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文檔簡介
摘要本設計名為XXX購物商場,擬建于XX省XX市,建筑面積為平方米。建筑主體為4層,總高米,首層高5.1,其它層高4.5米。主體采用了矩形框架結構。本設計的內容包括建筑設計和結構設計兩部分。建筑設計部分包括:平面圖設計、立面圖設計、剖面圖設計。平面設計中考慮了高層建筑對防火及抗震的要求;立面設計中考慮了商業(yè)建筑的特點。建筑設計合理,滿足建筑功能要求。結構設計階段進行了結構平面布置、估算截面尺寸、荷載計算、風荷載和地震作用下的側移驗算豎向荷載作用下的內力計算力組合及構件設計等工作,并完成了結構設計說明及有關圖紙的繪制。在計算方法上,對于水平地震作用采用底部剪力法;對于豎向荷載采用彎矩二次分配法;內力組合參照規(guī)范和混凝土課本設計與計算。關鍵詞:中型商場;建筑;框架結構;樁基礎AbstractdesignnamedHongYunshoppingatHeilongjiangProvinceSuihua,thefloorissquaremetersconstructionmainbody4altitudeare18.60metersThefirstbuildingstoreotherbuilding4.5metersbodyhasusedtheportalframe.contentincludingdesign.ThefollowingworkdonethetheelevationdesignandtheDuringtheofresistanceandfireresistance;inelevationcharacteristic.isreasonableandsatisfiestheconstruction’sfunctionrequest.Thedesignhasonstructurearrangementsizeloadwindloadworkonunder,verticalfunctionendogenicforcecomputation,forcedesign,designexplanationtherelated.Inmethod,baseregardingtheUsesbendingofdistributionverticalload,EndogenicforcestandardtextbookdesignandKey:Medium-sized;Building;structure;foundation前言在大學的四年里,我學習了材料力學結構力學巖土力學混凝土及砌體結構、鋼結構、房屋建筑學、橋梁結構、路基路面結構、土木工程施工等課程。通過這些課程的學習使我具備工程力學筑設計及施工的基本理論和基本知識。這些積累的知識最終要運用到實踐中去。畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)學生畢業(yè)前的最后學習和綜合訓練的階段,是知識深化、拓寬的重要過程,是學生學習、研究和實踐的全面總結,也是對學生綜合素質與工程實踐能力的全面檢驗,是實現本科培養(yǎng)目標的重要階段畢業(yè)設計給我一個將所學知識融匯貫通的機會。本著科學的原則,在做這個畢業(yè)設計之前我翻閱了大量的資料為這個畢業(yè)設計做了一定的準備。本畢業(yè)設計的題目為鴻運購物廣場設計這類建筑應符合城市規(guī)劃和環(huán)境保護的要求,并應合理地組織交通路線,方便群眾和體現對殘疾人員的關懷,并應符合適用、安全、衛(wèi)生等基本要求。由于框架結構的建筑平面布置靈活,可以用隔墻分隔空間,以適應不同使用功能的要求。同時本建筑根據標準貨架寬、柜臺寬、店員通道寬、購物顧客寬度、顧客股數等考慮結構的經濟性采用框架結構體系。由于本建筑樓板的平面形狀比較接近單向板受力,所以設計成單向承重的結構體系。豎向荷載同時傳給縱橫梁,縱橫梁與柱均設計成剛性連接,構成雙向框架結構體系。我把自己的汗水凝結在這份畢業(yè)設計,通過自身努力和老師同學的幫助,我把它獻給我的母校,也獻給我自己第一章
建筑設本設計商場地點位于黑龍江省綏化市,本地區(qū)地面平坦??紤]基地形狀與周圍環(huán)境城市規(guī)劃的要求,擬建商場設計為四層,總建筑面積12441.6
m
2
,其中營業(yè)面積為7464.96
m
2
,占總建筑面積的60%,大于規(guī)范規(guī)定的45%;倉儲面積414.72
m
2
,占總面積的3.33%,小于規(guī)范規(guī)定的30%;輔助部分面積
m
2
,占總建筑面積的小于規(guī)范規(guī)定的其設計既符合《商店建筑設計規(guī)范》JGJ62-90的規(guī)定,也符合設計任務書的要求。根據商場使用類別和建筑面積劃分,本商場屬于中型商場。為了顧客購物和貨物運輸的便利,營業(yè)部分設置自動扶梯,倉儲部分設置兩部貨梯。1.1平面設計功能分析:商場建筑按使用功能分為營業(yè),倉儲,輔助三個部分,其中以營業(yè)部分為主,要處理好貨流,顧客和職工流之間的關系。根據設計任務書中建筑總面積及各房間使用面積的要求,初步確定每層的房間的面積,形狀,尺寸等,并確定與其他部分的關系。根據功能分析,流線分析進行平面組合設計。首先確定組合方式。從商場建筑的使用功能及任務書所給的條件看,采用以營業(yè)廳為中心,周邊布置輔助房間的大廳式組合較為合理。根據功能要求和劃分的房間初步確定柱網尺寸。及總平面中確定的平面形狀,進行組合設計,從而得出一個初步的平面形狀。根據標準貨架寬,柜臺寬,店員通道寬,購物顧客寬度,顧客股數等考慮結構的經濟性,初步確定柱網尺寸為×7200mm在此基礎上,根據周圍環(huán)境,道路分布及走向,商店內流線分析,顧客流量等因素初步確定入口及樓梯的位置,數量及形狀。初步確定門窗的形狀,尺寸和位置。1.2
剖面設計根據任務書要求確定層數及各部分標高。層數:4層;首層:5.1m;標準層4.5m室內外高差450mm??紤]到商店營業(yè)廳通常沿墻布置貨架,剖面上對窗的尺寸沒有過多的限制,22因此營業(yè)廳窗臺高度和窗的尺寸由立面設計確定。倉儲部分與營業(yè)部分的隔墻不設窗,其余窗臺高度設為900mm。確定空間形狀。根據商店建筑的使用功能要求,其剖面形狀應采用矩形。確定豎向組合方式。由于該商場功能分區(qū)明確,各層房間數量和面積基本一致,因此采用上下空間一致的豎向組合方式即可。1.3立面設計根據平面,剖面設計,繪出初步的建筑體型,并在此基礎上調整,修改。根據平,剖面設計繪出初步的建筑立面,在此基礎上進行立面設計,即根據建筑構圖規(guī)劃,恰當的確定門,窗,柱,雨蓬,檐口,勒腳及必要的花飾等部分的比例,尺度,位置。重點處理:重點對建筑物出入口,樓梯轉角,檐口等部位進行設計。為增加商場的觀賞性,在二側設置玻璃幕墻。1.4防火設計與疏散防火設計商場的防火設計不僅要符合《建筑設計防火規(guī)范應符合《商店建筑設計規(guī)范》第四章的內容。本商場按照建筑耐火等級二級設計。防火間距最大允許長度150米,每層最大允許建筑面積2500,當建筑內設置自動滅火系統時,每層允許建筑面積按上述增加一倍。防火分區(qū)采用防火卷簾。本商場劃分為二個防火分區(qū),其最大允許建筑面積符合規(guī)定。商場中廳設自動扶梯。屋蓋采用非燃燒體。安全疏散商場營業(yè)部分疏散人數的計算,可按每層營業(yè)面積和顧客服務面積乘以換算系數來確定。底層外門,樓梯,走道的各自寬度符合防火規(guī)范的規(guī)定。商場營業(yè)廳每個防火分區(qū)至少有兩個安全出口,且營業(yè)廳任一點至最近安全出口直線距離不超過25米。商場營業(yè)廳的出入門,安全門凈寬度不小于米,并不設門檻。樓梯梯段寬度也大于1.4m,踏步300mm,踏步高150mm,均符合規(guī)范要求。本商場設置四部樓梯,樓梯布置均勻,空間導向性強,并使營業(yè)廳內任一點至最近樓梯的直線距離小于25m。1.5
