预应力空间钢结构
预应力钢结构的结构体系及节点设计
预应力钢结构的结构体系及节点设计摘要预应力钢结构学科自诞生以来已经走过了60年历程。
最近20年有较大的发展。
尤其是近几年来的新材料、新工艺、新结构发展迅猛，且倍受国内建筑界重视和关注，对其研究越来越深入，技术越来越完善，应用也越来越广泛，新型的空间结构体系不断发展。
，预应力钢结构的应用范围几乎已覆盖了全部钢结构领域。
本文以综述的形式概述预应力钢结构的结构体系及节点设计。
关键词预应力钢结构结构体系节点设计引言钢结构在设计、制造、施工、加固工程中，与外荷载应力符号相反的预应力被人为地在承重结构体系内引入，用来改善结构的承载特性，尽量利用材料强度幅值或者在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的，称为预应力加固钢结构或预应力钢结构。
预应力钢结构的结构体系可大致分为预应力平面结构体系和预应力空间结构体系。
预应力平面结构体系包括预应力梁及楼盖系统、预应力钢桁架、预应力拱架、预应力框架结构、吊挂结构以及索绳结构体系。
预应力空间结构体系包括预应力网架结构、预应力网壳结构、张弦结构、索穹顶结构、索膜(张拉膜)结构等等。
空间结构体系模型一预应力钢结构设计原理和基本方法1.1 预应力钢结构的工作机理传统的钢结构引入预应力后受力机制受到改善，因为预应力调整为外部荷载与结构的内部抗力的关系，充分的挖掘了材料弹性强度的潜力，所以预应力钢结构的静，动力性能得到改善，刚度得到加强，众所皆知，在预应力作用下，任何结构的内力体系都是自相平衡的，预应力荷载及内力必须满足下列条件：0X ∑= 0Y ∑= 0Z ∑=0X M ∑= 0y M ∑= 0Z M ∑=从预应力自平衡体系概念出发，除非结构的预应力体系与荷载作用系统完全吻合一致，否则在结构体系内总会产生杆件的卸载效应与增载效应，即某些杆件因预应力卸载的同时伴随着另外一些杆件的增载。
因此，预应力的机理不是降低外部荷载力度，改变其作用状态或加固结构本身，而是利用材料弹性强度幅值的重复使用，内力的改性及转移来提高结构整体和杆件本身的承载能力和刚度。
预应力空间钢结构的张拉控制方法研究
预应力空间钢结构的张拉控制方法研究摘要：预应力空间钢结构是大型公共和工业建筑常用的结构形式之一，其中，预应力的施加是其施工过程中的关键工序之一，建立准确、合适的预应力值对保证结构受力性能十分重要。
本文对预应力空间钢结构的张拉控制方法进行了探讨。
比较了张拉力控制、伸长值控制和结构变形控制等三种控制方法的特点，提出以伸长值为主、张拉力为辅并在条件合适的情况下考察结构变形的控制方案。
针对拉索的伸长值，分析了空间钢结构中伸长值的组成，并建议采用模拟千斤顶法进行计算。
利用有限元软件对某工程的拉索进行了张拉模拟，算例表明该方法可以准确、快捷地得到伸长量的预测值。
关键词：预应力；空间钢结构；张拉控制；伸长值；千斤顶模拟法一、概述最近几年来，空间结构特别是大跨空间钢结构发展迅速。
预应力空间钢结构是把现代预应力技术应用到桁架、网架、网壳或其它形式空间钢结构形成的杂交结构体系，以索、杆组成新的张力结构。
预应力空间钢结构往往具备受力合理、刚度大、重量轻、造型新颖美观、富有张力感等优点，制作安装也比较方便，在近十多年来得到了设计者和业主的充分关注，并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到了广泛应用。
图1是南京江宁体育馆，由六根斜拉索将钢结构屋盖的中间支承点悬吊在主桅杆上；图2是哈尔滨体育会展中心，采用悬状拉索与三角形桁架及撑杆共同组成张弦桁架结构。
在空间钢结构中应用预应力不仅可以使结构形式具有良好的建筑表现效果，而且由于预应力的施加使得纤细的拉索杆件可以自始至终地参与结构受力，明显提高结构承受荷载时的刚度。
同时，紧绷的拉索往往给结构施加一系列能够引起反拱的等效荷载，减小结构的变形。
对于大部分结构杆件，合理施加的预应力可以减小其在竖向荷载作用下可能产生的不利内力，从而达到优化受力的目的。
