are provided with a non-orientable socket for placing the profiles end to end.
  • These sockets each consist of an interlocking tab 11 extending the flat 5 of the longitudinal element 1 over one half of the width of the latter and moreover a snap-on tab 12 extending one of the lateral edges 6.7 indented inside of it.
  • a self-anchoring profile according to the invention is anchored on a concrete beam 13.
  • the profile consists of a longitudinal element 1 having a filling element not shown in the figure.
  • the beam 13 is shown as a watermark so as to reveal the constituent elements of the profile.
  • the longitudinal element 1 corresponds to that shown in Figure 2 and is provided with self-anchoring means 2 constituted by punctures 4.
  • the profile according to the invention is incorporated in the concrete beam. This incorporation can take place in a concrete precast factory, mainly on the upper face prestressed concrete beams of various sections: rectangular, T, I.
  • the positioning of the profile in the formwork can be done before or after the concrete is poured from the beam.
  • the profile is fixed in fresh concrete after pouring the beam.
  • the profile is incorporated into the upper surface 14 of the beam 13 so that a projection of 5 to 10mm from the upper face of the profile relative to the surface 14 of the concrete beam is ensured by means of coating 17 the coating on the side edges 6,7; these marks are materialized by a continuous marking obtained during the shaping of the profile.
  • the mechanical anchoring means constituted by the punctures 4 allow a very efficient anchoring of the profile in the beam and the fixing of the covering elements 15 by means of self-tapping screws 16 leads to very high tear strengths.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

L'invention concerne un profilé auto-ancrant permettant la fixation d'éléments de recouvrement tels qu'une couverture (15) sur un élément en béton tel qu'une poutre (13) constitué d'un élément longitudinal (1) de section transversale en U délimitant un plat (5) et deux bords latéraux (6,7) et d'un élément de remplissage (10) disposé à l'intérieur dudit élément longitudinal (1). Les bords latéraux (6,7) définissent extérieurement avec la verticale un angle d'écartement compris entre 5 et 15°. Les bords latéraux (6,7) sont munis de moyens mécaniques d'ancrage (2) constitués dans le matériau même des bords latéraux (6,7) et régulièrement espacés les uns des autres selon une distance d'au plus 25cm.

Description

  • L'invention concerne un profilé métallique pouvant être utilisé entre autres applications dans le but de permettre la fixation d'éléments de recouvrement tels qu'une couverture sur un élément en béton, tel qu'une poutre.
  • D'une façon classique, lors de la réalisation d'un bâtiment, la fixation poutre-couverture nécessite l'utilisation de profilés métalliques qui permettent d'accueillir des moyens de solidarisation de la couverture et de la poutre et de transmettre au béton les forces d'arrachement et de soulèvement dues au vent auxquelles sont soumis les éléments de recouvrement. Les profilés métalliques sont incorporés en usine au niveau des poutres généralement à la surface supérieure de celles-ci. La partie supérieure des profilés est laissée apparente de façon à ce qu'on puisse venir y positionner les moyens de solidarisation.
  • Ces profilés métalliques sont utilisés dans le cadre des liaisons poutres-couvertures mais trouvent leur application dans tout système incorporant un produit béton susceptible de reprendre des efforts, tel que par exemple des poteaux. Dans ce cas les profilés auto-ancrants ne sont plus disposés sur la surface supérieure de l'élément en béton mais sur l'une ou plusieurs de leurs faces latérales.
  • Les profilés métalliques de ce type existant dans l'état de la technique sont constitués d'éléments longitudinaux possédant une section transversale en U à l'intérieur duquel est disposé un élément de remplissage, classiquement du polystyrène, et auxquels sont soudés des pattes d'accrochage destinées à être ancrées profondément dans le béton de façon à assurer le positionnement du profilé. Ces pattes d'accrochage sont toujours de grande taille et réparties par paires le long de l'élément longitudinal selon un espacement important de l'ordre de 80 cm.
