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文檔簡(jiǎn)介
抗震支架的應(yīng)用及布置范圍現(xiàn)代建筑的機(jī)電系統(tǒng)中各種機(jī)電線路的數(shù)量十分巨大、規(guī)格型號(hào)非常復(fù)雜、使用功能也各有不同。機(jī)電系統(tǒng)在日常的工作時(shí),機(jī)電管道在重力滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有足夠的強(qiáng)度將管道固定在結(jié)構(gòu)上是整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵;當(dāng)突發(fā)地震時(shí),機(jī)電系統(tǒng)管道在設(shè)防烈度的地震作用下能否保證不損壞,以及有些生命線系統(tǒng)能否保證正常運(yùn)轉(zhuǎn),也是關(guān)乎到保障人們生命財(cái)產(chǎn)的重要因素。機(jī)電抗震支撐系統(tǒng)是牢固連接于已做抗震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)體的管路、槽系統(tǒng)及設(shè)備,
以地震力為主要荷載的支撐系統(tǒng),原有一般意義的支吊架系統(tǒng)是以重力為主要荷載的支撐系統(tǒng),這兩種支撐系統(tǒng)的設(shè)置并不重復(fù)而是相輔相成的。臺(tái)灣成功大學(xué)建筑研究所黃喬俊以地震試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)模擬南投縣浦里鎮(zhèn)一停車場(chǎng)噴淋管路得出的結(jié)論是:加裝抗震支撐系統(tǒng)管路的各點(diǎn)位移較未安裝抗震支撐者降低5~10
倍,有效的提高了管路系統(tǒng)的抗震性能?!?/p>
抗震支吊架在建筑機(jī)電工程中的應(yīng)用范圍(1)大于DN65mm
的所有管道(2)所有防排煙系統(tǒng)管道(3)所有直徑大于
0.70m
的圓形風(fēng)管(4)所有截面積大于
0.38
㎡的矩形風(fēng)管(5)重量在
15kg/m
及以上的電線橋架(6)所有門形吊架●
抗震支吊架分類及布置原則抗震支吊架可在地震中給予機(jī)電各系統(tǒng)充分保護(hù),可用于抵抗來自水平及垂直方向的地震力的破壞。根據(jù)所保護(hù)機(jī)電系統(tǒng)的不同,抗震支吊架可分為管道抗震系統(tǒng)、風(fēng)管抗震系統(tǒng)和電氣(包括電氣線管、線槽
及橋架
)抗震系統(tǒng)?!?/p>
管道抗震支撐系統(tǒng)的布置原則(1)管道抗震加固側(cè)向間距要求為:溝槽連接管道、焊接鋼管、過
12m;HDPE等非剛性材質(zhì)的管線,橫向吊架間距最大不得超過釬焊銅管等剛性材質(zhì)的管線
.橫向吊架間距最大不得超6m。(2)管道抗震加固縱向間距要求為:溝槽連接管道、焊接鋼管、釬焊銅管等剛性材質(zhì)的管線,縱向吊架間距最大不得超
24m;HDPE等非剛性材質(zhì)的管線,橫向吊架間距最大不得超過12m?!?/p>
風(fēng)管抗震支撐系統(tǒng)的布置原則(1)普通剛性風(fēng)管側(cè)向抗震吊架的最大間距為9m,普通剛性風(fēng)管縱向抗震吊架的最大間距為18m。(2)玻璃纖維、塑料和其他非剛性材質(zhì)風(fēng)管的側(cè)向抗震吊架,最大間距為4.5m.