需要说明的是，由于拉索的等效荷载作用，预应力程度的合适与否将比较明显地改变结构及杆件的受力特性，过大或过小施加预应力都有可能使其中一部分杆件承受的内力偏于不安全，并进而导致结构承载能力下降。
预应力空间钢结构
预应力空间钢结构[摘要] 近几十年来，我国建造了许多应用预应力技术的空间钢结构建筑，本文叙述了该结构体系的含义、分类及预应力空间网格结构的一些特点。
[关键词] 预应力技术空间钢结构网格结构一、应力钢结构的含义预应力钢结构的一般含义是：在钢结构中，采用一些有效措施，创建一套与荷载引起的内力反号的自平衡力系，以减小荷载产生的内力，达到节约钢材的目的。
这里施加预应力是手段，预应力施加的合理才能成为有效措施，减小了荷载产生的内力是结果；缩小构件截面、节约钢材是最终的目的。
二、代预应力技术的引入使大跨度空间钢结构更具活力在大跨度空间结构中引入现代预应力技术，不仅使结构形体更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。
通过适当配置拉索，或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载，前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。
预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术应用到例如网架、网壳等网格结构、索、杆组成的张力结构、立体桁架结构等一类大跨度结构，从而形成一类新型的、杂交的预应力大跨度空间钢结构体系。
这一类结构受力合理、刚度大、重量轻，制作安装也比较方便，在近十多年来得到开发与发展，并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到应用，且受到国内外科技界和工程界的关注和重视．其推广应用和发展前景是无比广阔的。
采用预应力技术于大跨度空间钢结构具有如下的特色和优势：（l）可以改变结构的受力状态，满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制。
（2）通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态（形式），如索穹顶结构等。
可以说，没有预应力技术，就没有索穹顶结构。
（3）预应力技术可以作为预制构件（单元杆件或组合构件）装配的手段，从而形成一种新型的结构，如弓式预应力钢结构。
（4）采用预应力技术后，或可组成一种杂交的空间结构，或可构成一种全新的空间结构，其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度降低，具有明显的技术经济效益。
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨大跨空间结构预应力由于具有复杂多样的结构形式，进一步造成了力学差异大的特性，通过针对施工问题进行的详细分析能够进一步了解到施工方法不同也会造成很大差异。
通过对于张力结构的形式进行全方位的介绍之后，根据其中的结构形式来进行的技术创新，从而进一步增强张力结构在施工技术方面的创新优势条件，通过经验的不断积累，大跨空间结构预应力的技术问题能够得到进一步的创新与总结，才能够不断的完善大跨空间结构的预应力技术。
标签：大跨空间；钢结构；预应力；技术探讨大跨空间结构预应力的施工技术分为三个方面，分别是前期施工阶段、施工实施阶段以及张拉装备选择阶段。
通过对施工前期分析能够具体的突出张力来进一步进行找力分析，零状态分析以及环境温度等方面的问题进行解决。
在实际施工阶段，钢结构拼装的问题、施工控制分析以及拉锁制作分析等方面进行的技术分析，施工方法也包含这安装方法以及张拉方法等。
对于张拉装备的使用与选择也必须做到有效控制才能够控制位型以及预应力的改变。
1.大跨空间预应力由于大跨空间钢结构预应力基本上都以杂交结构为主，通过索杆系和钢结构之间相交构成了大跨空间钢结构而产生了预应力，基本的结构形式有很多，例如张弦结构、斜拉结构以及弦支穹顶等结构类型。
其中各个结构所产生的力学性能也略有不同。