  • Ce type de profilé présente de nombreux inconvénients tant sur le plan technique que sur le plan de leur utilisation ou encore sur le plan économique. En effet, les pattes d'accrochage rapportées aux éléments longitudinaux permettent une bonne résistance à l'arrachement des éléments de couverture auxquels elles sont solidarisées uniquement dans la partie de l'élément longitudinal où elles sont soudées. Par contre, les parties de l'élément longitudinal qui sont éloignées des pattes d'accrochage répondent de façon inadéquate à la fonction qui leur est demandée. De plus lors de l'utilisation de ces profilés métalliques, l'incorporation dans les poutres en béton peut conduire à l'obtention de profilés dont l'extrémité, après coupe, se situe loin de la patte d'accrochage. Si l'on ne rajoute pas une telle patte au niveau de l'embout le profilé risque d'être arraché.
  • Ce manquement peut avoir des conséquences très graves lors de la réalisation de chantier ou après la réalisation de ceux-ci en provoquant une mauvaise solidarisation des éléments de couverture aux poutres.
  • Cette dernière étape augmente encore le coût déjà élevé des profilés. Le but de la présente invention est de proposer un profilé métallique auto-ancrant ne présentant pas les inconvénients de ceux de l'état de la technique et présentant en outre de multiples avantages.
  • Le profilé métallique auto-ancrant selon l'invention permet un ancrage continu dans la poutre-béton, grâce à sa forme. Il permet d'obtenir une résistance à l'arrachement linéairement répartie sur toute la longueur de l'élément longitudinal et ainsi d'engendrer une solidarisation fiable quel que soit l'endroit de la fixation mise en place à la pose sur chantier. Il permet donc de supprimer le comportement médiocre à l'arrachement existant dans les zones intermédiaires entre les pattes d'accrochage des profilés de l'art antérieur.
  • Ce nouveau profilé permet également une reprise d'efforts jusqu'à l'extrémité de la barre alors que dans le cas d'un ancrage discontinu avec pattes, l'extrémité du profilé peut être démuni de moyens d'ancrage.
  • Selon l'invention, le profilé métallique auto-ancrant permettant la fixation d'éléments de recouvrement tels qu'une couverture sur un élément en béton tel qu'une poutre est constitué d'un élément longitudinal de section transversale en U délimitant un plat et deux bords latéraux et d'un élément de remplissage disposé à l'intérieur dudit élément longitudinal. L'invention est caractérisée en ce que d'une part, les bords latéraux définissent extérieurement avec la verticale un angle d'écartement compris entre 5 et 15° et en ce que d'autre part les bords latéraux sont munis de moyens mécaniques d'ancrage constitués dans le matériau même des bords latéraux et régulièrement espacés les uns des autres selon une distance d'au plus 25cm.
  • Ces profilés permettent une réduction très importante des coûts de fabrication essentiellement dûe au fait qu'ils ne comportent pas d'éléments rapportés par soudure ou par tout autre moyen.
  • Lors de la réalisation des profilés selon l'invention, il est possible d'utiliser une machine à galets classiquement mise en oeuvre pour mettre en forme les éléments longitudinaux. Ce type de machine à galets, à partir d'un feuillard, permet de conférer à celui-ci une forme en U dont les bords latéraux définissent avec la verticale un angle compris entre 5 et 15°. De légères modifications de ces machines à galets permettent d'obtenir facilement les moyens mécaniques d'ancrage par déformation du métal.
  • Les moyens mécaniques d'ancrage dont est pourvu l'élément longitudinal sont régulièrement espacés les uns des autres. Selon le type de béton utilisé pour former la poutre et également selon la nature des éléments de recouvrement, ces moyens mécaniques d'ancrage peuvent être régulièrement espacés selon des distances variables toujours inférieures à 25cm.
  • Selon une variante de l'invention les moyens mécaniques d'ancrage sont distribués sur chacun des bords latéraux de l'élément longitudinal de façon à se trouver face à face. Selon une autre réalisation, les moyens mécaniques d'ancrage sont distribués de façon à se trouver en quinconce.
  • Les moyens mécaniques d'ancrage formés à partir du matériau même constituant les bords latéraux de l'élément longitudinal peuvent prendre différentes formes. Ainsi on pourra utiliser en tant que moyens mécaniques d'ancrage des trous de forme circulaire ou oblongue.
  • Une autre variante consiste à utiliser des moyens d'ancrage se présentant sous la forme de creux.
