JPH0752903Y2 - 免震構造物におけるフェイルセーフ装置 - Google Patents
免震構造物におけるフェイルセーフ装置Info
- Publication number
- JPH0752903Y2 JPH0752903Y2 JP1989009772U JP977289U JPH0752903Y2 JP H0752903 Y2 JPH0752903 Y2 JP H0752903Y2 JP 1989009772 U JP1989009772 U JP 1989009772U JP 977289 U JP977289 U JP 977289U JP H0752903 Y2 JPH0752903 Y2 JP H0752903Y2
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- JP
- Japan
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- laminated rubber
- fail
- rubber
- seismic isolation
- safe device
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Description
【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、構造物とその基礎部との間に積層ゴムを配
置してなる免震構造物におけるフェイルセーフ装置に関
する。
置してなる免震構造物におけるフェイルセーフ装置に関
する。
「従来技術およびその課題」 近年、免震構造システムは事務所ビル、マンション、独
身寮などに実際に採用されるケースが増えてきている。
それらの免震構造システムは一般に良く知られているよ
うに、水平剛性の非常に小さい積層ゴムを用いて、建物
の固有周期を伸ばし、大きな加速度が建物に伝わらない
ようにしている。さらには、上記積層ゴムに粘性ダンパ
ー、鋼材ダンパー、鉛ダンパーや摩擦ダンパーなどのエ
ネルギー吸収装置を組み合わせて、中小から大地震の範
囲に至るまで建物の加速度応答が小さくなるように工夫
されている。また、積層ゴム自体に減衰性能を有する高
減衰積層ゴムを用いているものも見られる。
身寮などに実際に採用されるケースが増えてきている。
それらの免震構造システムは一般に良く知られているよ
うに、水平剛性の非常に小さい積層ゴムを用いて、建物
の固有周期を伸ばし、大きな加速度が建物に伝わらない
ようにしている。さらには、上記積層ゴムに粘性ダンパ
ー、鋼材ダンパー、鉛ダンパーや摩擦ダンパーなどのエ
ネルギー吸収装置を組み合わせて、中小から大地震の範
囲に至るまで建物の加速度応答が小さくなるように工夫
されている。また、積層ゴム自体に減衰性能を有する高
減衰積層ゴムを用いているものも見られる。
このように免震建物は従来の建物に比べて地震時の応答
が非常に小さくなるが、逆に免震装置部分の相対変形は
大きくなる傾向がある。特に、やや長周期成分の大きな
地震動に対しては応答変位も大きくなることが知られて
いる。免震建物の設計では、建物の耐用年月の間に来る
可能性のある大きな地震に対して、免震システムの応答
変位が許容変形に比べて十分余裕があるように設計され
ている。
が非常に小さくなるが、逆に免震装置部分の相対変形は
大きくなる傾向がある。特に、やや長周期成分の大きな
地震動に対しては応答変位も大きくなることが知られて
いる。免震建物の設計では、建物の耐用年月の間に来る
可能性のある大きな地震に対して、免震システムの応答
変位が許容変形に比べて十分余裕があるように設計され
ている。
一方、原子力施設などの特に重要な施設に免震システム
を適用していく場合、想定される破壊的地震に対しても
その安全機能を維持することが要求される。したがっ
て、やや長周期地震動の研究成果が十分に蓄積されるま
では、免震部の万一の共振に備えて、過大変形を確実に
抑制し、かつ上部構造物および内部の設備機器に過大な
加速度入力を与えないようなフェイルセーフ装置の開発
が必要と考えられている。
を適用していく場合、想定される破壊的地震に対しても
その安全機能を維持することが要求される。したがっ
て、やや長周期地震動の研究成果が十分に蓄積されるま
では、免震部の万一の共振に備えて、過大変形を確実に
抑制し、かつ上部構造物および内部の設備機器に過大な
加速度入力を与えないようなフェイルセーフ装置の開発
が必要と考えられている。
この考案は、このような背景および観点に鑑みてなされ
たもので、免震構造物の過大な変形を制御することので
きる免震構造物におけるフェイルセーフ装置を提供する
ことを目的としている。
たもので、免震構造物の過大な変形を制御することので
きる免震構造物におけるフェイルセーフ装置を提供する
ことを目的としている。
「課題を解決するための手段」 この考案に係る免震構造物のフェイルセーフ装置は、基
礎部とその上部構造物との間に積層ゴムを配置してなる
免震構造物の前記基礎部に、前記積層ゴムを囲んでその
過大変形を拘束するストッパー部を設置してなり、該ス
