JPH10331263A - 鋼管コンクリート部材の継手構造 - Google Patents
鋼管コンクリート部材の継手構造Info
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- JPH10331263A JPH10331263A JP14635497A JP14635497A JPH10331263A JP H10331263 A JPH10331263 A JP H10331263A JP 14635497 A JP14635497 A JP 14635497A JP 14635497 A JP14635497 A JP 14635497A JP H10331263 A JPH10331263 A JP H10331263A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタルタッチ接合による鋼管コンクリート部
材（ＣＦＴ）の継手構造を提供する。 【解決手段】 外側鋼管の中に内側鋼材を内蔵させ、内
側鋼材と外側鋼管との隙間にコンクリートを充填した鋼
管コンクリート部材の継手構造において、外側鋼管同士
の接合部と内側鋼材同士の接合部とを軸方向の上下にず
らして配置し、各々の接合部はメタルタッチ接合とす
る。
材（ＣＦＴ）の継手構造を提供する。 【解決手段】 外側鋼管の中に内側鋼材を内蔵させ、内
側鋼材と外側鋼管との隙間にコンクリートを充填した鋼
管コンクリート部材の継手構造において、外側鋼管同士
の接合部と内側鋼材同士の接合部とを軸方向の上下にず
らして配置し、各々の接合部はメタルタッチ接合とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、建物などにおい
て、必ず軸圧縮荷重が作用している中柱等に好適に使用
される、メタルタッチ接合による鋼管コンクリート部材
（ＣＦＴ）の継手構造に関する。
て、必ず軸圧縮荷重が作用している中柱等に好適に使用
される、メタルタッチ接合による鋼管コンクリート部材
（ＣＦＴ）の継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼管コンクリート部材（ＣＦＴ）
の継手構造としては、柱への大きな耐力と長い耐火時間
をもたせるために、鋼管コンクリート柱の梁の取付け位
置に継手として中空内筒管を鋼管に内蔵させた構造が公
知である（例えば、特開平５ー３１１７４６号公報に記
載のもの参照）。その他、鉄骨材の端部を中空外筒材の
中へ挿し込み、コンクリート等の充填材を充填して接合
する充填型接合構法（特公平８−１６３５６号公報参
照）も公知である。継手一般の接合手段は、主に溶接接
合、高力ボルト接合が行われている。そして、金属同士
を直接突き合わせて接合する、所謂メタルタッチ接合の
継手も公知である。
の継手構造としては、柱への大きな耐力と長い耐火時間
をもたせるために、鋼管コンクリート柱の梁の取付け位
置に継手として中空内筒管を鋼管に内蔵させた構造が公
知である（例えば、特開平５ー３１１７４６号公報に記
載のもの参照）。その他、鉄骨材の端部を中空外筒材の
中へ挿し込み、コンクリート等の充填材を充填して接合
する充填型接合構法（特公平８−１６３５６号公報参
照）も公知である。継手一般の接合手段は、主に溶接接
合、高力ボルト接合が行われている。そして、金属同士
を直接突き合わせて接合する、所謂メタルタッチ接合の
継手も公知である。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】近年、建物の高層化
により、建物の柱には大きな耐力と長い耐火時間が要求
されるようになっている。鋼管コンクリート構造（ＣＦ
Ｔ）は無耐火被覆で２時間耐火の認定を受けることが可
能である。高軸力に耐えうるＣＦＴ部材は３時間耐火を
要求されるような高層建築物に適している。ＣＦＴを適
用する場合、高層建築物の下層にのみ耐火被覆が必要と
なる場合がある。しかし、耐火被覆は、特に円形断面の
場合は躯体コストを押し上げる原因となるため、３時間
無耐火被覆のニーズが高く、それを実現するため様々な
補強法が模索されている。
により、建物の柱には大きな耐力と長い耐火時間が要求
されるようになっている。鋼管コンクリート構造（ＣＦ
Ｔ）は無耐火被覆で２時間耐火の認定を受けることが可
能である。高軸力に耐えうるＣＦＴ部材は３時間耐火を
要求されるような高層建築物に適している。ＣＦＴを適
用する場合、高層建築物の下層にのみ耐火被覆が必要と
なる場合がある。しかし、耐火被覆は、特に円形断面の
場合は躯体コストを押し上げる原因となるため、３時間
無耐火被覆のニーズが高く、それを実現するため様々な
補強法が模索されている。
【０００４】一方、鉄骨柱の継手は、その接合手段とし
ては、溶接接合、高力ボルト接合が主流である。しか
し、溶接接合の場合は、 施工現場での溶接となるため溶接欠陥が生ずる確率が
大きくなる。 天候により工期が左右される。 鉄骨コストに占める溶接接合のコストの割合が大きく
なる、 等々の欠点がある。一方、高力ボルト接合の場合は、鋼
管には適用が困難である。その上、鋼管コンクリート部