縱向最大間距為
9m?!?/p>
電氣抗震支撐系統(tǒng)的布置原則(1)剛性電氣線管、線槽及橋架側(cè)向抗震最大間距不得超過(2)非剛性材質(zhì)電氣線管、線槽及橋架橫向抗震最大間距不得超過12m,縱向抗震最大間距不得超過6m,縱向最大間距不得超過24m。12m?!?/p>
抗震支撐系統(tǒng)計(jì)算原則抗震支吊架的安裝形式及布置原則都是依據(jù)嚴(yán)格的力學(xué)計(jì)算結(jié)果確定的,地震力的計(jì)算必須滿足規(guī)范要求?!?/p>
抗震支撐系統(tǒng)計(jì)算實(shí)例管道支吊架設(shè)計(jì)計(jì)算書項(xiàng)目名稱
____________工程編號(hào)
_____________日期_____________設(shè)
計(jì)____________校
對(duì)_____________審核_____________說
明:1、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范:《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50009-2012)(GB50017-2003)(GB50010-2010)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》2、本軟件計(jì)算所采用的型鋼庫為:熱軋等邊角鋼熱軋不等邊角鋼熱軋普通工字鋼熱軋普通槽鋼GB9787-88GB9797-88GB706-88GB707-883、支吊架的支座應(yīng)連接在結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件上,
支吊架施工廠家應(yīng)將支吊架預(yù)埋點(diǎn)位以及受力提給設(shè)計(jì)院,院認(rèn)可后方可施工!經(jīng)設(shè)計(jì)4、基本計(jì)算參數(shù)設(shè)定:荷載放大系數(shù):
1.00。當(dāng)單面角焊縫計(jì)算不滿足要求時(shí),按照雙面角焊縫計(jì)算受拉桿件長(zhǎng)細(xì)比限值:
300。!受壓桿件長(zhǎng)細(xì)比限值:
150。橫梁撓度限值:
1/200
。梁構(gòu)件計(jì)算:構(gòu)件編號(hào):
2一、設(shè)計(jì)資料222材質(zhì):
Q235-B;f
=235.0N/mm
;f=215.0N/mm
;f
=125.0N/mmyv梁跨度:
l0
=0.50m梁截面:
C8強(qiáng)度計(jì)算凈截面系數(shù)
:1.00自動(dòng)計(jì)算構(gòu)件自重二、設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
(GB50009-2001)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
(GB50017-2003)三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm
;Iy=16.625836cm44ix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm
;W2x=25.324501cm33W1y=11.670686cm
;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力:
(軸力拉為正、壓為負(fù))恒載(支吊架自重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.000.00-0.02-0.010.00.060.00-0.01-0.010.00.13-0.00-0.01-0.010.00.19-0.00-0.01-0.010.00.25-0.000.00-0.010.00.31-0.000.01-0.010.00.37-0.000.01-0.010.00.440.000.01-0.010.00.500.000.02-0.010.0彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)撓度(mm)恒載(管重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.000.000.000.00-0.00.060.000.000.00-0.00.130.000.000.00-0.00.190.000.000.00-0.00.250.000.000.00-0.00.310.000.000.00-0.00.370.000.000.00-0.00.440.000.000.00-0.00.500.000.000.00-0.0彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)撓度(mm)注:支吊架的活荷載取值為五、荷載組合下最大內(nèi)力:組合(1):1.2x
恒載
+1.4x
活載組合(2):1.35x
恒載
+0.7x1.4x
活載0。最大彎矩
Mmax=0.00kN.m;
位置:
0.00;組合:
(2)最大彎矩對(duì)應(yīng)的剪力
V=-0.03kN;對(duì)應(yīng)的軸力
N=-0.01kN最大剪力
Vmax=-0.03kN;位置:
0.00;組合:
(2)最大軸力
Nmax=-0.01kN;位置:
0.00;組合:
(2)六、受彎構(gòu)件計(jì)算:梁按照受彎構(gòu)件計(jì)算,計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取值:u
=1.00
u
=1.00,x
y1
強(qiáng)度計(jì)算MxMy1)、抗彎強(qiáng)度按照《
GB50017-2003》公式
4.1.1:
σ
=+γx
x
y
yγWnWn2其中:γ
=1.05,
γ
=1.20
;σ
=0.05
<
215.0N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。xyVS2)
、抗剪強(qiáng)度按照《
GB50017-2003》公式
4.1.2
:
τ
=
;I
w2τ
=0.08
<
125.0N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。tψF3)