トッパー部は、前記基礎部に固定されて前記積層ゴムを
囲繞する剛性を有する筒状の保持装置と、その保持装置
内の上部に取り付けられたリング状の弾性体から構成さ
れ、前記積層ゴムの上部には該積層ゴムが前記ストッパ
ー部に対して水平方向に所定の相対変位を生じた際に前
記弾性体に当接し得るフランジが形成されてなることを
特徴とするものである。
礎部とその上部構造物との間に積層ゴムを配置してなる
免震構造物の前記基礎部に、前記積層ゴムを囲んでその
過大変形を拘束するストッパー部を設置してなり、該ス
トッパー部は、前記基礎部に固定されて前記積層ゴムを
囲繞する剛性を有する筒状の保持装置と、その保持装置
内の上部に取り付けられたリング状の弾性体から構成さ
れ、前記積層ゴムの上部には該積層ゴムが前記ストッパ
ー部に対して水平方向に所定の相対変位を生じた際に前
記弾性体に当接し得るフランジが形成されてなることを
特徴とするものである。
「作用」 この考案に係るフェイルセーフ装置によれば、免震構造
物の基礎部に積層ゴムの周囲を囲んでその過大変形を拘
束するストッパー部を設置することで、例えば、通常の
設計用地震以上の大規模な地震が来た場合や、やや長周
期地震動によって免震装置（積層ゴム）が共振した場合
に、積層ゴムの加速度応答変位がある設定した変形を越
えると、積層ゴムの上部に設けられているフランジが弾
性体に当接してそれ以上の変形が抑制されるので、積層
ゴムが壊れるような大きな変形が起こらず、これにより
上部構造物の過大な変形が抑制される。
物の基礎部に積層ゴムの周囲を囲んでその過大変形を拘
束するストッパー部を設置することで、例えば、通常の
設計用地震以上の大規模な地震が来た場合や、やや長周
期地震動によって免震装置（積層ゴム）が共振した場合
に、積層ゴムの加速度応答変位がある設定した変形を越
えると、積層ゴムの上部に設けられているフランジが弾
性体に当接してそれ以上の変形が抑制されるので、積層
ゴムが壊れるような大きな変形が起こらず、これにより
上部構造物の過大な変形が抑制される。
「実施例」 以下、この考案の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図はこの考案に係るフェイルセーフ装置の構成、第
２図はフェイルセーフ装置を適用した免震構造モデルの
概要をそれぞれを示している。
２図はフェイルセーフ装置を適用した免震構造モデルの
概要をそれぞれを示している。
免震構造モデルＭは、第２図に示すように、スラブ面１
上に設置固定された基礎部２と、その上部構造物３と、
これら基礎部２と上部構造物３との間に配置された高減
衰積層ゴム（以下、積層ゴムと称す）４とから構成され
ている。上部構造物３は、第３図に示すように１層１ス
パンの正方鉄骨ラーメン構造を形成している。積層ゴム
４は、上部構造物の四隅部と基礎部２との間に配置さ
れ、積層ゴム取付金具５を介してその下面に一体に取り
付けられている。
上に設置固定された基礎部２と、その上部構造物３と、
これら基礎部２と上部構造物３との間に配置された高減
衰積層ゴム（以下、積層ゴムと称す）４とから構成され
ている。上部構造物３は、第３図に示すように１層１ス
パンの正方鉄骨ラーメン構造を形成している。積層ゴム
４は、上部構造物の四隅部と基礎部２との間に配置さ
れ、積層ゴム取付金具５を介してその下面に一体に取り
付けられている。
このような免震構造モデルＭには、各基礎部２の上面
に、前記積層ゴム４の周囲を囲むリング状のストッパー
部（フェイルセーフ装置）６がそれぞれ設置固定されて
いる。
に、前記積層ゴム４の周囲を囲むリング状のストッパー
部（フェイルセーフ装置）６がそれぞれ設置固定されて
いる。
このストッパー部６は、本考案の特徴をなすもので、基
礎部２の上面に一体に固定された円筒状の保持装置７
と、この保持装置７の内面に貼付されて前記積層ゴム４
の周囲を所定間隔でもって覆うリング状の弾性ゴム（弾
性体）８とから構成されている。保持装置７は、第４図
に示すように、内面に弾性ゴム８を貼付けた円筒部7a
と、この円筒部7aの外周下端に設けられて前記基礎部２
上面にボルト締めされた鍔部7bと、補強板7cとから構成
されており、全体として左右に２分割されている。ま
た、弾性ゴム８は、たとえば天然ゴム、クロロプレンゴ
ムスポンジ等やこれらの組み合わせをリング状に一体成
形したものであり、全体として前記フェイルセーフ装置
６はハードニングタイプの復元力特性を持つ。
礎部２の上面に一体に固定された円筒状の保持装置７
と、この保持装置７の内面に貼付されて前記積層ゴム４
の周囲を所定間隔でもって覆うリング状の弾性ゴム（弾
性体）８とから構成されている。保持装置７は、第４図
に示すように、内面に弾性ゴム８を貼付けた円筒部7a
と、この円筒部7aの外周下端に設けられて前記基礎部２
上面にボルト締めされた鍔部7bと、補強板7cとから構成
されており、全体として左右に２分割されている。ま
た、弾性ゴム８は、たとえば天然ゴム、クロロプレンゴ
ムスポンジ等やこれらの組み合わせをリング状に一体成
形したものであり、全体として前記フェイルセーフ装置
６はハードニングタイプの復元力特性を持つ。