材に内蔵された鉄骨に関しては、溶接接合、高力ボルト
接合のいずれも施工が困難であることが問題視されてい
る。
ては、溶接接合、高力ボルト接合が主流である。しか
し、溶接接合の場合は、 施工現場での溶接となるため溶接欠陥が生ずる確率が
大きくなる。 天候により工期が左右される。 鉄骨コストに占める溶接接合のコストの割合が大きく
なる、 等々の欠点がある。一方、高力ボルト接合の場合は、鋼
管には適用が困難である。その上、鋼管コンクリート部
材に内蔵された鉄骨に関しては、溶接接合、高力ボルト
接合のいずれも施工が困難であることが問題視されてい
る。
【０００５】次に、上記特開平５ー３１１７４６号公報
に記載された継手構造の場合は、応力伝達機構が図１０
のようになる。要するに、接合部材３の断面積が柱２の
断面積よりも小さいため、軸力の大きい部位では、必要
以上に柱２の断面積が大きく必要となる。また、内側の
鉄骨（接合部材３）が柱２とは不連続であるため、大き
な曲げモーメントが作用すると、図１０中のＸ部位にコ
ンクリートの局部的な圧壊が生じる可能性が高くなる等
々の問題点がある。
に記載された継手構造の場合は、応力伝達機構が図１０
のようになる。要するに、接合部材３の断面積が柱２の
断面積よりも小さいため、軸力の大きい部位では、必要
以上に柱２の断面積が大きく必要となる。また、内側の
鉄骨（接合部材３）が柱２とは不連続であるため、大き
な曲げモーメントが作用すると、図１０中のＸ部位にコ
ンクリートの局部的な圧壊が生じる可能性が高くなる等
々の問題点がある。
【０００６】そこで本発明は、局部的な応力集中が発生
せず、耐圧性能が大きく、かつ耐火時間が長く、高層建
物に適用できる、安全性の高い鋼管コンクリート部材の
継手構造の提供を目的としている。
せず、耐圧性能が大きく、かつ耐火時間が長く、高層建
物に適用できる、安全性の高い鋼管コンクリート部材の
継手構造の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、請求項１に記載した発明に係る鋼管コ
ンクリート部材の継手構造は、外側鋼管の中に内側鋼材
を内蔵させ、内側鋼材と外側鋼管との隙間にコンクリー
トを充填した鋼管コンクリート部材の継手構造におい
て、外側鋼管同士の接合部と内側鋼材同士の接合部とを
軸方向の上下にずらして配置し、各々の接合部はメタル
タッチ接合としたことを特徴とする。
めの手段として、請求項１に記載した発明に係る鋼管コ
ンクリート部材の継手構造は、外側鋼管の中に内側鋼材
を内蔵させ、内側鋼材と外側鋼管との隙間にコンクリー
トを充填した鋼管コンクリート部材の継手構造におい
て、外側鋼管同士の接合部と内側鋼材同士の接合部とを
軸方向の上下にずらして配置し、各々の接合部はメタル
タッチ接合としたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載した内側鋼材の外周面であって、内側鋼材同士の接合
部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置までの間
にスタッドを配置したことを特徴とする。請求項３に記
載した発明は、請求項１に記載した内側鋼材の外周面で
あって、内側鋼材同士の接合部の近傍位置から外側鋼管
同士の接合部の位置までの間に凹凸を設けたことを特徴
とする。
載した内側鋼材の外周面であって、内側鋼材同士の接合
部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置までの間
にスタッドを配置したことを特徴とする。請求項３に記
載した発明は、請求項１に記載した内側鋼材の外周面で
あって、内側鋼材同士の接合部の近傍位置から外側鋼管
同士の接合部の位置までの間に凹凸を設けたことを特徴
とする。
【０００９】請求項４に記載した発明は、請求項１に記
載した内側鋼材の外周であって、少なくとも内側鋼材同
士の接合部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置
までの間にラップする長さの鉄骨ピースを軸方向に配置
したことを特徴とする。請求項５に記載した発明は、請
求項１に記載した内側鋼材の外周であって、内側鋼材同
士の接合部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置
までの間に摩擦抵抗の大きい塗料を塗布したことを特徴
とする。
載した内側鋼材の外周であって、少なくとも内側鋼材同
士の接合部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置
までの間にラップする長さの鉄骨ピースを軸方向に配置
したことを特徴とする。請求項５に記載した発明は、請
求項１に記載した内側鋼材の外周であって、内側鋼材同
士の接合部の近傍位置から外側鋼管同士の接合部の位置
までの間に摩擦抵抗の大きい塗料を塗布したことを特徴
とする。
【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか一に記載した内側鋼材は鋼管であり、該内側鋼管
の内部にもコンクリートが充填されていることを特徴と
