多层厂房建设与加层改造设计技术指南.docx

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多层厂房建设与加层改造设计技术指南

 

多层厂房建设与加层改造

设计技术指南

 

浙江省住房和城乡建设厅

二〇一四年三月

前言

土地是十分宝贵和有限的资源,节约土地是我们每个公民应尽的职责和义务。

浙江人多地少,土地资源紧缺,建设用地短缺的矛盾日益成为我省经济社会发展的瓶颈因素。

为此,浙江省委、省政府作出了加快建设多层厂房、实施“空间换地”的战略决策,积极鼓励和引导企业“向空中要土地”,推动工业厂房建设由单层向多层发展,以“立体化”发展模式提高土地集约利用率,破解土地制约的难题,让有限的土地最大限度地发挥效能,让最小的土地面积实现最大的工业产出。

为了指导企业有序推进多层厂房建设与加层改造,浙江省住房和城乡建设厅委托浙江省建筑设计研究院主编了《多层厂房建设与加层改造设计技术指南》。

本指南首先明确了适用范围主要为浙江省内建筑高度不大于24m的多层厂房的新建、改建和加层工程,然后从规划、建筑、结构和设备等多个方面着手,为我省多层厂房的设计提供指导,主要内容包括:

总图布置、建筑设计、结构体系与布置、结构分析与设计、预制装配整体式厂房设计、既有厂房改建设计、建筑机电设计、绿色工业厂房、建筑的节材措施、建筑抗震、抗台风、防火等。

本指南采用的符号、计量单位和术语均按照现有国家标准的有关规定。

本指南的具体解释工作由浙江省建筑设计研究院负责,在执行过程中,请各单位结合工程实践,深入研究,不断总结经验,并将意见和建议寄交:

浙江省建筑设计研究院结构与岩土工程研究室,《多层厂房建设与加层改造设计技术指南》编制组(地址:

杭州市安吉路18号,邮编310006,E-mail:

)。

 

编写指导人:

益德清

主要编写人:

施祖元李冰河姚昭晖周平槐朱鸿寅杨彤李晨曦

参与编写人:

姚国梁何江杨晔科李国梁

1总则

2总图布置

2.1选址与布局

2.2总平面设计

2.3配套设施

2.4道路规划

2.5绿地规划

2.6竖向规划设计

2.7管线综合

3建筑设计

3.1一般规定

3.2总图设计

3.3建筑平面设计

3.4轴线柱网与厂房建筑模数

3.5多层厂房的剖立面设计

3.6山地多层厂房设计

4结构体系与布置

4.1一般规定

4.2钢筋混凝土结构

4.3钢结构

4.4其他结构体系

4.5楼(屋)盖结构

5结构分析与设计

5.1荷载与作用

5.2场地、地基和基础

5.3结构计算分析

5.4钢筋混凝土结构设计

5.5钢结构设计

5.6常见质量问题及预防措施

6预制装配整体式厂房设计

6.1一般规定

6.2计算分析

6.3构件与连接设计

7既有厂房改建设计

7.1一般规定

7.2既有厂房的鉴定

7.3既有厂房改建设计

8建筑机电设计

8.1给水排水

8.2暖通空调

8.3电气

8.4智能化

9绿色工业厂房

9.1一般规定

9.2节能与能源利用

9.3节水与水资源利用

9.4环境保护

10建筑节材措施

10.1建筑材料节材措施

10.2建筑设计节材措施

10.3结构设计节材措施

11建筑抗震、抗台风、防火

11.1抗震设计要求

11.2抗台风设计要求

11.3防火设计要求

附:

名词解释

1总则

1.0.1为在浙江省内的多层工业厂房中执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,符合节地、节水、节能、节材和环境保护的要求,制定本技术指南。