構造設計本商場采用現澆整體式框架結構,總長,設伸縮縫。1.6局部設計屋頂本建筑的屋面采用平屋頂,排水方式為外排水,坡度為2%,采用SBS水卷材。門窗門窗均采用塑鋼門窗,具體尺寸見門窗表。按生活習慣,窗離地窗高3.3m。樓梯本建筑設有樓梯四個,自動扶梯一部,貨梯兩部,客梯兩部。扶梯,電梯均根據本商場的場地等各種條件和廠家預定。樓梯:初定為雙跑樓梯,樓梯間寬為3.8m,樓梯段寬為1.8m,梯井寬為0.1米,滿足防火疏散要求。衛(wèi)生間每層設置一個衛(wèi)生間。衛(wèi)生間為套間室,設前室。衛(wèi)生間設洗手盆,鏡子等衛(wèi)生器具的數量根據規(guī)范滿足《企業(yè)設計衛(wèi)生標準》中規(guī)定的衛(wèi)生器具數量。第2章結構設計2.1方案確定結構選型根據該建筑的使用功能及建筑設計的要求,進行了建筑平面立面及剖面設計。主體結構共4層首層層高5.1m,上部各層層高均4.5柱網選用×7.2m。2.1.2
2.1.2.1
填充墻采用厚的陶粒空心砌塊。門為玻璃門、塑鋼門、防火門,門洞尺寸依次為×3m,0.9×1.8m,1.8×2.1m,0.91.8m。窗為鋁合金窗,洞口尺寸為1.5×1.5m,2.1×3.9m。樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構,樓板厚度取100㎜。梁截面高度按梁跨度的~1/8估算,由此休息的梁截面尺寸見表,表中還給出了各層梁,柱和板的混凝土強度等級C(f=14.3Nm㎡,f=1.43Nm㎡)30ct表2-1梁截面尺寸()及各混凝土強度等級層次
混凝土強度等級
橫梁(b
縱梁(b
次梁(b24C30030
1
C
35
300
2.1.2.2
梁的截面尺寸應滿足承載力、剛度及延性要求。截面高度一般取梁跨度的1/12~1/8,為防止梁產生剪切脆性破壞,梁的凈跨與截面高度之比不宜小于。梁的截面高度可取1/3~1/2梁高,同時不小于梁寬,且不應小于250㎜??蚣芰海涸谠O防烈度為7度,高度55mm,度比h/L=18.6/45=0.413,梁高取柱距的1/12~1/8即h=(1/12~1/8)×7500=625937.5㎜故取h=700㎜。梁寬:b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)750=250~375㎜取b=300㎜。2.1.2.3
柱截面尺寸可根據柱的軸壓比按下列公式計算:
A0
[
]f
式中N——組合的軸壓設計值;F——計算的柱的負載面積;
E
——折算在單位面積上的重力荷載代表值,可根據實際荷載計算,也可近似取12~15KN/m;
——考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數,邊柱取1.3,不等跨內柱取1.25,等跨內柱取1.2;n——驗算截面以上樓層層數;
——柱截面面積;f
c
——為混凝土軸心抗壓強度設計值;[]
——框架柱軸壓比限值,對一級、二級、三級抗震等級分別取0.7、0.8、0.9。由此,[
],g。邊柱及中柱的負載面積分別為:E
3.75
㎡
㎡。由式(2-1)得第一層柱截面面積為:邊柱:
7.516.7
3
m㎡中柱:
3
m㎡取柱截面為正方形,根據上述計算結果并綜合考慮其它因,本設計柱截面尺寸取值:1層750×750㎜2~4層750×750㎜按上述方法確定的柱截面高不宜小于400mm,寬度不宜小350mm,柱凈x高與截面長邊尺寸之比大于4,滿足要求。2.1.2.4基礎采用樁基礎,埋深取基礎高度取1m,架結構計算簡圖如圖所示,取頂層形心線為框架柱軸線,梁軸線取至板底,2~層柱高即為層高取底層柱高度從基礎頂面取至一層板底,5.16.12.2框架結構計算重力荷載匯集屋面及樓面的永久荷載標準值屋面20厚細石混凝土保護層22×0.02=0.44m
2SBS卷材防水層0.4m
220厚水泥砂漿找平層20×0.02=0.4m150厚水泥蛭石保溫層5×0.15=0.75m
22一氈一油隔氣層0.05m
2100厚水泥爐渣找坡層13×0.1=1.3m
220厚水泥砂漿找平層20×0.02=0.4m
2鋼筋混凝土結構層25×0.1=2.5m
2V輕型鋼龍骨吊頂0.25m
2總計6.49kN/m
2合計1~3層樓面:
6.49KN/瓷磚地面(水泥粗沙打底)0.55m
2100厚鋼筋混凝土結構層25×0.1=2.5m
2V輕型龍骨吊頂0.25m
2總計3.30kN/m
2合計屋面及樓面可變荷載標準值
3.55KN/上人屋面均布活荷載標準值2.0KN/樓面活荷載標準值3.5KN/屋面雪荷載標準值
s
r
1.00.4KN/㎡o式中
為屋面雪分布系數取
1.0梁柱窗梁,柱可根據截面尺寸材料容重及粉刷等計算出單位長度上重力荷載。對墻門窗等算出單位面積上重力荷載,具體計算過程從略,計算結果見表。墻體為390㎜陶??招钠鰤K,外墻面貼瓷磚(0.5㎡),內墻為20㎜厚抹灰,則外墻單墻面重力荷載為:0.5+15×0.39+17×0.02=6.69KN/㎡;內墻為厚粘土空,為20,則內墻積載為:0.02KN/㎡表2-2梁柱重力荷載標準值層次
構件b(m)H(m)
r/(KN/㎡)
B
g(KN/m)Li(m)n
)
i
(KN
Gi
(KN)主梁0.3
0.7
25
1.05
5.906
6.45124
44271
次梁0.3柱0.7
0.60.7
2525
1.051.1
4.72513.475
6.455.1
5180
1554.35497.8
11479.1主梁0.3
0.7
25
1.05
5.906
6.45124
4723.624
次梁0.3柱0.7
0.60.7
2525
1.051.1
4.72513.475
6.454.5
5180
1554.34851