する。
ずれか一に記載した内側鋼材は鋼管であり、該内側鋼管
の内部にもコンクリートが充填されていることを特徴と
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図示した本発明の鋼管コンクリー
ト部材１は、外側鋼管２の内部に内側鋼管３が内蔵され
ており、前記内側鋼管３の内部及び該内側鋼管３と外側
鋼管２との隙間Ｆにコンクリート４が充填されている
（図３、図４）。但し、コンクリート４を充填する時期
及び方法は、当該鋼管コンクリート部材１を建物の所定
位置に建方を行った後、上方からの落とし込み、又は下
方からコンクリートポンプ車による圧入方式で行われ
る。なお、前記内側鋼管３には、図３のような円筒形の
鋼管のほか、図４のような断面Ｈ形の形鋼３′が使用さ
れる場合がある。前記外側鋼管２の外径は一般的に８０
０ｍｍ前後の大きさとされる。
ト部材１は、外側鋼管２の内部に内側鋼管３が内蔵され
ており、前記内側鋼管３の内部及び該内側鋼管３と外側
鋼管２との隙間Ｆにコンクリート４が充填されている
（図３、図４）。但し、コンクリート４を充填する時期
及び方法は、当該鋼管コンクリート部材１を建物の所定
位置に建方を行った後、上方からの落とし込み、又は下
方からコンクリートポンプ車による圧入方式で行われ
る。なお、前記内側鋼管３には、図３のような円筒形の
鋼管のほか、図４のような断面Ｈ形の形鋼３′が使用さ
れる場合がある。前記外側鋼管２の外径は一般的に８０
０ｍｍ前後の大きさとされる。
【００１２】本発明の継手構造は、図１のように、外側
鋼管２同士の接合部２１と、内側鋼管３同士の接合部３
１とが軸方向の上下に所定の距離Ｌだけずらして配置さ
れ、しかも前記内側鋼管２同士及び外側鋼管３同士の接
合部２１、３１は各々溶接をしないメタルタッチ接合と
されていることが特徴である。前記の距離Ｌは、内側鋼
管３の外径をＤとするとき、２Ｄ前後の大きさとするの
が通例である。
鋼管２同士の接合部２１と、内側鋼管３同士の接合部３
１とが軸方向の上下に所定の距離Ｌだけずらして配置さ
れ、しかも前記内側鋼管２同士及び外側鋼管３同士の接
合部２１、３１は各々溶接をしないメタルタッチ接合と
されていることが特徴である。前記の距離Ｌは、内側鋼
管３の外径をＤとするとき、２Ｄ前後の大きさとするの
が通例である。
【００１３】内側鋼管３の接合部３１は、図２に示した
ようにメタルタッチ接合により軸力Ｎ、曲げモーメント
Ｍの伝達を行う。剪断力の伝達は、前記の距離Ｌだけ二
つの接合部２１と３１を段違い状に構成したことに基づ
き外側鋼管２とコンクリート４との間で行う。応力の伝
達は、内側鋼管３のコンクリート支圧応力と、メタルタ
ッチ接合部２１、３１の支圧応力と、外側鋼管２のメタ
ルタッチ領域の圧縮反力とにより伝達される。図２は前
記の応力伝達機構を示したもので、図中のＡはコンクリ
ート支圧応力を示し、Ｂはコンクリート圧縮反力を示
し、Ｃは内側鋼管３のメタルタッチ接合部の圧縮反力を
示している。
ようにメタルタッチ接合により軸力Ｎ、曲げモーメント
Ｍの伝達を行う。剪断力の伝達は、前記の距離Ｌだけ二
つの接合部２１と３１を段違い状に構成したことに基づ
き外側鋼管２とコンクリート４との間で行う。応力の伝
達は、内側鋼管３のコンクリート支圧応力と、メタルタ
ッチ接合部２１、３１の支圧応力と、外側鋼管２のメタ
ルタッチ領域の圧縮反力とにより伝達される。図２は前
記の応力伝達機構を示したもので、図中のＡはコンクリ
ート支圧応力を示し、Ｂはコンクリート圧縮反力を示
し、Ｃは内側鋼管３のメタルタッチ接合部の圧縮反力を
示している。
【００１４】なお、継手構造における伝達応力が過大と
なるときには、図１に示した反曲点Ｐの近傍位置に、外
側鋼管２の接合部２１及び内側鋼管３の接合部３１が位
置する構成として対処する。次に、図５に示した実施例
は、内側鋼管３の外周面であって、内側鋼管３同士の接
合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の接合部２１ま
での間の範囲にスタッド６１が配置された構成を示して
いる。鋼管コンクリート部材を組み立て、隙間Ｆにコン
クリート４を充填した場合に、内側鋼管３と外側鋼管２
との接合部位の応力伝達を補強するためである。
なるときには、図１に示した反曲点Ｐの近傍位置に、外
側鋼管２の接合部２１及び内側鋼管３の接合部３１が位
置する構成として対処する。次に、図５に示した実施例
は、内側鋼管３の外周面であって、内側鋼管３同士の接
合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の接合部２１ま
での間の範囲にスタッド６１が配置された構成を示して
いる。鋼管コンクリート部材を組み立て、隙間Ｆにコン
クリート４を充填した場合に、内側鋼管３と外側鋼管２
との接合部位の応力伝達を補強するためである。
【００１５】図６に示した実施例は、内側鋼管３の外周
面であって、内側鋼管３同士の接合部３１の近傍位置か
ら外側鋼管２同士の接合部２１までの間の範囲に凹凸６
２を設けた構成を示している。図７と図８に示した実施