下面就以张弦结构作为案例进行详细的介绍。
张弦结构中，由于下弦索与撑杆之间具有支撑点的弹性结构，从而使得钢结构之间的侧推力能够实现平衡。
所以张弦结构的整体构架能够与桁架力学之间具有相似的力学形式。
这样就使得上线钢构具有稳定性的特征，从而导致拉索不是张弦结构的必要构成条件。
斜拉张力向接触悬架结构一般比较强，对保证良好的完整性，所以所有的都是在刚架安装完成后的整体电缆张紧。
一端拉紧，索力调整便于将张紧操作部端部设置在低端。
由于桅杆是铰链的底部连接轴承、前后索力平衡彼此，所以单桅杆斜拉索的使用一般采用被动张拉技术，考虑到拉力行业安全性和方便性，一般选择后线作为主动拉伸电缆、电缆前精密装配、被动张力。
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见摘要：随着工业化水平的不断提高，我国的整体工业在进行空间结构的设计过程中，针对预应力大跨度空间钢结构在社会中的地位逐渐升高到了一定水平的现状，使用先进的技术设备进行必要的改进，保证高于传统工艺的钢结构的优化处理水平，在面对预应力大跨度空间结构的具体展现形式，进行实际因素的观察和分析，保证对其整体应用策略的深入研究，实现必要的经济效益，促进整体事业水平的不断进步。
关键词：预应力；大跨度空间；钢结构；现实因素；应用效果1 预应力大跨度空间钢结构的主要优势特点随着不同结构受力状态的合理改变手段，可以具体满足设计人员的预想方案效果，包括具体的结构刚度、内力分布状态以及主要的位移控制途径等，通过这种预应力技术可以进行全新的结构体系和形态的延展，从而实现不同结构在新兴钢结构空间内部的应用效果；而现下的预制控件，包括单元杆件以及组合杆件装配的主要模式手段在整体预应力技术的拓展情况有着必要的积极意义，因此有助于自行控制下的新型结构的产生，促进整体大跨度空间结构的具体指标上升到一个相对科学合理的水平，保证必要的经济技术效益得以实现。
所谓预应力在整个空间钢结构的施加手段主要包括两种形式：首先，在预应力索和杆上直接进行外力的施加，同时进行结构受力状态的整体调整，确保不合理的内力状态进行重新分布安排，延伸到另一种内力状态形式的结构；另外，结合已建空间进行结构支座高差的科学调整，使得支承反力大小得到一定方向的改变，保证整体结构的内力分布能够更加合理，确保实现预计方案的效果。
在这种预应力结构的材料应用上，比较宽泛，没有特定的要求，主要是强度较高的钢丝束、钢绞线、钢筋等，因此应用的广泛性支持途径方面有着更好的优势。
2 预应力网格结构的主要特点随着预应力技术与空间网格结构在整个现代社会内部结构中的结合应用，实现了一种预应力网格结构。
其中，关于预应力施加的方案主要包括两种形式，包括网架的下弦平面进行预应力索的设置，同时结合网壳周边结构进行整体形式的支撑，在进行张拉过程中的预应力索与外载作用反向的内力挠度实现途径来看，需要进行网格支座结构进行盆式搁置调整，保证在这种结构投入使用后的具体支座的最终反力趋向均匀化的水准，保证预加应力在网格结构的合理建立形式。
大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法 (2)
大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法一、前言大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法是一种独特的空间结构施工技术，该技术的应用范围广泛，并且具有显著的优势。
本文将对该工法进行详细介绍，以便读者了解其特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面的内容。
二、工法特点大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法具有以下特点：1.高自重：该工法的自重重量很大，能够提高结构的稳定性。
2.施工效率高：该工法施工效率较高，可以大大缩短工期。
3.施工简便：施工过程中，不需要使用大型设备进行拆卸或组装，因此施工较为简便。