  • Une variante préférentielle consiste à utiliser des moyens d'ancrage se présentant sous la forme de bossages.
  • Une autre variante intéressante consiste à former sur les bords latéraux de l'élément longitudinal des moyens mécaniques d'ancrage se présentant sous forme de crevés, c'est à dire sous la forme d'entailles dépassant à l'extérieur de la pièce.
  • La régularité selon laquelle les moyens d'ancrage sont positionnés sur les bords latéraux de l'élément longitudinal permet d'obtenir un ancrage performant, notamment à l'extrémité du profilé après coupe lorsque celui-ci est solidarisé dans la poutre en béton.
  • Afin d'assurer l'alignement et la continuité de la face d'appui supérieure des poutres nécessaires à la bonne mise en oeuvre de la couverture, les extrémités des éléments longitudinaux sont préférentiellement munis d'emboitements constitués par une patte d'emboitement prolongeant le plat de l'élément longitudinal sur une moitié de la largeur de celui-ci et d'une patte d'encliquetage prologeant l'un des bords latéraux en retrait intérieur de celui-ci. Ce type d'emboitement ne possède pas d'orientation particulière et permet de raccorder très facilement les profilés les uns aux autres.
  • L'invention concerne également un élément en béton muni d'un profilé auto-ancrant sur l'une de ses surfaces, ce profilé étant incorporé dans le béton de façon à assurer un dépassement de 5 à 10mm de la face supérieure de l'élément longitudinal. Ce dépassement est obtenu grâce à des repères d'enrobage disposés sur les bords latéraux de l'élément longitudinal.
  • L'invention ainsi que les multiples avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après en référence aux dessins dans lesquels :
    • la figure 1 présente une vue en perspective d'un profilé auto-ancrant selon l'invention,
    • la figure 2 représente une vue en perspective d'un autre profilé selon l'invention,
    • la figure 3 représente une vue en coupe transversale sur bossages du profilé selon la figure 1,
    • la figure 4 présente le dispositif d'emboitement,
    • et la figure 5 représente le positionnement d'éléments de couverture sur une poutre munie d'un profilé, dans laquelle la poutre apparaît en filigranes.
  • Selon la figure 1, un profilé auto-ancrant est réalisé dans un acier possédant une limite d'élasticité minimale de 220N/mm2. Le profilé est constitué d'un élément longitudinal 1 en forme de U délimitant un plat 5 et deux bords latéraux 6,7 évasés et d'un élément de remplissage disposé à l'intérieur du profilé, non représenté sur la figure. Chacun des bords latéraux 6,7 est muni de moyens mécaniques d'ancrage 2 constitués par des bossages 3. Ces bossages 3 sont régulièrement répartis sur chacun des bords latéraux 6, 7 de façon à se trouver face à face. La distance entre chaque bossage délimite des entraxes de 50mm. Les bossages 3 sont situés dans la partie inférieure des bords latéraux dont la hauteur est de 34mm. La hauteur de ces bossages est de 10mm. La longueur de l'élément 1 est de six mètres.
  • La figure 2 représente une autre réalisation du profilé auto-ancrant selon l'invention dont les moyens mécaniques d'ancrage sont constitués par des crevés 4. Ces crevés sont disposés sur les bords latéraux 6,7 de façon à se présenter en quinconce. La distance entre chaque crevé est telle qu'elle permet de délimiter des entraxes de 50mm.
  • La figure 3 représente une vue en coupe d'un profilé auto-ancrant selon la figure 1. Le profilé auto-ancrant est constitué de l'élément longitudinal 1 conformé de façon à présenter une section transversale en U définissant un plat 5 et des bords latéraux 6,7. A l'intérieur de cet élément 1 est disposé un élément de remplissage 10 constitué par du polystyrène et destiné à permettre le dégagement pouur la fixation de la vis auto-taraudeuse utilisée lors de la solidarisation de l'élément de couverture sur la poutre. L'épaisseur du matériau métallique constituant l'élément longitudinal 1 est de 3mm. Le plat 5 possède une largeur de 60mm et les bords latéraux 6,7 une hauteur de 34mm. Ces bords latéraux 6,7 définissent avec la verticale un angle de 6° dans leurs parties supérieures.