例は、内側鋼管３の外周面であって、少なくとも内側鋼
管３同士の接合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の
接合部２１まで間の範囲にラップするように、前記範囲
よりも少し長い鉄骨ピース６３が軸方向に複数本、鋼管
の円周を等分したピッチで配置された構成を示してい
る。前記鉄骨ピース６３は溶接又はボルト止めの方法で
内外の鋼管に固着されているから、作業上吊り用のピー
スともなる。また、内側鋼管３の接合時にガイドの役目
をも果たす。
面であって、内側鋼管３同士の接合部３１の近傍位置か
ら外側鋼管２同士の接合部２１までの間の範囲に凹凸６
２を設けた構成を示している。図７と図８に示した実施
例は、内側鋼管３の外周面であって、少なくとも内側鋼
管３同士の接合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の
接合部２１まで間の範囲にラップするように、前記範囲
よりも少し長い鉄骨ピース６３が軸方向に複数本、鋼管
の円周を等分したピッチで配置された構成を示してい
る。前記鉄骨ピース６３は溶接又はボルト止めの方法で
内外の鋼管に固着されているから、作業上吊り用のピー
スともなる。また、内側鋼管３の接合時にガイドの役目
をも果たす。
【００１６】次に、図９に示した実施例は、やはり内側
鋼管３と外側鋼管２との接合部位の応力伝達を補強する
手段として、内側鋼管３の外周面であって、内側鋼管３
同士の接合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の接合
部２１までの間の範囲に、摩擦抵抗の大きい塗料６４が
塗布された構成を示している。なお、図面中の符号５は
梁、５１は梁接合部を示している。
鋼管３と外側鋼管２との接合部位の応力伝達を補強する
手段として、内側鋼管３の外周面であって、内側鋼管３
同士の接合部３１の近傍位置から外側鋼管２同士の接合
部２１までの間の範囲に、摩擦抵抗の大きい塗料６４が
塗布された構成を示している。なお、図面中の符号５は
梁、５１は梁接合部を示している。
【００１７】
【発明の効果】本発明は上述の通り構成されるので、次
に記載する効果を奏する。 鋼管コンクリート部材（柱）の全長にわたり、断面
積が変化しないため、柱断面積を必要以上に増大しない
で済む継手構造となる。内側鋼材はメタルタッチ接合に
より連続しているため、コンクリートに対する局部的な
応力集中は発生せず、コンクリートの局部的な圧壊の発
生を回避できる。従って、耐圧性能が大きく、かつ耐火
時間が長いから、高層建物に適用できる。そして、安全
性の高い鋼管コンクリートの柱を提供できる。
に記載する効果を奏する。 鋼管コンクリート部材（柱）の全長にわたり、断面
積が変化しないため、柱断面積を必要以上に増大しない
で済む継手構造となる。内側鋼材はメタルタッチ接合に
より連続しているため、コンクリートに対する局部的な
応力集中は発生せず、コンクリートの局部的な圧壊の発
生を回避できる。従って、耐圧性能が大きく、かつ耐火
時間が長いから、高層建物に適用できる。そして、安全
性の高い鋼管コンクリートの柱を提供できる。
【００１８】 外側鋼管及び内側鋼材をメタルタッチ
接合としたから、施工現場での柱の溶接その他の接合作
業は不要乃至大幅に省略できる。よって、工期も大幅に
短宿でき、施工性の向上を図ることができる。また、溶
接工は現場では不要となり、作業人員の削減によりコス
トも低減でき、経済性の向上を図ることができる。
接合としたから、施工現場での柱の溶接その他の接合作
業は不要乃至大幅に省略できる。よって、工期も大幅に
短宿でき、施工性の向上を図ることができる。また、溶
接工は現場では不要となり、作業人員の削減によりコス
トも低減でき、経済性の向上を図ることができる。
【図１】本発明による継手構造を適用した柱・梁架構の
立面図図である。
立面図図である。
【図２】応力伝達機構の説明図である。
【図３】鋼管コンクリート部材の水平断面図である。
【図４】異なる鋼管コンクリート部材の水平断面図であ
る。
る。
【図５】接合部にスタッドを設けた継手構造の説明図で
ある。
ある。
【図６】接合部に表面加工を施した継手構造の説明図で
ある。
ある。
【図７】接合部に鉄骨ピースを配置した継手構造の接合
前を示した説明図である。
前を示した説明図である。
【図８】接合部に鉄骨ピースを配置した継手構造の接合
状態を示した説明図である。
状態を示した説明図である。
【図９】接合部に塗料を塗装をした継手構造の説明図で
ある。
ある。
【図１０】従来の継手構造の応力伝達機構の説明図であ
る。
る。
１ 鋼管コンクリート ２ 外側鋼管 ３ 内側鋼管 ４ コンクリート ６１ スタッド ６２ 凹凸 ６３ 鉄骨ピース ６４ 塗料
Claims (6)
- 【請求項１】 外側鋼管の中に内側鋼材を内蔵させ、内
側鋼材と前記外側鋼管との隙間にコンクリートを充填し
た鋼管コンクリート部材の継手構造において、 外側鋼管同士の接合部と内側鋼材同士の接合部とを軸方
向の上下にずらして配置し、各々の接合部はメタルタッ
チ接合としたことを特徴とする、鋼管コンクリート部材