11128.9注:①表中為慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對重力荷載的增大系數g表示單長度構件重力荷載;n為構件數量②柱長度取層高重力荷載代表值集中于各樓層標高處的重力荷載代表值可根據如下計算結果得出(見圖i2-1)女兒墻(0.34+7.5×0.19+0.5)×28×7.2×kNG板3.3×7.2×7.2×100=10264.32KN底層門+G窗=0.2×1.8×3.0×9+0.45(0.91.8×7+1.8×2.1×0.4×1.5×1.5×11+1.2×2.1×3.90×13=174.54KN底層G墻=(7.2×12+10.5×3+3.9××7)×6.1×1.88+7.2×32×6.1×3.18=6205.68其它層G墻=(7.2×16+10.5×5+3.92+4.386×7)×4.5×1.88+7.2×32×4.5×3.18=4383.04其它層G門+G窗=0.45(0.9××5+1.8×2.1×15)+×1.5×1.5×14+1.2×2.1×3.90×15=191.07主梁:35.56×68=2275.84kN次梁:30.48×78=2255.52kN柱:底層×80=6576kN其它層×80=4851.2kN=10264.32+2275.84+2255.52+547.95+3065.04+(29.16+161.91+4851.2+2157.69+3297.02)/2=31869.95kNG=G=10264.32+29.16+161.91+2275.84+2255.52+4851.2+2157.69+3297.022+10886.4/2=30735.86kN=10264.32+(35.24+139.2+6576+4851.2+1736.38+2157.69+4469.3+3297.02+1kNbbEI0.858b3bbEI0.858b32.64c2.64c圖2-1各質點重力代表值2.2.2橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算框架側移剛度橫梁線剛度由于橫向剛度比縱向大跟多,以橫向為例梁長:L=7.2m,C混凝土,截面b×h=300700㎜303700I10mm4E3.0N/m㎡1212EI3.02.00.858中框架:iN㎜L72004邊框架:i5.3710N㎜L7200柱的線剛度:2~4層:層高4.5混凝土,截面b×h=700×700㎜30bh3I10mm,N/m㎡124i10N/m㎡c1層:層高5.1混凝土,截面b×h=700×700㎜30bhImm12ic
11
N㎜框架的抗側移剛度:1)梁柱線剛度比梁線剛度最大值i10N㎜柱線剛度最小值i
10
N㎜iiii則:i
i
max
,所以選用D值法進行計算。2)框架的抗側移剛度見表2-3。表2-3框架柱側移剛度D值層次
邊框架D10
4
N㎜)
中框架D
4
N㎜)
Di24
邊柱0.8060.287中柱04030.168
1.8371.075
8840.485150.518
3.1043.315
147004013123001
邊柱0.8310.294中柱0.4150.172
1.91.459
9422
0.490.526
3555
395980450000iD式中D——柱側移剛度;
(2-3)
——柱側移剛度修正系數;i
——柱線剛度。柱的側移剛度按式(2-3)計算,根據梁柱線剛度的不同,圖中的柱子可分為中框架邊柱和中柱,邊柱架中柱和邊柱。24層應用公式k
i124ic
ki計算1層應用公式kkic
k計算。k3)各層抗側移剛度總計由于結構縱向抗側移剛度遠大于橫向抗側移剛度,故只計算橫向抗側移剛度。2~4層:
D1866020/mmi1層:1762300N/iD0.930.7DiD186.602
0.8
滿足規(guī)范要求。表2-4各層層間側移剛度(Nmm)層次1
2
3
4
i
1762300
1866020
1866020
1866020由表2-4得故該框架為規(guī)則框架。(1)橫向自振周期計算按Ge
h1H
2
折算到主體結構的頂層,結構nnnnnnn頂點的假想側移由式,D,GikiGiijkkj
k見表2-5。表2-5結構頂點的假想側移計算層次
i
(KN)
Gi
(KN
Di
(KN/㎜
i
(㎜)
u
T
(㎜)4321
23657.1630735.8630735.8631869.95
23657.1654393.0285128.88116998.83
1866020186602018660201762300
12.6829.1545.6266.39
153.84141.16112.0166.39結構基本自震周期考慮填充墻影響折減系結構的基本自震周期為:
T
,其中量綱為,則1
T
u0.1077ST(2)水平地震作用及樓層地震剪力計算結構高度不超過40m,質量和剛度沿高度分布比較均勻,變形以剪切型為主,故可用底部剪力法計算水平地震作用,結構總水平地震作用標準值按下式計算,即:0.850.85116998.83KNeqi由于該工程所在地區(qū)抗震設防烈度為度,場地土為Ⅱ類,設計地震分組為第一組,規(guī)范查得:
max
0.08,TS由0.1sT0.35S,故1g1
max
(地震影響系數)底部總剪力:
G1
4831.14KN,因1.4T0.30.47S。g10頂部加地用系n各質點水平地震作用按式(2-4)計算,結果見表。i
n
GiiGj
j
n
(2-4)jVi
Fk
(2-5)k式中
i
——每層剪力;
i
——每層的重力荷載代表值;n4yn4yV
i
——各層總剪力。表2-6各質點橫向水平地震作及樓層地震剪力計算i
(KN
i
i
i
i
i
i
i
V
i(m
(KN)
(KN/m)
j
j
(KN)(KNj4
19.623657.164636800.32
1379
13793
15.130735.86464111.5
0.32
1379
275821
10.630735.86325800.16.131869.95194406.7
0.2250.134
969.613727.61577.54305.11其中
j
Hjjj
KNmj
j圖2-2水平地震作用分布(3)水平地震作用下的位移驗算
圖2-3水平地震作用下層間剪分布根據規(guī)范查得鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值為由此樓層最大位移與樓層層高之比:
i
h
1h60815502500550
111h'h30415502250550
滿足位移要求。(4)水平地震作用下框架內力計算ij
ijnij
i
(2-6)j式中
D
ij
——i層柱的側移剛度。框架柱端剪力及彎矩分別按式(2-6)計算,其D取自表2-4ij
D取自表ij2-5層間剪力取自表2-4各柱反彎點高度比按式
yyyyn2
3
確定其中
y
n
由表查得本例中底層柱需考慮修正值2第2層柱需考慮修正值和2其iikbcciikbccbccn余均無修正,具體計算過程見表2-7。表2-7各層柱端彎矩及剪力計層次
hV
Dijmm
Di
i
邊柱k
y
M
i
li
Di
i
中柱k
y
M
i
li4
4500
1379
18660203104022.941.8840.330.97
72.26
3315024.502.150.4
44.1
66.153
4500
2758
18660203104045.881.8840.482.58
123.8833150492.150.4599.23
121.282
4500
3722.6118660203104062.011.8840.5139.52139.523315066.222.150.5
149
1491
6100
4305.1117623002355051.531.9400.7245.65105.283500085.502.220.62323.36198.19注:上端:
i
i
,下端:
M
li1
,M單位為KNm,單位KN。ij梁端彎矩,剪力及柱軸力分別按列各式計算,具體過程見表。lMul11
2
(2-3)MrMlk1
(2-4)MlMrbVblNi12b3
b4
(2-5)(2-6)Nibk
(2-7)式中
M
lbc
,M
rblc
——梁左、右兩端端彎矩?!稀⑾露硕藦澗?。
——框架的剛度。表2-8梁端彎矩,剪力及柱軸計算層次
l
邊梁r
L
l
r
中梁
L
邊柱
軸力中柱4321
72.26154.85222.1244.8
33.0882.69124.12173.6
7.27.27.27.2
14.6332.9965.3358.11
33.0882.69124.12173.6
33.0882.69124.12173.6
7.27.27.27.2
9.1922.9734.4848.22
-14.63-47.62-112.95-171.06
5.4415.4646.3156.2注1)柱軸力中的負號表示拉,當為左地震作用時,左側兩根柱為拉縫,對應的右側兩柱為壓力。(2)表中
M
單位為KNm,
V
單位為KN,
l
單位為m。水平地震作用下框架的彎矩圖,梁端剪力圖及柱軸力圖如圖所示。圖2-4水平地震作用下框架彎圖圖2-5水平地震作用下梁端剪及軸柱力橫向風荷載作用下框架結構,內力和側移計算(1)風荷載標準值風荷載標準值按計算基本風0.55KN/載規(guī)szo范第7.3節(jié)查(迎風面)(背風面)B類地區(qū),由于建ss筑高度H=18.6mm,且高寬比
18.6
故不考慮風振系數,取。仍取平面圖中軸線3橫向框架其負載寬度為得沿房z屋高度的分布荷載標準值
s
根據樓層標高處的z高由表查i見圖2-5。
代入上式可得各樓層標高處見表沿房屋高度的分布荷載規(guī)范規(guī)定,對于高度小于0m,且高寬比小1.5的房屋結構不需要考慮脈動系數對結構的影響。表2-12沿房屋高度分布風荷載準值層次
Hm
i
Z
1
4321
19.6015.1010.606.10
0.840.740.740.74
2.6602.3442.3442.344
1.6631.4651.4651.4651nsn1nsn圖()風荷載眼沿房屋高的分布KN/m圖()等效節(jié)點集中風荷KN)框架結構分析時應按靜力等效原理將圖的分布風荷載轉化為節(jié)點集中荷載,計算過程如下F0.5+(2.344+1.465)1/3=19.285kN,其它計算方法相同。(2)風荷載作用下位移驗算根據圖2-6(B)所示的水平荷載由F計算層間剪然后依據表2-4,ikik3線框架的層間側移剛度,再按D,iiijkj
k對側移和絕對側移.計算過程由表2-10可見風荷載作用下框架的最大層間位移為1/118605,遠小于1/550,滿足規(guī)范要求。表2-10風荷載作用下框架層間力及側移計算
層次176.993iu0.044iD1762300
257.7080.0751866020
340.3740.0971866020
419.0680.1071866020
0.044
0.031
0.022
0.01h
i
mm
6.1
4.5
4.5
4.5/hi
1/138636
1/145161
1/204545
1/450000表2-12梁端彎矩,剪力及柱軸計算層次
M
lb
M
邊梁rb
L
M
lb
M
中梁rb
L
邊柱
軸力
中柱4321
0.999242376.277
0.4581.923879827
7.20.207.20.587.20.737.21.264
0.4581.923879827
0.4581.923879827
7.27.27.27.2
0.130.530.520.79
-0.20-0.778-1.507-2.771
0.070.1180.3270.801(3)風荷載作用下框架結構內力計算風荷載作用下框架結構內力計算過程與水平地震作用下的相同,此處從,面圖中3軸線橫向框架在風荷載作用下的柱端彎矩及剪力梁端彎矩、剪力及柱軸力分別見表2-11和表2-12。豎向荷載作用下框架結構的內力計算橫向框架內力計算(1)計算單元取3線橫向框架進行計算計算單元寬度為7.8m,如2-6示,由于房間的布置有次梁,故直接傳給該框的樓面荷載,如圖所示的水平陰影線所示,計算單元范圍內其余樓面荷,通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于各節(jié)點,由于縱向架梁的中心線與柱的中心線不重合,此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。(2)荷載計算在圖2-7,'
代表橫梁自重,為均布荷載形式,對于第4層:q6.89KN/m
q1
KN/m5307503007537al212212圖2-8各層梁上作用的活荷5307503007537al212212圖2-8各層梁上作用的活荷載21221207
0507,P分別由邊縱梁直接傳給柱的恒載,包括梁自重,樓板重和女等重力21荷載計算如下375075007500
1
21
2
1
2
'21
2
'21
2
21
1圖p=6.897.2=49.61+17.11+31.18+87.49=185.39kNp=6.892=49.61+62.36+174.99=286.96kN集中力MPe1
2
KNm,
M22集中力矩無偏心,則M,M取0。12對于1~3層,縱梁自重和其上橫墻自重為均部荷載,1樓板傳遞給橫梁的荷載q=3.3pp分別為邊縱梁,中縱梁直接傳遞給柱的荷載,12p=6.89(4.5-0.75)+4.3317.2=221.72p=6.892=245.03kN(3)活荷載活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖對于第4層:
q為2P
1
q2
P
2
q'2
P2
q2
P2
q'2
P
2
q2
P
1對于第4層對于1~3層
7各層q2=5.6kN/mp2=40.32kN40.32=80.64kN3.5=9.8kN/mp2=70.56kNp70.56=141.12kN(4)內力計算梁端柱端彎矩采用二次分配法計算,由于結構和荷載均對稱,故計算時可用半框架,彎矩計算過程如圖,所得彎矩圖如圖,梁端剪力可根據梁端豎向荷載引起的剪力相迭加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力迭加得到,計算柱底軸力還需考慮柱的自重,如表2-20所示(以3軸線框架為例)表2-18恒載作用下梁端總剪力總剪力層
AB
跨
BC
跨
跨
DE
跨次
A
B
B
V
V
D
D
E4321
63.1356.1955.7955.05
73.95953509
69.1158.6458.6458.30
67.9957.8857.8857.84
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07表2-19恒載作用下梁端剪力荷載引起的剪力
彎矩引起的剪力層次
AB跨=A
B
跨=V
跨V=D
DE跨=DE
AB跨=-A
B
跨B
V=-
跨D
DE=-D
跨E4321
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07