、梁上翼緣受集中荷載按照《GB50017-2003》公式
4.1.3-1
驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度:σc=wl
zt2σc=0.00
<
215.0N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。στ4)
、折算應(yīng)力按照《
GB50017-2003》公式
4.1.4-1
驗(yàn)算:2+
c
c-
σ
c+3
2σ
σ
σ2折算應(yīng)力
=0.14
<
236.5N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。xM穩(wěn)定驗(yàn)算——穩(wěn)定驗(yàn)算按照《GB50017-2003》公式
4.2.2
驗(yàn)算:φb
xW其中:
M
=0.00kN.m
;φ
=1.000
;W
=0.000025xbx面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力
=0.05
<
215.0N/mm
2,
平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。撓度驗(yàn)算——撓度按照標(biāo)準(zhǔn)組合:1.0
恒載+1.0
活載驗(yàn)算,撓度容許限值取l/200
:計(jì)算撓度:υ
=0.0mm<[
υ]=2.5mm
,撓度滿足要求。2
端節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:截面尺寸:
H=80mm,B=43mm,tf=8mm
,tw=5mm節(jié)點(diǎn)處組合內(nèi)力彎矩
M=0.001kN.m
,剪力
V=-0.027kN
,軸力
N=-0.009kN
。采用
E43
型手工焊。焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
f=160.0N/mm
2。節(jié)點(diǎn)焊縫形式:頂接單面角焊縫??紤]豎向剪力由腹板角焊縫獨(dú)立承擔(dān)。f節(jié)點(diǎn)處受力:彎矩:
0.00kN.m;
剪力:
-0.03kN;
軸力:-0.01kN
。焊縫最小尺寸
hfmin
=4.2mm,最大尺寸
hfmax
=6.0mm焊縫尺寸
h
=5mmfM彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:σM=Wx322其中:
M=0.00kN.m
,W
=12572.74mm
;σ
=0.11N/mm
<
βf
=160.0N/mm
,滿足要求。xMffV剪力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:τV=其中:
V=-0.03kN
,h
=3.5mm
,l
=80mmewhe∑l
w22τV=0.10N/mm
<ff=160.0N/mm
,滿足要求。N軸力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:折算應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:σN=其中:
N=-0.01kN
,he=3.5mm
,lw=156mm
;he∑l
w22σ
=0.02N/mm
<
β
f
=160.0N/mm
,滿足要求。Nff[(σM+σN)/βf
]
2+(τV)
222折算應(yīng)力
=0.16N/mm
<f=160.0N/mm
,滿足要求。f3
端節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:截面尺寸:
H=80mm,B=43mm,tf=8mm
,tw=5mm節(jié)點(diǎn)處組合內(nèi)力彎矩2M=0.001kN.m
,剪力
V=0.027kN
,軸力
N=-0.009kN
。采用
E43
型手工焊。焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f
=160.0N/mm
。f節(jié)點(diǎn)焊縫形式:頂接單面角焊縫。考慮豎向剪力由腹板角焊縫獨(dú)立承擔(dān)。節(jié)點(diǎn)處受力:彎矩:
0.00kN.m;
剪力:
0.03kN;
軸力:
-0.01kN
。焊縫最小尺寸
h
=4.2mm,最大尺寸
h
=6.0mm;焊縫尺寸
h
=5mmfminfmaxfM3彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:M=
其中:M=0.00kN.m
,W
=12572.74mmσxxWσM=0.11N/mm
2<
βfff=160.0N/mm
2,滿足要求。V剪力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:τV=其中:
V=0.03kN
,he=3.5mm
,lw=80mmhe∑wlτ
=0.10N/mm
<f
=160.0N/mm
2,滿足要求。2VfN軸力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:σN=其中:
N=-0.01kN
,h
=3.5mm
,l
=156mme
whe∑wl22σN=0.02N/mm
<
βfff=160.0N/mm
,滿足要求。])折算應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:[(
M+
N)/
f
2+(
V
2σ
σ
β
τ22折算應(yīng)力
=0.16N/mm
<f=160.0N/mm
,滿足要求。f立柱構(gòu)件計(jì)算:構(gòu)件編號(hào):
1一、設(shè)計(jì)資料222材質(zhì):
Q235-B;f
=235.0N/mm
;f=215.0N/mm;f=125.0N/mmy柱長(zhǎng)度:
l
0
=0.28m柱截面:
C8v強(qiáng)度計(jì)算凈截面系數(shù)
:1.00自動(dòng)計(jì)算構(gòu)件自重二、設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
(GB50009-2001