の継手構造。 - 【請求項２】 請求項１に記載した内側鋼材の外周面で
あって、内側鋼材同士の接合部の近傍位置から外側鋼管
同士の接合部の位置までの間にスタッドを配置したこと
を特徴とする、鋼管コンクリート部材の継手構造。 - 【請求項３】 請求項１に記載した内側鋼材の外周面で
あって、内側鋼材同士の接合部の近傍位置から外側鋼管
同士の接合部の位置までの間に凹凸を設けたことを特徴
とする、鋼管コンクリート部材の継手構造。 - 【請求項４】 請求項１に記載した内側鋼材の外周であ
って、少なくとも内側鋼材同士の接合部の近傍位置から
外側鋼管同士の接合部の位置までの間にラップする長さ
の鉄骨ピースを軸方向に配置したことを特徴とする、鋼
管コンクリート部材の継手構造。 - 【請求項５】 請求項１に記載した内側鋼材の外周であ
って、内側鋼材同士の接合部の近傍位置から外側鋼管同
士の接合部の位置までの間に摩擦抵抗の大きい塗料を塗
布したことを特徴とする、鋼管コンクリート部材の継手
構造。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一に記載した内
側鋼材は鋼管であり、該内側鋼管の内部にもコンクリー
トが充填されていることを特徴とする、鋼管コンクリー
ト部材の継手構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14635497A JPH10331263A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼管コンクリート部材の継手構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14635497A JPH10331263A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼管コンクリート部材の継手構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331263A true JPH10331263A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15405827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14635497A Pending JPH10331263A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼管コンクリート部材の継手構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10331263A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002242366A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-08-28 | Kajima Corp | コンクリート充填鋼管柱およびその柱，柱接合構造 |
| JP2003321874A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-14 | Kajima Corp | 鋼管柱の連結構造 |
| JP2018104964A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 大和ハウス工業株式会社 | 柱構造および構築方法 |
| WO2018152956A1 (zh) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 青岛理工大学 | 一种装配式圆形钢管套管纤维混凝土柱连接节点及安装方法 |
| CN109653441A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-19 | 沈阳建筑大学 | 一种装配式框架结构受力体系 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP14635497A patent/JPH10331263A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10851537B2 (en) | 2017-02-23 | 2020-12-01 | Chunwei Zhang | Assemblable structural column joint connection using fiber-reinforced concrete filled round double steel tubes and mounting method thereof |
| CN109653441A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-19 | 沈阳建筑大学 | 一种装配式框架结构受力体系 |
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