1.0.2本指南主要适用于建筑高度不大于24m的多层厂房的新建、改建和加层。

1.0.3多层厂房通常用于某些生产工艺适宜垂直运输的工业企业和需要在不同标高作业的工业企业,以及生产设备和产品的体积、重量较小,适于采用多层生产的工业企业。

1.0.4多层厂房设计应为施工安装、维护管理、测试和安全运行创造必要的条件。

1.0.5浙江省内多层厂房的建设与加层改造设计可参照本指南所规定的原则和方法进行。

2总图布置

2.1选址与布局

2.1.1多层工业用地选址与布局需依据国家以及浙江省现行的卫生、环境保护、城乡规划及土地利用等法规、标准和拟建工业企业建设项目生产过程的卫生特征、有害因素及危害状况,结合浙江省内建设地点的规划与现状,水文、地质、气象等因素以及为保障和促进人群健康的需要,进行综合分析而确定。

2.1.2多层工业用地选址应避免在自然疫源地选择建设地点。

向大气排放有害物质的工业企业应布置在当地夏季最小频率风向的被保护对象的上风侧。

2.1.3严重产生有毒有害气体、恶臭、粉尘噪声且目前尚无有效控制技术的工业企业,不得在居住区、学校、医院和其它人口密集的被保护区域内建设,属于放射性工业企业严禁设在市区内。

2.1.4排放工业废水的工业企业严禁在饮用水源取水点上游1000m、下游500m范围内选址,固体废弃物堆放和填埋场必须避免选在废弃物扬散、流失的场所以及饮用水源取水点的近旁。

2.1.5在同一工业区内布置不同卫生特征的工业企业时,应避免不同职业危害因素(物理、化学、生物等)产生交叉污染。

食品工业和精密电子仪表等工业应设在环境洁净,绿化条件好、水源清洁的区域。

2.1.6在规划设计中,工业企业的选址应与工业用地类别相对应,但当工业协作上有需要,企业也愿意,不影响其生产,则应允许一、二类工业企业放在三类工业用地内。

2.1.7一类多层工业用地可以集中组成工业区,也可以和居住用地混合布置,并符合卫生和消防的相关要求。

2.1.8二类多层工业用地应单独设置,不得和居住用地混杂。

工业用地与居住用地之间的距离,应符合卫生防护距离的有关规定。

已搬迁或废弃的二类多层工业用地在环境保护有关规定年限内,未作清污处理之前,禁止作为居住、公共建设用地。

2.1.9三类多层工业用地应远离城市中心区单独布置,污染较严重的工业宜集中布局,应布置在城市下风向、下游方向的独立工业地段。

已搬迁或废弃的三类工业用地在环境保护有关规定年限内,未作清污处理之前,禁止作为居住、公共建设用地。

2.1.10多层工业用地的自然坡度要和工业生产工艺、运输方式和排水坡度相适应。

对安全距离要求很高的厂宜布置在山坳或丘陵地带,有铁路运输时则应满足线路铺设要求。

2.1.11应协调工业与农业用水的平衡,用水量大的工业企业应布置在供水量充沛可靠的地方,对水质有特殊要求的工业企业,规划布局时必须予以充分注意。

2.1.12多层工业用地必须有可靠的能源供应,大用电量工业用地要尽可能靠近电源布置。

2.1.13多层工业用地不应选在抗震设防烈度为7度的发生断层的地区。

山地城市中,应避开滑坡、断层、岩溶或泥石流等不良地质地段,避开爆破危险地区。

2.1.14多层工业用地选址应避开洪水淹没地段,一般应高出当地最高洪水位0.5m以上。

最高洪水频率,大、中型企业为百年一遇,小型企业为50年一遇。

2.1.15多层工业用地选址不应布置在水库坝址下游,如必须布置在下游时,应考虑安置在水坝发生意外事故时,建筑不致被水冲毁的地段。

2.1.16工业用地应注重与公路、码头、车站、仓库等有便捷的交通联系,中小型工业企业要尽可能利用原有运输设施,靠近铁路接轨站、码头、公路进行布置,大型联合企业货运量大,须开辟新的线路,增建新的运输设施。

2.1.17某些工业企业选址对气压、湿度、空气含尘量、防磁、防电磁波、地基、土壤以及防爆、防火等有特殊要求时,应在布置时予以考虑。

2.1.18对于有易燃、易爆危险性的工业企业,要求远离居住区、铁路、公路、高压输电线等,厂区应分散布置,同时还须在其周围设置特种防护地带。

2.1.19多层工业用地选址与布局还应避开以下地区:

军事用地、水利枢纽、大桥等战略目标;国家和省内规定的重要历史文物古迹埋藏地区以及生态保护区与风景区;埋有地下设备的地区;具有开采价值的矿产资源地、湿地、森林、自然生态保护区。

2.2总平面设计

2.2.1多层工业用地总平面设计应以所在城市总体规划、分区规划、控制性详细规划及当地主管部门提供的规划条件为依据。

2.2.2根据不同类别工业性质合理确定各类用地构成比例,应有一定比例的配套设施及道路、停车、卸货用地。

2.2.3多层工业用地总平面设计应结合浙江省气候条件、自然地形、周围环境、地域文化和建筑环境特点,因地制宜地确定规划。

2.2.4多层工业厂房技术经济指标表见表2.2.4。

表2.2.4多层工业厂房技术经济指标

序号

名称

单位

数量

备注

1

规模

2

总用地面积

ha

其他用地

ha

总建筑面积

m2

3

地上建筑面积

m2

地下建筑面积

m2

4

建筑基底面积

m2

5

道路广场面积

m2

6

绿地面积

m2

7

建筑密度

%

8

容积率

9

绿地率

%

10

机动车停车位数量

货运停车位数量

11

非机动车停车数量

2.3配套设施

2.3.1一类、二类多层工业用地内可配套建设一定规模的职工宿舍,三类工业用地内严禁建设职工宿舍。

2.3.2职工食堂宜集中或分区集中设置,不应布置在污染源的下风、下游方向。

2.3.3用地内应设置一定数量的货运公共停车场和机动车配建停车位。

2.4道路规划

2.4.1根据地形、用地四周的环境条件、用地规模及工业门类运行方式,选择经济、便捷的道路系统和道路断面形式‌。

2.4.2厂区内道路的布置,应符合下列要求:

1满足生产、运输、安装、检修、消防及环境卫生的要求;

2划分功能分区,并与区内主要建筑物轴线平行或垂直,宜呈环形布置;

3与竖向设计相协调,有利于场地及道路的排水;

4厂外道路连接便捷,与城市交通性主干道或‌跨‌境‌公‌路、‌铁‌路、港口‌等交通设施有顺畅的交‌通‌联系。

2.4.3道路宜采用平面交叉,交叉应设置在直线路段,且垂直正交。

特殊情况下需要斜交时,交叉角不宜小于45度,露天矿山道路受地形条件所限时,交叉角可适当减小。

2.4.4道路系统的设置应考虑防灾要求和预留消防通道。

2.4.5主要人流出入口宜与主要货流出入口分开设置。

人流主出入口应布置在居住地段一侧,货流出入口应位于主要货流方向,与外部道路连接方便。

‌2.4.6大型及货流量较大的工业项目应先取得交通规划评估意见,且应有不少于两条对外连接的主要道路。

其主要出入口地段宜设置适当规模的广场。

2.5绿地规划

2.5.1根据不同的布局方式、环境特点及用地的具体条件,多层工业用地宜采用集中与分散相结合,点、线、面相结合的绿地系统,并宜保留和利用用地范围内的已有树木和绿地。

2.5.2生产区与其它功能区之间应当设置符合环境保护要求的绿地。

2.6竖向规划设计

2.6.1多层工业用地在进行竖向设计之前,要对场地区域进行分析,根据建厂规模及重要性,确定合理的建筑场地最低设计标高。

2.6.2多层工业用地竖向设计应与用地总体布局同时进行,使各项建设在平面上统一和谐、竖向上相互协调。

应有利于建筑布置及空间环境的规划和设计。

2.6.3多层工业用地竖向规划应满足下列要求:

1各项工程建设场地及工程管线敷设的高程要求;

2城乡道路、交通运输、广场的技术要求;

3用地地面排水及城乡防洪、排涝的要求。

2.6.4同一城市的多层工业用地竖向规划应采用统一的坐标和高程系统。

2.7管线综合

2.7.1多层工业用地内管线综合布置,必须在满足生产、安全、检修的条件下节约用地。

当技术经济比较合理时,应共架、共沟布置。

管架的布置,应符合下列要求:

1管架的净空高度及基础位置,不得影响交通运输、消防及检修;

2不应妨碍建筑物自然采光与通风;

3有利厂容。

2.7.2多层工业用地内管线带的布置应与道路或建筑红线相平行。

2.7.3山区建厂,管线敷设应充分利用地形。

并应避免山洪、泥石流及其它不良地质的危害。

2.7.4当工业企业分期建设时,管线布置应全面规划,近期集中,近远期结合。

近期管线穿越远期用地时,不得影响远期用地的使用。

2.7.5地上管道的敷设,可采用管架式、低架式、地面式及建筑物支撑式。

2.7.6敷设有火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体、液化石油气和可燃气体等管道的管架,与火灾危险性大和腐蚀性强的生产、贮存、装卸设施以及有明火作业的设施,应保持一定的安全距离,除使用该管线的建筑物外,均不得采用建筑物支撑式,并减少与铁路交叉。

 

3建筑设计

3.1一般规定

3.1.1多层厂房设计应利用楼层设置为生产工艺创造有利的条件。

3.1.2多层厂房设计应合理布局生产区域,辅助工段靠近服务对象布置,使工艺流程简洁顺畅。

3.1.3多层厂房的设计应考虑节约用地节约投资,缩短厂区道路和管网,分间布局灵活,有利于工艺流程的改变等特点。

3.1.4多层厂房的设计应考虑以人为本,便于管理,方便生产的原则。

3.2总图设计

3.2.1工业企业总图布置应符合国家和地区的总图设计、防火、安全、卫生、交通运输等有关标准规范。

3.2.2工业企业总图布置应合理布置内外交通流线,货物运输流线与人员流线应按工艺要求进行合理组织与规划,考虑人货分流,垂直运输应尽可能方便货运,靠近出入口,减少水平运输距离。

3.2.3生产区绿化种植宜配置具有减少噪声污染、阻挡粉尘、净化空气,且易生长、适应性强的植物。

3.2.4厂区出入口的位置和数量,应根据企业的生产规模、工业用地面积及总平面布置等因素综合确定,规模较大的厂区出入口的数量一般不宜少于两个。

3.2.5工业企业总图布置应统筹考虑运输设备和生活辅助用房的布置、基地的形状、厂房方位等因素。

3.3建筑平面设计

3.3.1多层厂房的平面设计应科学功能分区,合理确定生产、办公、生活服务设施等区域,各项设施的布置应紧凑、合理,人行交通与货运交通应明确便捷,互不干扰。

3.3.2多层厂房的平面设计应满足生产工艺的要求,按生产工艺流向的不同,多层厂房的垂直生产工艺流程布置可归纳为三种类型,自上而下式,自下而上式,上下往复式,应根据不同类型生产工艺合理选择建筑布局。

3.3.3生活辅助用房的布置应考虑为生产服务方便原则,且不应影响主要生产车间的采光通风条件。

3.3.4生活辅助用房与生产车间组合布置时,宜合理设计两部分的层高与衔接关系,提高建筑利用率。

当生产车间的层高低于3.6米时宜将生活间布置在主体内,在生产车间的层高大于4.2米时宜采用错层设计。

3.3.5楼电梯布置原则

1厂房疏散楼梯应布置于醒目位置;

2楼电梯布置宜采取人货互不交叉原则;

3楼电梯底层应与主要主入口连接,货梯布置应方便货运,布置在原材料进口和成品出口处;

4电梯数量设置应满足生产工艺及货流运输需要布置,尽量减少水平运输距离;

5水平运输通道应有一定宽度,主要电梯口及出入口间,应预留临时堆物及装卸货空间,通道之间应以坡道连接;