)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
(GB50017-2003
)三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cm443Ix=101.298006cm
;Iy=16.625836cmix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm
;W2x=25.324501cm3W1y=11.670686cm
;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力:
(軸力拉為正、壓為負(fù))恒載(支吊架自重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.00-0.000.01-0.040.03-0.000.01-0.040.07-0.000.01-0.040.100.000.01-0.030.140.000.01-0.030.170.000.01-0.030.210.000.01-0.030.240.000.01-0.020.280.000.01-0.02彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)恒載(管重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.000.000.000.000.030.000.000.000.070.000.000.000.100.000.000.000.140.000.000.000.170.000.000.000.210.000.000.000.240.000.000.000.280.000.000.00彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)注:支吊架的活荷載取值為0。五、荷載組合下最大內(nèi)力:組合(1)
:1.2x
恒載
+1.4x
活載組合(2)
:1.35x
恒載
+0.7x1.4x
活載最大彎矩
Mmax=-0.00kN.m;
位置:
0.00;
組合:
(2)最大彎矩對(duì)應(yīng)的剪力
V=0.01kN;
對(duì)應(yīng)的軸力
N=-0.06kN最大剪力
Vmax=0.01kN;
位置:
0.00;
組合:
(2)最大軸力
Nmax=-0.06kN;
位置:
0.00;
組合:
(2)六、壓彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算:立柱構(gòu)件按照壓彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算,計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)按照《GB50017-2003》附錄
D表
D-2
有側(cè)移框架柱計(jì)算。計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取值:截面分類
X
軸:
b
類截面分類
Y
軸:
b
類強(qiáng)度計(jì)算u
=1.28
,u
=1.00x
yNxyMM1)
、壓彎、拉彎強(qiáng)度按照《GB50017-2003》公式
5.2.1
:
σ
=
±
±其中:γ
=1.05,
γ
=1.20xyAnγxWnxγ
Wny
y2σ
=0.11
<
215.0N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算:構(gòu)件繞
x
軸長(zhǎng)細(xì)比λ
=11.167,
繞
y
軸長(zhǎng)細(xì)比λ
=21.585,
換算長(zhǎng)細(xì)比λ=29.701
。yzxy構(gòu)件的最大長(zhǎng)細(xì)比λ穩(wěn)定驗(yàn)算=29.7<
容許長(zhǎng)細(xì)比
[
λ]=150.0
,長(zhǎng)細(xì)比滿足要求。maxNx
xβmM平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算按照《
GB50017-2003
》公式
5.2.2-1
驗(yàn)算:+其中:
N=-0.06kN
;Mx
=φxAγxW
1x(1-0.8N/
NEx)-0.00kN.m
;NEx
=15.18kNφ
=0.991
;β
=1.000
;γ
=1.050
;
W
=0.000025xmxx1x2面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力
=0.11
<
215.0N/mm
,
平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。Nx
xMβt平面外穩(wěn)定驗(yàn)算按照《支座反力GB50017-2003》公式
5.2.2-3
驗(yàn)算:+η其中:N=-0.06kN
;M
=-0.00kN.m
;xφyAφb
xW1φ
=
0.937;β
=1.000
;φ
=1.000
;
W
=0.000025面外穩(wěn)定應(yīng)力
=0.11
<
215.0N/mm
2,
平面外穩(wěn)定滿足要求。ytxb1x支座節(jié)點(diǎn)編號(hào):
(1)
,彎矩(
kN/m):-0.00
,軸力(
kN):-0.06
,剪力(kN):0.01截面尺寸:
H=80mm,B=43mm,tf=8mm
,tw=5mm節(jié)點(diǎn)處組合內(nèi)力彎矩M=-0.001kN.m
,剪力
V=0.009kN
,軸力
N=-0.057kN
。采用
E43
型手工焊。焊縫的強(qiáng)2度設(shè)計(jì)值
f
=160.0N/mm
。f節(jié)點(diǎn)焊縫形式:頂接單面角焊縫??紤]豎向剪力由腹板角焊縫獨(dú)立承擔(dān)。節(jié)點(diǎn)處受力:彎矩:
-0.00kN.m;
剪力:
0.01kN;
軸力:
-0.06kN
。焊縫最小尺寸
h
=4.2mm,最大尺寸
h
=6.0mmfminfmax焊縫尺寸
hf=5mmM3彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:σ
xM=
其中:
M=-0.00kN.m
,W