第５図および第６図は上記構成のフェイルセーフ装置
（ストッパー部）６に設定した復元力特性を示してい
る。それぞれの図は中小〜大地震の場合、巨大地震の場
合である。
（ストッパー部）６に設定した復元力特性を示してい
る。それぞれの図は中小〜大地震の場合、巨大地震の場
合である。
フェイルセーフ装置６の復元力特性を設定するにあたっ
てはその条件を次のように設定した。積層ゴム４の水平
方向への応答変位を積層ゴム４の許容変位以下に抑える
ことを目標とした。従って、フェイルセーフ装置６が効
き始める位置（すなわち積層ゴム４のフランジ4aが弾性
ゴム８に当接する位置）Ａは、積層ゴム４の相対変位が
許容変位の約60％となる位置に設定した。フェイルセー
フ装置６の剛性はハードニングタイプのもので変形が進
むにつれて剛性がなめらかに大きくなっていき、過大な
変形を制御する。
てはその条件を次のように設定した。積層ゴム４の水平
方向への応答変位を積層ゴム４の許容変位以下に抑える
ことを目標とした。従って、フェイルセーフ装置６が効
き始める位置（すなわち積層ゴム４のフランジ4aが弾性
ゴム８に当接する位置）Ａは、積層ゴム４の相対変位が
許容変位の約60％となる位置に設定した。フェイルセー
フ装置６の剛性はハードニングタイプのもので変形が進
むにつれて剛性がなめらかに大きくなっていき、過大な
変形を制御する。
以上のように条件を設定したフェイルセーフ装置６にお
いては、中小地震や大地震時（第５図参照）では、積層
ゴム４の応答変位は設定位置Ａ以内に制御され、巨大地
震等（第６図参照）には積層ゴム４の応答変位が設定位
置Ａを越えようとして、フェイルセーフ装置６が効き始
め、積層ゴム４の応答変位は許容変位位置Ｂ以内に制御
される。
いては、中小地震や大地震時（第５図参照）では、積層
ゴム４の応答変位は設定位置Ａ以内に制御され、巨大地
震等（第６図参照）には積層ゴム４の応答変位が設定位
置Ａを越えようとして、フェイルセーフ装置６が効き始
め、積層ゴム４の応答変位は許容変位位置Ｂ以内に制御
される。
これにより、通常の設計用地震以上の大規模な地震が来
た場合や、やや長周期地震等によって積層ゴム４を含む
免震装置が共振した場合にも、免震装置が壊れるような
積層ゴム４の大きな変形を起こさせない。また、過大な
変形を抑制するため、上部構造物３および内部の設備機
器に加速度が加わることになるが、剛性がなめらかなハ
ードニングタイプのストッパーであるため、この加速度
で上部構造物３および内部の設備機器が壊れることはな
い。
た場合や、やや長周期地震等によって積層ゴム４を含む
免震装置が共振した場合にも、免震装置が壊れるような
積層ゴム４の大きな変形を起こさせない。また、過大な
変形を抑制するため、上部構造物３および内部の設備機
器に加速度が加わることになるが、剛性がなめらかなハ
ードニングタイプのストッパーであるため、この加速度
で上部構造物３および内部の設備機器が壊れることはな
い。
ところで、本出願人らは、このようなフェイルセーフ装
置の復元力特性が弾性ゴム８の剛性によって大きく影響
される点を考慮し、予め数種類のゴムを用いて静的加力
によって特性把握試験を行い、ゴム材料の選定を行っ
た。
置の復元力特性が弾性ゴム８の剛性によって大きく影響
される点を考慮し、予め数種類のゴムを用いて静的加力
によって特性把握試験を行い、ゴム材料の選定を行っ
た。
第７図および第８図はフェイルセーフ装置特性試験（静
的加力試験）の概要を示している。この試験において
は、基台10上に設置した半円筒状の保持装置11の内面に
試験体（弾性ゴム）12を配置し、把持装置13の下端に把
持された押圧片（先端が積層ゴム４のフランジ径と同一
径となるように湾曲されている）14を下方へ移動させて
試験体12に所定の静的荷重Ｐを加えることによって、試
験体12の特性を調べた。試験体12として使用したゴム材
料は以下の５種類で異種材料を積層して用いるケースも
合わせ、全部で10数種類の試験体によって実験を行っ
た。
的加力試験）の概要を示している。この試験において
は、基台10上に設置した半円筒状の保持装置11の内面に
試験体（弾性ゴム）12を配置し、把持装置13の下端に把
持された押圧片（先端が積層ゴム４のフランジ径と同一
径となるように湾曲されている）14を下方へ移動させて
試験体12に所定の静的荷重Ｐを加えることによって、試
験体12の特性を調べた。試験体12として使用したゴム材
料は以下の５種類で異種材料を積層して用いるケースも
合わせ、全部で10数種類の試験体によって実験を行っ
た。
シリコンゴム （Ｅ＝3kg/cm2） シリコンゴム （Ｅ＝10kg/cm2） クロロプレンゴムスポンジ （硬さ20） クロロプレンゴムスポンジ （硬さ40） 天然ゴム （硬さ40） 実験の結果、第９図に示すように天然ゴム（硬さ40）20
とクロロプレンゴムスポンジ（硬さ20）21とで組合せた
試験体12がこの場合弾性ゴム８の材料として最適である
ことが判明した。第10図にその組合せによる弾性ゴム８
の復元力特性曲線を示す。弾性ゴム８に負荷を与えるに
したがって復元力特性曲線がフェイルセーフの効き始め