4.适应多种环境：该工法适应多种环境，不受气候、地貌等条件影响。
三、适应范围大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法适用于各种场合，如会议场馆、展览馆、体育馆、机场候机楼等。
该工法的优点在于其空间利用率高、施工效率快、施工简便、可适应多种环境等。
四、工艺原理大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据是在工程中对施工工法与实际工程之间的联系进行规划和调整，采取优化的技术措施来提高施工质量和效率。
采取的技术措施主要有以下几点：1. 施工过程中的预应力控制。
2. 确保施工过程中的钢材质量满足设计要求。
3. 设计合理的施工工艺。
通过以上技术措施，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据得以确立，能够帮助提高施工质量和效率，达到预期效果。
五、施工工艺施工过程中，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法主要分为以下几个阶段：1. 制造工艺：按照工程要求制作，铺设预应力钢筋。
2. 组装工艺：采用模块化技术进行组装。
3. 竖直环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现竖直方向的预应力。
4. 环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现环向方向的预应力。
5. 吊装、拼接和调整：对各个模块进行吊装、拼接和调整，确保结构稳定。
6. 进行灌浆。
以上工艺的细节，都需要根据实际情况进行调整、完善。
预应力钢结构施工概述全套
预应力钢结构施工概述全套预应力钢结构，与普通钢结构相比，具有以下特点：①充分利用材料的强度潜力，提高承载力；②改善结构的受力状态，节约钢材；③提高结构的刚度和稳定性，还可调整动力性能等。
预应力钢结构的经济效益与结构形式、施加预应力方法、节点构造、几何尺寸、荷载性质及大小、施工方法、材料劳力价格等直接有关。
预应力钢结构从最初的预应力钢梁、钢桁架和多栈桥等发展到预应力刚架、空间桁架、网架、网壳，以及斜拉体系(索网、索拱、索膜)等结构形式。
预应力技术在大跨度、重荷载的钢结构中应用，具有明显的经济效益。
预应力技术与现代钢结构的结合，有利于创造新结构体系，体现了技术美的现代色彩。
1.预应力筋的种类和选择现代钢结构用预应力筋，宜采用平行钢丝束和钢绞线束。
(1)高强钢丝。
高强钢丝是用优质高碳钢盘条经多次冷拔，并经矫直回火处理制成。
平行钢丝束是由多根高强钢丝制成。
近年来，开发的新品种有：低松弛钢丝与镀锌钢丝。
高强钢丝的直径常用的有5mm、6mm和7mm,强度标准值为1570MPa与1670MPa,高强钢丝的性能应符合国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB/T5223-95)的规定。
(2)钢绞线。
钢绞线是用多根高强钢丝在绞线机上成螺旋形绞合，并经回火处理制成。
常用的1x7钢绞线是由6根外层钢丝围绕着一根中心钢丝绞成，见图1(a)。
近年来，新开发的品种有：低松弛钢绞线、镀锌钢绞线、铝包钢绞线和模拔钢绞线等。
钢绞线的直径常用的有:12.7mm和15.2mm强度标准值为1720MPa和1860MPa o钢绞线的截面面积:对9127为98.7mm对15.2为139mm每米重量分别为0774kg和LlOlkg o9152模拔钢绞线的截面面积为165mm,,每米重量为1.295kg o钢绞线的性能应-..--L符合国家标准《预应力混凝用钢绞线》(GB/T5224-95)的规定。
2锚固体系(1)钢丝束徽头锚具。
钢丝束徽头锚具是利用钢丝的锻粗头来锚固预应力钢丝的一种支承式锚具。
预应力钢结构的发展情况
预应力钢结构的发展情况
是一种比较理想的结构。
目前广泛应用于桥梁、电视台、体育馆以及各种大跨度结构和高层结构中。