=12572.74mmWx22σ
=0.11N/mm
<
β
f
=160.0N/mm
,滿足要求。MffV剪力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:τV=其中:
V=0.01kN
,h
=3.5mm
,l
=80mme
whe∑wl22τ
=0.03N/mm
<f
=160.0N/mm
,滿足要求。VfN軸力產(chǎn)生的應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:σN=其中:N=-0.06kN
,h
=3.5mm
,l
=156mme
whe∑l
w22σN=0.10N/mm
<
β折算應(yīng)力按照如下公式計(jì)算:
[(
M+
N)/
f
2+(
V
2折算應(yīng)力
=0.21N/mm
<ff
ff
=160.0N/mm
,滿足要求。])σσβτ22=160.0N/mm
,滿足要求。f構(gòu)件編號(hào):
3一、設(shè)計(jì)資料=235.0N/mm
2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2材質(zhì):
Q235-B;fy柱長(zhǎng)度:
l
0
=0.28m柱截面:
C8強(qiáng)度計(jì)算凈截面系數(shù)
:1.00自動(dòng)計(jì)算構(gòu)件自重二、設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
(GB50009-2001
)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
(GB50017-2003
)三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm
4;Iy=16.625836cm43ix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm
;W2x=25.324501cmW1y=11.670686cm
3;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力:
(軸力拉為正、壓為負(fù))恒載(支吊架自重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.000.00-0.01-0.020.030.00-0.01-0.020.070.00-0.01-0.030.100.00-0.01-0.030.140.00-0.01-0.030.170.00-0.01-0.030.210.240.28彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)-0.00-0.01-0.04-0.00-0.01-0.04-0.00-0.01-0.04恒載(管重)
:?jiǎn)挝唬?/p>
kN.m)位置(m)0.000.000.000.000.030.000.000.000.070.000.000.000.100.000.000.000.140.000.000.000.170.000.000.000.210.000.000.000.240.000.000.000.280.000.000.00彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)注:支吊架的活荷載取值為五、荷載組合下最大內(nèi)力:0。組合(1)
:1.2x
恒載
+1.4x
活載組合(2)
:1.35x
恒載
+0.7x1.4x
活載最大彎矩
Mmax=0.00kN.m;
位置:0.00;
組合:(2)最大彎矩對(duì)應(yīng)的剪力
V=-0.01kN;
對(duì)應(yīng)的軸力
N=-0.03kN最大剪力
Vmax=-0.01kN;
位置:
0.00;
組合:
(2)最大軸力
Nmax=-0.06kN;
位置:
0.28;
組合:
(2)六、壓彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算:立柱構(gòu)件按照壓彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算,計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)按照《GB50017-2003》附錄
D表
D-2
有側(cè)移框架柱計(jì)算。計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取值:截面分類
X軸:
b
類截面分類
Y軸:
b
類強(qiáng)度計(jì)算u
=1.28
,u
=1.00x
yNMxMy1)
、壓彎、拉彎強(qiáng)度按照《GB50017-2003
》公式
5.2.1
:
σ
=
±±
其中:γ
=1.05,
γ
=1.20xynAx
xy
yγWnγWn2σ
=0.11
<
215.0N/mm
,
強(qiáng)度滿足要求。長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算:構(gòu)件繞
x
軸長(zhǎng)細(xì)比λ
=11.167,
繞
y
軸長(zhǎng)細(xì)比λ
=21.585,
換算長(zhǎng)細(xì)比λ=29.701
。yzxy構(gòu)件的最大長(zhǎng)細(xì)比λ穩(wěn)定驗(yàn)算=29.7<
容許長(zhǎng)細(xì)比
[
λ]=150.0
,長(zhǎng)細(xì)比滿足要求。maxNx
xMβm平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算按照《
GB50017-2003
》公式
5.2.2-1
驗(yàn)算:+其中:
N=-0.06kN
;Mx
=φxAx
x(1-0.8N/
x)W1
NEγ0.00kN.m
;NEx
=15.18kNφx=0.991
;βmx
=1.000
;γx=1.050
;W1x
=0.0000252面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力
=0.11
<
215.
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