6电梯间附近宜设楼梯和辅助楼梯,以便故障和维修时保证运输。

3.3.6多层厂房应根据生产特点和使用方便的原则设置卫生用房,并应符合相应的卫生标准要求。

3.3.7多层厂房内浴室、盥洗室、厕所的设计,应按劳动者最多的班组人数进行设计,并设计好男女比例。

3.3.8多层厂房内厕所不宜距工作地点过远,并应有防臭,防潮,防蝇措施,一般应为水冲式,同时应设洗手池、洗污室。

3.3.9男女厕位及比例设置应满足《工业企业设计卫生标准》GBZ1规定的要求。

3.3.10建筑外墙和屋面应考虑放热隔温,围护结构的内部和表面应避免结露、发霉等现象。

3.4轴线柱网与厂房建筑模数

3.4.1多层厂房柱网的尺寸应综合考虑厂房的结构形式、采用的建筑材料、构造做法及在经济上是否合理等。

3.4.2多层厂房设计应采取模数设计,M为基本模数符号,1M等于100mm。

3.4.3多层厂房设计的柱网选择时首先应满足生产工艺的需要,并应符合《厂房建筑模数协调标准》GB\T50006规定的要求。

3.4.4厂房建筑的平面和竖向协调模数的基数值均应取扩大模数3M,厂房建筑构件的截面尺寸,宜按1/2M或1M进级。

3.4.5厂房各层的层高应采用扩大模数1M数列。

3.4.6厂房的柱距应采用扩大模数3M数列。

3.4.7在一个建设场地内,确定各厂房设计方案时,宜使构配件的类型统一,模数化尺寸,标准化设计。

3.4.8在技术经济合理的基础上,厂房的体形应力求简单,避免设置纵横跨和多跨厂房中的高度差。

3.5多层厂房的剖立面设计

3.5.1多层厂房层数的确定主要取决于生产工艺,同时应考虑厂址的地质条件、结构形式、施工方法等因素。

3.5.2多层厂房的层高宜按模数设计,综合考虑生产标准及设备管道布置,起重运输设备等要求及厂房进深,采光和通风等因素。

3.5.3多层厂房宜采用双面侧窗天然采光,当厂房进深过大时,宜提高侧窗的高度,相应地增加建筑层高满足采光要求,采光要求应根据我国《工业企业采光设计标准》GB50033的规定进行计算。

3.5.4在确定厂房层高时,采用自然通风的车间,应按照《工业企业设计卫生标准》GBZ1的规定,每名工人所占厂房体积不少于13立方米,面积不少于4平方米,以利提高工效,保证工人健康。

3.5.5进行多层厂房立面处理时,厂房的外观形象和生产使用功能、物质技术应用应达到有机的统一,给人以简洁大方的形象。

3.5.6多层厂房的墙面处理应根据厂房的采光、通风、结构、施工等各方面的要求,处理好门、窗与墙面的关系。

3.5.7多层厂房的立面设计时,宜将楼梯、电梯或提升设备组合在一起,在构图上与主要生产部分形成强烈的横竖对比,使厂房造型富有变化。

3.5.8多层厂房的墙面处理宜将窗和墙面的某种组合作为基本单元,有规律地重复地布置在整个墙面上,从而获得工整的效果。

3.5.9多层厂房的主要人员及货物出入口应设置雨篷。

3.5.10建筑幕墙与外窗宜根据朝向做好外遮阳处理。

3.6山地多层厂房设计

3.6.1山坡地区建筑物纵轴宜顺等高线布置,以减少土石方和基础深度,便于运输,同时应避免贴山过近,以减少削坡及挡土墙、护坡工程。

3.6.2竖向布置方式通常分为三种:

平坡式、阶梯式和混合式。

1平坡式:

当用地平均坡度小于5%时,地面宜设计为平坡。

2阶梯式:

当用地平均坡度大于8%时,且单排建筑占地顺坡方向高差达1.5米左右时,宜规划为阶梯式,台地之间应用挡土墙或护坡连接。

3阶梯与平坡结合的混合式:

用地自然坡度为5%-8%时,宜结合地形适当进行工程处理,混合式布局。

采用混合式布置时,台地的划分应与场地的功能和使用性质相协调。

3.6.3护坡坡比值小于1:

0.5宜采取草皮土质,坡比值1:

0.5~1:

1.0宜采用砌筑型。

3.6.4挡土墙经济高度为1.5~3.0米,不宜超过6米,超过6米时宜退台处理,退台宽度不小于1米。

3.6.5高度大于2m的挡土墙和护坡的上缘与建筑间水平距离不应小于3m,其下缘与建筑间的水平距离不应小于2m。

3.6.6山地多层厂房主要道路宜平缓,道路纵坡不应小于0.2%,且不应大于8%,确有困难的地方,最大不得超过10%,且坡长不应大于80米,机动车道路横坡宜为1%~2%。

3.6.7山地多层厂房出入口的布置应充分利用地形,合理运用地形特点,做好竖向设计。

3.6.8山地多层厂房场地应进行平整与土石方计算:

1场地平整应根据场地的适合坡度和确定的地面形式进行。

2应本着满足使用要求、节省土石方和防护工程量的原则,确定平整方案。

3土石方平衡应遵循“就近合理平衡”的原则,根据建设时序,分工程、分阶段地充分利用周围有利的取土和弃土条件进行平衡。

4结构体系与布置

4.1一般规定

4.1.1结构体系应根据建筑的重要性分类、抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料、工艺条件和施工等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。

4.1.2设计应重视结构的选型。

对于沿海台风频发地区和抗震设防区,应选用承载能力高、抗风能力和抗震性能良好的结构体系和结构布置方案,选用的结构体系应受力明确、传力简捷。

4.1.3结构体系应具有必要的承载能力、刚度和延性,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载能力。

对可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强措施。

4.1.4结构体系尚宜符合下列各项要求:

1宜有多道防线。

2结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

3要有合理的刚度和承载力分布,避免过大的应力集中和变形集中。

4.1.5常用的多层工业厂房结构体系主要有:

现浇钢筋混凝土框架结构、现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢框架结构、钢框架-支撑结构、预制装配整体式结构以及钢-混组合结构。

在确保工程质量与安全的前提下,结构设计应积极采用和推广新结构、新技术、新材料和新工艺。

4.1.6结构平面形状宜简单、规则。

不应采用严重不规则的平面布置。

台风多发地区宜选用风作用效应较小的平面。

4.1.7竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和收进。

楼层质量沿高度宜均匀分布。

4.1.8同一层楼面应尽量在同一个标高上。

当设置错层或局部夹层时应采取有效措施以保证楼面水平力的有效传递。

4.1.9体型复杂、平立面不规则的厂房,应综合考虑不规则程度、地基基础条件、平面尺寸、上部荷载分布和技术经济等因素,确定是否设置防震缝、伸缩缝、沉降缝。

4.1.10坡地建筑应合理利用地形,设计中应重点处理好山体边坡问题。

4.1.11伸缩缝的最大间距宜符合表4.1.11的规定。

表4.1.11伸缩缝的最大间距

结构体系

施工方法

最大间距(m)

框架结构

装配式

75

现浇式

55

剪力墙结构

装配式

65

现浇式

45

注:

1框架-剪力墙结构的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值;

2当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时,伸缩缝间距应适当减小;

3位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的厂房,伸缩缝的间距宜适当减小;

4有充分依据,并采取措施后,伸缩缝最大间距可适当增大。

4.2钢筋混凝土结构

4.2.1框架结构宜采用双向梁柱刚接的抗侧力体系,以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载;抗震区不宜采用单跨框架。

4.2.2主体结构除个别部位外,不应采用铰接。

不与框架柱或抗震墙相连的次梁,按非抗震要求进行设计。

4.2.3框架结构按抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重的混合形式。

框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重。

4.2.4框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。

抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,其布置应符合下列规定:

1避免形成上、下层刚度变化过大;

2避免形成短柱;

3减少因抗侧刚度偏心而造成的结构扭转。

4.2.5框架结构的砌体填充墙及隔墙应与框架柱或梁有可靠的连接和锚固,可采取设置拉结筋、构造柱和圈梁等措施。

4.2.6框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。

抗震设计时,结构两主轴方向均应布置剪力墙,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的刚度接近,减少结构的扭转变形。

4.2.7纵横

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