本文主要概述了预应力钢结构的发展情况，预应力钢结构的特点，预应力钢结构体系的类型，伴随预应力钢结构出现的问题。
关键词】预应力钢结构刚度强度承载力
一、预应力钢结构发展概况
钢材本身具有更为优越的特性，广泛应用于桥梁，车站，体育场馆，大跨度的各种结构和高层建筑结构。
预应力钢技术的引入而被充分利用的，但也是调整结构的刚度，使钢的抗拉强度和抗压强度，有效节约钢材，增
加了结构的稳定性，减少结构的变形。
预应力钢缆的膜系统系列，悬挂系统和网壳体系，但其创新的狡猾的建筑风格，具有较强的美感。
二、预应力钢结构特点
（一）材料的弹性强度利用充分
非预应力钢棒最大强度的材料一般可用于幅度只有一半的实力，同时引进预应力杆符号相反的预应力荷载应力后，你可以的载客量增加一倍原有的实力。
普通钢部件受力部件开始从零应力，载荷，可以强制拉。
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预应力空间钢结构
[摘要] 近几十年来，我国建造了许多应用预应力技术的空间钢结构建筑，本文叙述了该结构体系的含义、分类及预应力空间网格结构的一些特点。
[关键词] 预应力技术空间钢结构网格结构
一、应力钢结构的含义
预应力钢结构的一般含义是：在钢结构中，采用一些有效措施，创建一套与荷载引起的内力反号的自平衡力系，以减小荷载产生的内力，达到节约钢材的目的。
这里施加预应力是手段，预应力施加的合理才能成为有效措施，减小了荷载产生的内力是结果；缩小构件截面、节约钢材是最终的目的。
二、代预应力技术的引入使大跨度空间钢结构更具活力
在大跨度空间结构中引入现代预应力技术，不仅使结构形体更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。
通过适当配置拉索，或可使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载，前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。
预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术应用到例如网架、网壳等网格结构、索、杆组成的张力结构、立体桁架结构等一类大跨度结构，从而形成一类新型的、杂交的预应力大跨度空间钢结构体系。
这一类结构受力合理、刚度大、重量轻，制作安装也比较方
便，在近十多年来得到开发与发展，并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到应用，且受到国内外科技界和工程界的关注和重视．其推广应用和发展前景是无比广阔的。
采用预应力技术于大跨度空间钢结构具有如下的特色和优势：（l）可以改变结构的受力状态，满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制。
（2）通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态（形式），如索穹顶结构等。
可以说，没有预应力技术，就没有索穹顶结构。
（3）预应力技术可以作为预制构件（单元杆件或组合构件）装配的手段，从而形成一种新型的结构，如弓式预应力钢结构。
（4）采用预应力技术后，或可组成一种杂交的空间结构，或可构成一种全新的空间结构，其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度降低，具有明显的技术经济效益。
预应力空间钢结构预应力的施加方法通常有两种：一种是在预应力索、杆上直接施加外力，从而可调整改善结构受力状态，致使内力重分布，或者形成一种新的具有一定内力状态的结构形式；另一种是通过调整己建空间结构支座高差，改变支承反力的大小，从而也可使结构内力重分布，达到预应力的目的。
预应力索、杆的材料通常可采用高强度的钢丝束、钢铰线，也可采用钢棒、钢筋。
三、预应力空间钢结构的分类
预应力空间钢结构一般可以分为四类：
第一类是指双曲面悬索结构而言。
其特征是以柔索组成曲面，在索段上直接承受荷载，索绳两端锚固于边缘构件上。