68.5458.0758.0758.07
-5.41-1.88-2.28-3.02
0.570.190.190.23
0000
0000表2-20恒載作用下柱軸力表柱軸力層
A
柱
B
柱
柱
D
柱次
N
N
N
N
N
N
N
N
4321
290.85711.031130.801549.84
365.10785.281205.051643.42
500.71988.401496.491995.36
574.961072.651570.742088.94
493.98989.411484.841980.23
568.231063.661559.092073.81
494.73990.351485.971981.59
568.981064.601560.222075.17表2-21活載作用下梁端剪力荷載引起的剪力
彎矩引起的剪力層次
AB跨=A
B=V
跨V=D
DE跨=DE
AB=-A
跨B
=B-
V=-
跨D
DE=-D
跨E4321
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28
-1.35(-0.27)-1.42-1.38-1.83
0.17(0.21)0.120.120.14
0(0)000
0(0)000圖2-9()恒荷載作用下橫向架彎矩的二次分配法KN圖2-10()恒荷載作用下的彎圖KN)
圖2-11跨中最大彎矩示意圖圖2-12活載雪載作用下橫向架彎矩的二次分配圖2-13活載作用下框架彎矩圖表2-22活載作用下梁端總剪表總剪力層次
AB
跨
BC
跨
跨
DE
跨
A
B
B
V
V
D
D
E4321
18.81(3.26)33.8633.9033.45
21.51(3.80)36.706611
20.33(3.74)35.4035.4035.42
19.99(3.32)35.1635.1635.14
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28
20.16(3.53)35.2835.2835.28表2-23活載作用下柱軸力表柱軸力層次
柱
A
柱
B
C
柱
柱
DN
N
N
N
4321
69.21(23.02)191.27(145.08)313.34(267.21)435.05
142.64(47.05)391.14(295.55)639.60(544.01)888.53
140.95(46.36)387.79(293.20)634.63(540.04)881.45
141.12(46.57)388.08(293.53)635.04(540.49)882.00,,(388.86)
(792.94)
(786.86)
(787.45)橫(1)結構抗震等級結構的抗震等級可根據結構類型,地震裂度,房屋高度等因素由表確定,由此可知本工程的框架為二級抗震等級防烈度為7度,高度小于30m的框架大跨結構)(2)框架內力組合本例考慮了四種內力組合,即1.2S
GK
S
QK
,S
GK
0.9S
QK
1.35
GK
QK
S
GK
,此外,于本工.2S
GK
QK
這種內力組合與考慮地震作用的組合相比一般比較小結構設計不起控制作用,故不予考,各層梁的內力組合結果見表2-24,2-25,2-262-27,表S
GK
QK
兩列中的梁端彎矩為經過調幅后的彎矩(調幅系數0.8)內力組合表見表,2-31,2-32,2-33。表2-244層框架梁內力組合截面
內力
GK
QK
WK
S
EK
雪
1.2SGK(SQK
)
[1.2(SRES)+1.3]
1.35+S
GKQK
1.21.→←
→
←A
MV
-48.66-15.9463.1318.81
3.560.20
72.2614.63
6226
-77.23102.29
-84.20101.89
19.4979.55
-121.4251.02
-88.01111.56
-1B
左
MV
-100.90-29.6673.9521.51
2.620.13
33.089.19
4.453.80
-160.04118.98
-165.17118.73
-71.9085.19
-136.4162.27
-177.74129.95
-11B
右
MV
-95.37-28.0569.1120.33
2.620.13
33.089.19
4.123.74
-151.15111.52
-156.28111.27
-66.2080.31
-130.7162.39
-168.02121.76
-11C
左
MV
-65.70-19.3567.9719.99
2.620.13
33.089.19
3.953.32
-103.36109.68
-108.50109.42
-35.5879.13
-100.0961.21
-115.79119.75
-11C
右
MV
-65.70-19.3568.5420.16
2.620.13
33.089.19
3.953.53
-103.36110.60
-108.50110.34
-35.5879.72
-100.0961.80
-115.79120.75
-11D
左
MV
-65.70-19.3568.5420.16
2.620.13
33.089.19
3.953.53
-103.36110.60
-108.50110.34
-35.5879.72
-100.0961.80
-115.79120.75
-11D
右
MV
-65.70-19.3568.5420.16
2.620.139.193.53
-103.36110.60
-108.50110.34
-35.2879.72
-100.0961.80
-115.79120.75
-11M
AB
73.75
73.02
100.30
110.86
72.11
7跨間
M
BC
62.80
62.83
112.33
112.63
61.00
6M
CD
65.11
65.11
113.79
113.79
63.32
6表2-253層框架梁內力組合截面
內力
GK
QK
WK
S
EK
雪
1.2SGK(SQK→←
)
[1.2(SRES)+1.3]→←
1.35+S
GKQK
1.21.4SA
MV
-46.08-30.6456.1933.86
3.590.59
154.8532.99
00
-94.67115.40
-101.71114.26
95.7297.97
-206.2433.64
-105.10123.26
-98114B
左
MV
-82.25-49.9759.9536.70
3.130.07
82.6927.55
00
-165.59-171.73123.39123.25
-15.8997.33
177.1343.61
-181.0132.31
-168123B
右
MV
-78.50-44.7058.6435.40
3.130.07
82.6927.55
00
-157.91-164.05120.0119.86
11.4995.57
-172.7441.84
-172.76128.72
-160119C
左
MV
-55.74-33.8757.8835.16
3.130.07
82.6927.55
00
-111.24-117.37118.75118.61