（A1）から積層ゴム８の許容変位（B1）に至るまでねら
いの特性曲線K0どおりにほぼ一致し、許容変位（B1）を
過ぎると弾性ゴム８にはそれ以上の変位がほとんど生じ
ないことがわかる。なお、弾性ゴム８を多層構造として
剛性の違うゴムを重ねることで、復元力特性曲線を微妙
に調整することもできる。
とクロロプレンゴムスポンジ（硬さ20）21とで組合せた
試験体12がこの場合弾性ゴム８の材料として最適である
ことが判明した。第10図にその組合せによる弾性ゴム８
の復元力特性曲線を示す。弾性ゴム８に負荷を与えるに
したがって復元力特性曲線がフェイルセーフの効き始め
（A1）から積層ゴム８の許容変位（B1）に至るまでねら
いの特性曲線K0どおりにほぼ一致し、許容変位（B1）を
過ぎると弾性ゴム８にはそれ以上の変位がほとんど生じ
ないことがわかる。なお、弾性ゴム８を多層構造として
剛性の違うゴムを重ねることで、復元力特性曲線を微妙
に調整することもできる。
なお、この実施例は免震構造モデルＭへの適用であるた
め、積層ゴム４すべてにストッパー部（フェイルセーフ
装置）６を取り付けたが、実際の免震構造物に適用する
場合には、積層ゴム４の数が大きくなれば、その全てに
つける必要はなく、構造物にねじれを生じさせないよう
分散して取り付けるようにしても十分な効果が得られ
る。また、ストッパーとしての弾性ゴム８の材料も、そ
の特性に応じて適宜選択すれば良い。
め、積層ゴム４すべてにストッパー部（フェイルセーフ
装置）６を取り付けたが、実際の免震構造物に適用する
場合には、積層ゴム４の数が大きくなれば、その全てに
つける必要はなく、構造物にねじれを生じさせないよう
分散して取り付けるようにしても十分な効果が得られ
る。また、ストッパーとしての弾性ゴム８の材料も、そ
の特性に応じて適宜選択すれば良い。
「考案の効果」 以上詳細に説明したように、この考案によれば基礎部と
その上部構造物との間に積層ゴムを配置してなる免震構
造物の前記基礎部に、積層ゴムの過大変形を拘束するス
トッパー部を設けるとともに、そのストッパー部を剛性
を有する筒状の保持装置内にリング状の弾性体を設けた
構成として、積層ゴムが過大変形した際にはそのフラン
ジが弾性体に当接するようにしたから、万一通常の設計
用地震以上の大規模な地震が来た場合や、やや長周期地
震動によって積層ゴム等の免震部が共振した場合に、免
震部の過大な変形を確実に抑制することができ、かつ上
部構造物および内部の設備機器に過大な加速度が入力す
るのを防止することができる。
その上部構造物との間に積層ゴムを配置してなる免震構
造物の前記基礎部に、積層ゴムの過大変形を拘束するス
トッパー部を設けるとともに、そのストッパー部を剛性
を有する筒状の保持装置内にリング状の弾性体を設けた
構成として、積層ゴムが過大変形した際にはそのフラン
ジが弾性体に当接するようにしたから、万一通常の設計
用地震以上の大規模な地震が来た場合や、やや長周期地
震動によって積層ゴム等の免震部が共振した場合に、免
震部の過大な変形を確実に抑制することができ、かつ上
部構造物および内部の設備機器に過大な加速度が入力す
るのを防止することができる。
第１図は第２図における円Ｉ内の拡大図、第２図はフェ
イルセーフ装置を適用した免震構造モデルの概要図、第
３図は免震構造モデルの平面図、第４図はストッパー部
の平面図、第５図（イ）（ロ）は中小〜大地震時におけ
るフェイルセーフ装置の作用図およびその復元力特性
図、第６図（イ）（ロ）は巨大地震時におけるフェイル
セーフ装置の作用図および復元力特性図、第７図（イ）
（ロ）はゴムの特性把握試験の概要を示す正面図および
側面図、第８図はゴム材料の復元力特性図、第９図は第
７図の試験において得られたゴム材料のフェイルセーフ
機構への適用例、第10図はその復元力特性図である。 ２……基礎部、３……上部構造物、４……積層ゴム、4a
……フランジ、６……ストッパー部（フェイルセーフ装
置）、７……保持装置、８……弾性ゴム（弾性体）。
イルセーフ装置を適用した免震構造モデルの概要図、第
３図は免震構造モデルの平面図、第４図はストッパー部
の平面図、第５図（イ）（ロ）は中小〜大地震時におけ
るフェイルセーフ装置の作用図およびその復元力特性
図、第６図（イ）（ロ）は巨大地震時におけるフェイル
セーフ装置の作用図および復元力特性図、第７図（イ）
（ロ）はゴムの特性把握試験の概要を示す正面図および
側面図、第８図はゴム材料の復元力特性図、第９図は第
７図の試験において得られたゴム材料のフェイルセーフ
機構への適用例、第10図はその復元力特性図である。 ２……基礎部、３……上部構造物、４……積層ゴム、4a
……フランジ、６……ストッパー部（フェイルセーフ装
置）、７……保持装置、８……弾性ゴム（弾性体）。