  • Selon la figure 4, deux extrémités d'éléments longitudinaux 1 sont munis d'un emboitement non orientable permettant de mettre bout à bout les profilés. Ces emboitements sont constitués chacun par une patte d'emboitement 11 prolongeant le plat 5 de l'élément longitudinal 1 sur une moitié de la largeur de celui-ci et par ailleurs d'une patte d'encliquetage 12 prolongeant l'un des bords latéraux 6,7 en retrait intérieur de celui-ci.
  • Selon la figure 5, un profilé auto-ancrant selon l'invention est ancré sur une poutre en béton 13. Le profilé est constitué d'un élément longitudinal 1 possédant un élément de remplissage non représenté sur la figure. La poutre 13 est figurée en filigranes de façon à faire apparaître les éléments constitutifs du profilé. L'élément longitudinal 1 correspond à celui représenté à la figure 2 et est muni de moyens auto-ancrants 2 constitués par des crevés 4. Le profilé selon l'invention est incorporé dans la poutre en béton. Cette incorporation peut avoir lieu en usine de préfabrication béton, principalement sur la face supérieure des poutres en béton précontraint de diverses sections : rectangulaires, T, I. Le positionnement du profilé dans le coffrage peut se faire avant ou après le coulage du béton de la poutre. Dans le présent exemple de réalisation non-limitatif de l'invention, le profilé est fixé dans le béton frais après coulage de la poutre. Le profilé est incorporé dans la surface supérieure 14 de la poutre 13 de façon à ce qu'un dépassement de 5 à 10mm de la face supérieure du profilé par rapport à la surface 14 de la poutre en béton soit assurée grâce à des repères d'enrobage 17 l'enrobage sur les bords latéraux 6,7 ; ces repères sont matérialisés par un marquage continu obtenu lors le la conformation du profilé.
  • Les moyens mécaniques d'ancrage constitués par les crevés 4 permettent un ancrage très performant du profilé dans la poutre et la fixation des éléments de couverture 15 grâce à des vis-autotaraudeuses 16 conduit à des résistances à l'arrachement très élevées.

Claims (10)

1) Profilé auto-ancrant permettant la fixation d'éléments de recouvrement tels qu'une couverture (15) sur un élément en béton tel qu'une poutre (13) constitué d'un élément longitudinal (1) de section transversale en U délimitant un plat (5) et deux bords latéraux (6,7) et d'un élément de remplissage (10) déposé à l'intérieur dudit élément longitudinal (1), les bords latéraux (6,7) étant écartés vers l'extérieur et munis de moyens mécaniques d'ancrage (2) constitués dans le matériau même des bords latéraux (6,7), caractérisé en ce que d'une part, lesdits bords latéraux (6,7) définissent extérieurement avec la verticale un angle d'écartement compris entre 5° et 15° et en ce que d'autre part, lesdits moyens mécaniques d'ancrage (2) sont régulièrement espacés les uns des autres selon une distance d'au plus 25 cm.
2) Profilé auto-ancrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens mécaniques d'ancrage (2) sont distribués sur chacun des bords latéraux (6,7) de façon à se trouver face à face.
3) Profilé auto-ancrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens mécaniques d'ancrage (2) sont distribués sur chacun des bords latéraux (6,7) de façon à se trouver en quinconce.
4) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (2) sont constitués par des trous circulaires ou oblongs.
5) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (2) sont constitués par des creux.
6) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (2) sont constitués par des bossages (3).
7) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (2) sont constitués par des crevés (4).
8) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément longitudinal (1) est terminé en chacune de ses extrémités par un emboîtement constitué par une patte d'emboîtement (11) prolongeant le plat (5) sur une moitié de la largeur de celui-ci et d'une patte d'encliquetage (12) prolongeant l'un des bords latéraux (6,7) en retrait intérieur de celui-ci.
9) Profilé auto-ancrant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément longitudinal (1) est muni de repères d'enrobage (17) disposés sur ses bords latéraux (6,7).
10) Elément en béton muni sur l'une de ses faces d'un profilé auto-ancrant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé est incorporé dans l'élément en béton (13) de façon à assurer une zone de dépassement (17) de l'élément longitudinal (1) comprise entre 5 et 10 mm grâce aux repères d'enrobage (17).
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