15.2294.78
-146.0341.05
-122.67127.36
-114118C
右
MV
-55.74-33.8758.0835.28
3.130.07
82.6927.55
00
-111.24-117.37118.75118.61
15.2294.78
-146.0341.05
-122.67127.36
-114118D
左
MV
-55.74-33.8758.0835.28
3.130.07
82.6927.55
00
-111.24-117.37118.75118.61
15.2294.78
-146.0341.05
-122.67127.36
-114118D
右
MV
-55.74-33.8758.0835.28
3.1382.690.0727.55
00
-111.24-117.37118.75118.61
15.2294.78
-146.0341.05
-122.67127.36
-114118M
AB
57.98
57.55
128.83
111.27
63.44
57.跨間
M
BC
55.71
55.72
117.13
117.42
61.74
55.M
CD
56.70
56.70
117.84
117.84
63.44
56.表2-262層框架梁內力組合截面
內力
GK
QK
WK
EK
雪
1.2SGK(SQK→←
)
[1.2(SRES)+1.3]→←
1.35+S
GKQK
1.21.4SA
MV
-50.87-32.4855.7933.90
2.660.73
222.1065.33
00
-103.91-109.12115.12113.69
156.15129.16
-276.951.77
-114.15122.78
-106114B
左
MV
-82.25-49.9760.3536.66
2.580.52
124.1249.87
00
-166.13-171.19124.25123.23
24.51119.44
-217.5322.19
-181.0132.80
-168123B
右
MV
-78.50-47.7058.6435.40
2.580.52
124.1249.87
00
-158.45-163.51120.44119.42
28.90117.33
-213.1320.08
-172.76128.72
-160119C
左
MV
-55.74-33.8757.8835.16
2.580.52
124.1249.87
00
-111.79-116.83119.19118.17
-55.61116.54
183.4619.29
-122.67127.36
-114118C
右
MV
-55.74-33.8758.0735.28
2.580.52
124.1249.87
00
-111.79-116.83119.19118.17
-55.61116.54
183.4619.29
-122.67127.36
-114118D
左
MV
-55.74-33.8758.0735.28
2.580.52
124.1249.87
00
-111.79-116.83119.19118.17
-55.61116.54
183.4619.29
-122.67127.36
-114118D
右
MV
-55.74-33.8758.0735.28
2.58124.120.5249.87
00
-119.19-116.83119.19118.17
-55.61116.54
183.4619.29
-122.67127.36
-114118M
AB
58.94
58.78
142.66
122.72
64.72
58.跨間
M
BC
55.70
55.71
128.00
128.40
61.74
55.M
CD
56.69
56.69
128.77
128.77
62.68
56.表2-271層框架梁內力組合截面
內力
GK
QK
WK
EK
雪
SGK(SQK→←
)
[1.2(REGKS)+1.3S]EK→←
1.35+S
GKQK
1.21.4SA
MV
-46.77-28.4255.0533.45
1.661.26
244.858.11
00
-94.29114.12
-97.54111.66
183.8121.25
-293.567.94
-102.93121.15
-95112B
左
MV
-82.74-50.2761.0937.11
1.490.79
173.611.8
00
-168.21-171.13126.04124.49
72.1783.19
-266.3560.18
-182.08134.43
-169125B
右
MV
-78.81-47.8858.3035.42
1.490.79
173.611.8
00
-160.37-162.84120.32118.77
76.7979.91
-261.7456.90
-173.43128.29
-16119C
左
MV
-55.74-33.8757.8435.14
1.490.79
173.611.8
00
-113.07-115.54119.38117.83
103.8579.37
-234.6756.36
-122.67127.28
-114118C
右
MV
-55.74-33.8758.0735.28
1.490.79
173.611.8
00
-113.07-115.54119.38117.83
103.8579.37
-234.6756.36
-122.67127.28
-114118D
左
MV
-55.74-33.8758.0735.28
1.490.79
173.611.8
00
-113.07-115.54119.38117.83
103.8579.37
-234.6756.36
-122.67127.28
-114118D
右
MV
-55.74-33.8758.0735.28
1.490.7911.8
00
-113.07-115.54119.38117.83
103.8579.37
-234.6756.36
-122.67127.28
-114118M
AB
62.18
61.99
169.45
128.67
67.78
62.跨間
M
BC
55.52
55.53
137.78
138.35
61.57
55.M
CD
56.69
56.69
138.74
138.74
62.68
56.表2-28橫向框架A柱彎矩和力組合層次
截面
內力
GK
QK
WK
S
EK
雪
1.2SGK(SQK
)
RE
[1.2(GK)+1.3QK
EK
0.5]
1.35+
GKQK
1.21.4→←
→
←柱
M60.83
19.92
3.65
72.26
3.28
104.46
97.31
134.16
-6.74
110.01
10頂N
290.85
69.21
0.20
14.63
23.02
445.29
446.54
257.39
286.86
460.47
444
柱
M-33.24-18.86
1.19
31.46
0.99
-65.13
-67.46
-7.13
-69.08
-71.28
-6底N
365.10
69.21
0.20
14.63
23.02
534.39
535.64
324.22
353.68