フロントページの続き (72)考案者 大平 満 東京都港区赤坂１丁目９番13号 動力炉・ 核燃料開発事業団本社内 (72)考案者 檜垣 茂雄 東京都港区赤坂１丁目９番13号 動力炉・ 核燃料開発事業団本社内 (72)考案者 小畑 益彦 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)考案者 新田 康男 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)考案者 太田 和也 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−146371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−125173（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−23506（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】基礎部とその上部構造物との間に積層ゴム
を配置してなる免震構造物の前記基礎部に、前記積層ゴ
ムを囲んでその過大変形を拘束するストッパー部を設置
してなり、該ストッパー部は、前記基礎部に固定されて
前記積層ゴムを囲繞する剛性を有する筒状の保持装置
と、その保持装置内の上部に取り付けられたリング状の
弾性体から構成され、前記積層ゴムの上部には該積層ゴ
ムが前記ストッパー部に対して水平方向に所定の相対変
位を生じた際に前記弾性体に当接し得るフランジが形成
されてなることを特徴とする免震構造物におけるフェイ
ルセーフ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989009772U JPH0752903Y2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 免震構造物におけるフェイルセーフ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989009772U JPH0752903Y2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 免震構造物におけるフェイルセーフ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101832U JPH02101832U (ja) | 1990-08-14 |
| JPH0752903Y2 true JPH0752903Y2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=31216812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989009772U Expired - Lifetime JPH0752903Y2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 免震構造物におけるフェイルセーフ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752903Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007009658A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd | 免震改修工法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2968260B1 (ja) * | 1998-06-23 | 1999-10-25 | 株式会社一条工務店 | 免震装置及びこの装置が設けられてなる軽重量構造物の免震構造 |
| JP5240341B2 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-07-17 | 株式会社大林組 | 免振装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62125173A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-06 | 鹿島建設株式会社 | 免震構造物のフエ−ルセ−フ装置 |
| JPS62146371A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-30 | 株式会社 新井組 | 免震装置 |
| JPH0520808Y2 (ja) * | 1987-08-01 | 1993-05-28 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1989009772U patent/JPH0752903Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007009658A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd | 免震改修工法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02101832U (ja) | 1990-08-14 |
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