对这类结构施加预应力的主要目的是使索系处于张紧稳固状态以便荷载下每一索绳都能参与受力，不致因个别索绳松弛而达不到索系整体共同受力的效果。
因此这种预张拉的力度总是选用较小值以达到索系具备起码的刚度并能整体受载为目的。
不言而喻，这种预应力是与悬索结构“挛生”和共存的，自创建悬索结构以来就以各种方式在索系内产生张紧力，所以过去只称这类结构为悬索结构（cable－suspended structures），未冠以预应力的名称。
如50～60年代建筑的美国雷里竞技馆、纽约麦迪逊广场公园文体中心，我国的北京工人体育馆和浙江人民体育馆等皆是。
第二类就是在传统的钢结构上施加预应力藉以改善其受力状态，扩大利用材料强度幅值，提高刚度以节约材料降低成本。
其中又分为在空间钢结构和在平面钢结构中引入预应力两种。
前者像在平板网架和钢网壳中施加预应力的结构，如天津宁河体育馆和广东清远体育馆；后者则是将成对的平面钢桁架，沿上弦或上、下弦平面以预应力薄板将其连成整体，形成预应力梁式空间块体的单元结构，如在莫斯科奥运会综合运动馆所采取的屋盖形式。
这类预应力空间钢结构的经济效益一般可节材10～30％。
前者的技术关键是选择最佳的施加预应力方案，后者则是薄钢板的张拉工艺和设备。
第三类就是利用钢索吊挂传统空问钢结构以对其形成中间弹性支座，改善承重结构的边界条件。
钢索吊点替代了立柱支点，在改
善受力条件的同时并可获得无阻挡大空问。
一般称之为吊索结构（cable－supported structures）或吊挂结构，国外有时称暴露结构。
吊索结构与悬索结构的差别在于吊索段内不直接承受荷载，索端固结在高耸支柱或拱架等支承结构和下部被吊挂的承重结构上，因此索绳皇直线或折线形。
由干结构的理由，其支柱或拱架等支承结构具有比屋盖标高更大的高度，耸立在屋顶之上，形成独特的建筑风格及立面造型。
这类结构设计的要素是将吊索对支承结构呈对称均衡地布置以避免对支柱塔架等产生较大的偏心力矩。
这类工程的实例有新加坡港务局仓库工程和北京亚运会综合体育馆，而香港汇丰银行大楼则是高层建筑中采用吊挂体系的近例。
第四类预应力空间钢结构主要构件是由受轴拉力的索绳与受轴压力的压杆组成，排除了受弯构件。
由索系上覆盖的轻质面层承受外荷载，形成轻巧的结构体系和新奇的建筑凤韵。
例如慕尼黑奥林匹克建筑群，利雅得国际体育场及汉城奥运会体育馆及击剑馆等，有时称它为整体张拉体系。
四、预应力空间网格结构
预应力空间网格结构是一种通过张拉拉索在网格结构中引入预应力的新型空间结构。
在空间网格结构中适当地引入预应力后，可以提高网格结构的承载能力，控制结构变形，从而有效地改善原网格结构的受力性能。
预应力网格结构有下列特点：
（l）可采用高强度预应力拉索作为网格结构的主要受力杆件，
以降低材料耗量。
（2）可采用多次分批施加预应力及加荷的原则（多阶段设计原则），使杆件反复受力，并在使用荷载下达到最佳内力状态。
（3）通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度，减小结构挠度。
（4）对于网壳结构可解决水平推力问题，适当配置支座滑动构造措施，利用预应力技术可形成无水平反力的自平衡结构体系。
（5）对于采用改变支座就位高差，调整结构内力分布的施加预应力方案，是一种最经济的预应力方法。
此时，对网格结构无需增加任何杆件和零部件材料。
预应力网格结构可以分为：预应力平板网架结构和预应力曲面网壳结构，其中平板网架按网格组成情况分为：交叉桁架体系、四角锥体系和三角锥体系三类12种，预应力曲面网壳结构可以分为预应力网状穹顶和预应力扁网壳、预应力柱面网壳和预应力双曲抛物面网壳。
五、结束语
将预应力技术用于空间结构，能充分利用材料的强度潜力，改善结构受力状态，提高结构刚度，节约钢材，降低造价。
我国目前虽已成为钢铁生产大国，但在建筑中节约钢材仍是应该遵循的原则。
在当前国家大力提倡采用钢结构的新时代，钢结构正在并已经进入大发展的时期。
可以肯定，预应力钢结构也必将得到发展和应用。
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