560.71
53柱
M
24.36
19.44
2.40
108.80
0.65
58.8
54.10
136.75
-75.41
61.10
56頂N711.03191.27
0.58
32.99
145.11120.341121.69
674.92
735.51
1147.34
1123
柱M
-30.94-18.80
1.29
72.54
0.00
-62.18-64.71
34.42
-107.03
-68.09
-6底N
785.28191.27
0.58
32.99
145.11209.441210.79
741.75
802.33
1247.57
121柱
M
32.6521.80
1.37
117.28
0.00
71.0468.36
153.54
-75.15
74.60
6頂N1130.8313.34
0.13
65.33
267.21795.121796.161096.25
1179.68
1833.65
1792
柱M
-41.0-24.92
1.12
117.28
0.00
-82.99-85.1966.23
-102.46
-90.24
-8底N1205.05313.34
0.13
65.33
267.21884.211885.261163.08
1246.50
1933.89
188柱
M17.4610.60
0.54
131.00
0.00
36.3235.26148.21
-107.24
38.41
35頂N1549.84435.050.3858.11388.92468.592469.201517.33
1622.36
2518.63
2461
柱M-8.73-5.30
1.39
305.60
0.00
-16.53-19.26287.72
-308.2
-19.21
-1底N1643.42435.05
0.3858.11388.92580.852581.491601.55
1706.58
2644.97
258表2-29
橫向框架A柱剪力組合層次
GK
QK
WK
EK
S1.4GK(0.7SQK
)
[1.2(SREGK)SQK
]EK
1.35GK+SQK
1.2GK1.4SQK
+4-20.9-8.62
1.08
23.05-36.09-38.21-0.22-15.16-40.28-37.153-12.29-8.5
0.82
40.3-25.84-27.4524.41-54.18-28.49-26.652-16.3710.38
0.55
29.04-4.57-5.6518.25-38.38-7.57-5.111-4.29-2.61
0.32
59.62-8.49-9.1253.09-63.17-9.45-8.80表2-30橫向框架B柱彎矩和軸組合層次
截面
內力
GK
QK
WK
S
EK
雪
SGK(SQK→←
)
[1.2(SRE)SQK→
]EK←
1.35+S
GKQK
1.1.5.2
107.0M
-6.86-2.02
0.41-5.92
-16.20
97.24
111.41-12.09-柱
4
0頂
N
500.71
142.6
0.1
9.1947.05800.02
801.06459.39484.22815.748434
柱
M
2.341.42
2.82
71.31
0
7.562.0372.27-66.785.15底
N574.96
142.6
0.1
9.19
47.05
889.12890.16526.22551.04915.988M
4-2.34-1.42
33.4170.0
0-1.43
-8.16163.01-168.50-5.15-柱
3
0頂
N
998.40
391.1
0.0
27.55
295.5
1745.041746.301003.541059.561731.151747
53
柱
M
2.341.42
2.81
139.13
0
7.552.04138.40-132.915.15底
N
1027.7391.1
0.0
27.55
295.5
1780.141781.401029.871085.891770.64170
47
52
柱
M-2.34-1.42
2.3
199.9
0-2.49
-7.10192.16-197.65-5.15-頂
5N
1496.5
639.6
0.5
49.87
544.0
2690.712691.741552.281631.002647.07260
2
1柱
M
2.74
1.67
1.92
199.94
0
7.513.74198.16-191.726.04底
N1570.7
639.6
0.5
49.87
544.0
2779.812780.841619.101697.832747.30270
20.9208.3
1M
-2.17-1.32
0
-3.48-5.42200.55-205.64-4.78-柱
90頂
N
1995.4
888.50.7
11.8
792.9
3638.073638.672150.262200.033564.49363
9
41
柱
M
-1.090.90
1.43
339.92
0
1.35-1.45330.85-332.0-0.21-底
N
2088.9
888.5
0.7
11.8
792.0
3750.363750.972189.482284.253690.823739
4表2-31橫向框架B柱剪力組層次
GK
QK
WK
S
EK
1.2SGK(SQK
)
[1.2(SREGK)SQK
0.5]
1.35GK+SQK
1.2GK1.4SQK
+42.040.76
0.40
37.143.93.1238.39-34.033.823.5131.040.63
0.89
64.413.001.2664.02-61.582.292.1321.130.69
1.30
83.313.601.0582.55-79.902.492.3210.530.36
1.6890.62
2.79-0.5188.99-87.721.221.14表2-32
橫向框架C柱彎矩和軸力組合層次
截面
內力
GK
QK
WK
S
EK
雪
1.2SGK(SQK→←
)
[REGK)S]QK→←
1.35GK+QK
1.1.5.2
107.0M
00
0
-4.404.40-104.28104.280柱
4
0頂
N
493.98
140.9
0.6
12.7346.36789.58790.62453.03477.85805.00524
柱
M
00
2.82
71.31
0
2.36-2.3669.52-69.520底
N568.23
140.9
0.6
12.73
46.36
878.68879.72519.85544.68905.245
23.4
170.0M
00
0
-2.882.88-165.78165.780柱
3
0頂
N
989.41
387.7
0.7
28.73
293.2
1729.551730.81994.391050.421715.72
185
03
柱
M
00
2.81
139.13
0
2.36-2.36135.65-135.650底
N
1063.7387.7
0.7
28.73
293.2
1818.651819.911061.221117.241515.96
10
8
5
02.3
199.9M
0
0
0
-1.971.97-194.94194.940柱頂
1484.8634.6
50.6
4-40.3
540.0N
2669.772670.80
1540.011618.732626.47
22
0
3
1
7
4柱
M
0
0
1.92
199.94
0
1.61-1.61194.94
-194.94
0底
N1559.1634.6
0.6
40.37
540.0
2758.872759.90
1606.83
1685.55
2726.7020
3
1
40.9M
0
0
208.30
0
0.830.83-203.13203.130柱
9頂
1980.2
881.4
0.3
48.6
786.8N
3610.003610.602088.902183.673537.1330
5
6
0
61
柱
M
0
0
1.43
339.92
0
1.20-1.20331.42331.420底
2073.8
881.4
0.3
48.6
786.8N
3722.293722.902173.132267.913663.4630
5
6
0
6表2-33
橫向框架CD柱剪力組合層次
GK
S
QK
WK
EK
1.2SGK(SQK
)
[RE)]
1.35GK+QK
1.2GK1.4QK
+400
0.40
37.140.34-0.3436.21-36.2100300
0.89
64.410.75-0.7562.80-62.8000200
1.30
83.311.09-1.0981.2381.2300100
1.68
90.621.41-1.4188.35-88.3500框架柱內力組合取每層柱頂和柱底兩個控制截面。表2-34
橫向框架A柱柱端組合彎矩設計的調整層次
4
3
2
1截面
柱頂
柱底
柱頂
柱底
柱頂
柱底
柱頂
柱底
(c
c
M
b
)
130.4
112.3
117.4
121.8
133.7
154.0
125.46
196.05
2
3
5
7
1
RE
N
340.58
395.66
745.17
800.25
1150.12
1205.2
1558.66
957.8表2-35
橫向框架B柱柱端組合彎矩設計的調整層次
4
3
2
1截面
柱頂
柱底
柱頂
柱底
柱頂
柱底
柱頂
柱底
b
113.4100.7
145.4
130.7180.43
266.45
176.37
242.76
RE
N
457.3498.7
947.9989.2
1437.5
1478.8
1967.69
2019.1表2-36
橫向框架CD柱柱端組合彎矩設值的調整層次
4
3
2
1
截面(c
c
M)b
柱頂121.8
柱底柱頂柱底柱頂103.4173.75150.42183.75
柱底183.75
柱頂170.73
柱底270.35
NRE
450.49491.8938.81980.121425.371466.681911.751963.192.4.梁板柱配筋計算框架梁僅以第一層AB跨梁為例,說明計算方法和過程,其它層梁的配筋計算結果見表2-33。梁的正截面受彎承載力計算26222622由框架梁內力組合表選出AB跨跨間截面的最不利內力,并將支座中心處的彎矩換算為支座邊緣控制界面的彎矩進行配筋計算。支座彎矩:=391.41-9.340.75/2=387.91kN·mAM=0.75387.91=290.93kN·REA0.75/2=328.58kNmBM328.58=246.44kN·mREB上式中:為承載力抗震調整系數彎的梁和軸壓比小于的偏心受壓取RE0.75,軸壓比大于0.15的偏心受壓取0.8;其它受剪的構取0.85。RE跨間最大彎矩發(fā)生在跨中,不需調整,
m
=70.8kN·m當梁下部受拉時,安T面計算,上部受拉時按矩形設計,翼緣計算寬度,當跨度考慮時=l/3=7.2/3=2.4m梁間距考慮時b+=2475+300ffn=h==0
'f
/。故此0種情況不起控制作用,故b=2800mmb'為T型截面受彎構件翼緣計算寬度;ff為梁的腹板寬度;梁(肋)的凈距hn
'f
為翼緣高度梁截面高度為截面有效高;凝土保護層度。向配選用HRB鋼筋,s(fV
V
360N/mm)
0.52筋T于
fb(h/(665-100/2)=2875.74KN1cfkN·m屬于第一類型截面Mfh2=/(16.7)=0.003cf00.003fb'h/f=0.003=mmf
2實配筋416A=804mm)s上各式中:
==0.40%>0.2%
為系數當
,k
50N/mm取1.0f
2取0.94中間值時,0s62s0s62s20s62s0s62s2按線性插入法取用相受壓區(qū)高度是關系數;為縱向受拉鋼筋截面面積;為構件實際配筋率。支座截面按矩形計算,邊跨A支座。hha=700-35=665mm,M/
fb1c
'f
h0
=/(16.7665
2
)=0.11210.131Sc
'f
h/f=0.119=1101mm0
2實配筋420A=1256mm)1256/(300=0.63%>0.25%邊跨B支座:同樣hha=700-35=665mmM/h2=246.44/(16.7665)=0.111cf00.118S'h/f=0.118=mmc0
2實配筋420A=1256mm)1256/(300=0.63%>0.25%底層梁的斜截面受剪承載力計算AB跨:=152.35KN<0.2bh==滿足RE要求。梁端加密區(qū)箍筋取2Φ。箍筋用HPB235f=210KN/mm)則f+1.25ft0y
/s==307.16kN>118.69kN上各式中:f混凝土抗拉強度;f為箍筋的抗拉強度設計值S為箍筋間距A為單肢tyvsv箍筋的截面面積n為同一截面內箍筋的肢數;
sv
為箍筋配筋率。加密區(qū)長度取及500較大者,則取1100mm。非加密區(qū)箍筋長度取2肢Φ8@150,箍筋設置滿足要求。22表2-37框架梁縱向鋼筋計算層次
截面
M
kN/m
mms
2
Amm
2
實配鋼筋Amm
/
A
/%支座AAB跨間
-97.044107.777
0.0530.0071
804
824450
420416
0.98
0.510.4
l
-141.93
0.079
804
792
420
1
0.514
BrBC跨間
-129.56769.827
0.072
804
571285
420416
0.71
0.520.4C
l
-116.76
0.065
804
515
420
0.78
0.52Cr間
跨
-118.27273.645
0.065
804
518285
420416
0.78
0.520.4
l
-120.158
0.067
804
527
420
0.763
0.52支座AAB跨間
-169.819155.029
0.095
804
756652
422416
1
0.520.4
l
-194.707
0.11
804
873
422
0.92
0.52
r
-187.111
0.106
804
873
422
0.96
0.523
間
跨
103.953
435
416
0.4C
l
-181.335
0.102
804
810
422
0.99
0.
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