材料的物理力学性能.docx
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材料的物理力学性能
题目部分，（卷面共有87题,299.0分,各大题标有题量和总分）
一、填空题（22小题,共54.0分）
1．（1分）一般情况下，混凝土的强度提高时，延性（）。
2．（2分）混凝土在长期不变荷载作用下将产生（）变形，混凝士随水分的蒸发将产生（）变形。
3．（2分）钢筋的塑性变形性能通常用（）和（）两个指标来衡量。
4．（1分）混凝土的线性徐变是指徐变变形与（）成正比。
5．（2分）热轧钢筋的强度标准值系根据（）确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据（）确定。
6．（2分）钢筋与混凝土之间的粘结力由化学胶结力、（）和（）组成。
7．（2分）钢筋的连接可分为（），（）或焊接。
8．（1分）混凝土一个方向受拉、另一个方向受压时，强度会（）。
9．（2分）混凝土强度等级为C30，即（）为30N／
，它具有（）的保证率。
10．（2分）钢筋和混凝土两种材料组合在一起，之所以能有效地共同工作，是由于（）、（）以及混凝土对钢筋的保护层作用。
11．（2分）混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力（），钢筋的应力（）。
12．（2分）对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为（）时的应力作为假定的屈服点，即（）。
13．（2分）钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：
有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为（）和（）。
14．（6分）碳素钢可分为（）、（）和（）。
随着含碳量的增加，钢筋的强度（）、塑性（）。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为（）。
15．（4分）钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是（）、（）、（）、（）。
16．（3分）钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为（），（），（）。
17．（3分）光面钢筋的粘结力由（）、（）、（）三个部分组成。
18．（3分）钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越（）、直径越（）、混凝土强度越（），则钢筋的锚固长度就越长。
19．（5分）混凝土的极限压应变包括（）和（）两部分。
（）部分越大，表明变形能力越（），（）越好。
20．（3分）混凝土的延性随强度等级的提高而（）。
同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所（），最大压应力值随加荷速度的减小而（）。
21．（2分）钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力（），钢筋的应力（）。
22．（2分）混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力（），钢筋的应力（）。
二、单项选择题（36小题,共99.0分）
1．（2分）在轴向压力和剪力的共同作用下，混凝士的抗剪强度
A、随压应力的增大而增大；
B、随压应力的增大而减小；
C、随压应力的增大而增大，但压应力超过一定值后，抗剪强度反而减小；
D、与压虚力无关。
2．（2分）混凝土强度等级按照（）确定。
A、立方体抗压强度标准值；B、立方体抗压强度平均值；
C、轴心抗压强度标准值；D、轴心抗压强度设计值。
3．（2分）下列说法正确的是
A、加载速度越快，测得的混凝土立方体抗压强度越低；
B、棱柱体试件的高宽比越大，测得的抗压强度越高；
C、混凝纷土立方体试件比棱柱体试件能更好地反映混凝土的实际受压情况；
D、混凝土试件与压力机垫板间的摩擦力使得混凝土的抗压强度提高。
4．（2分）混凝土立方体抗压强度标准值按（）确定。
A、
B、
；C、
D、
5．（2分）在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中
A、徐变使混凝土压应力减小；
B、混凝土及钢筋的压应力均不变；
C、徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大；
D、徐变使混凝土压应力增大，钢筋压应力减小。
6．（2分）热轧钢筋冷拉后
A、可提高抗拉强度和抗压强度；B、只能提高抗拉强度；
C、可提高塑性，强度提高不多；D、只能提高抗压强度。
7．（2分）下列哪一项说法不正确
A、消除应力钢丝和热处理钢筋可以用作预应力钢筋；
B、《混凝土规范》不允许采用冷加工钢筋作为混凝土结构用筋；
C、HPB、235级钢筋不宜用作预应力钢筋；
D、钢筋混凝土结构中的纵向受力钢筋宜优先采用HRB、400级钢筋。
8．（2分）无明显流幅钢筋的强度设计值是按（）确定的。
A、材料强度标准值×材料分项系数；
B、材料强度标准值／材料分项系数；
C、0.85×材料强度标准值／材料分项系数；
D、材料强度标准值／（O.85×材料分项系数）。
9．（2分）同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是
A、
；B、
；C、
；D、
，
10．（3分）混凝土若处于三向应力作用下，当。
A、横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度；
B、横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度；
C、三向受压会降低抗压强度；
D、三向受压能提高抗压强度；
11．（3分）混凝土的弹性模量是指。
A、原点弹性模量；
B、切线模量；
C、割线模量；
D、变形模量；
12．（3分）混凝土强度等级由150mm立方体抗压试验，按（）确定。
A、平均值
；
B、
；
C、
；
D、
；
13．（3分）规范规定的受拉钢筋锚固长度
为。
A、随混凝土强度等级的提高而增大；
B、随钢筋等级提高而降低；
C、随混凝土等级提高而减少，随钢筋等级提高而增大；
D、随混凝土及钢筋等级提高而减小；
14．（3分）属于有明显屈服点的钢筋有。
A、冷拉钢筋；
B、钢丝；
C、热处理钢筋；
D、钢绞线；
15．（3分）钢材的含碳量越低，则。
A、屈服台阶越短，伸长率也越短，塑性越差；
B、屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好；
C、强度越高，塑性越好；
D、强度越低，塑性越差；
16．（3分）钢筋的屈服强度是指。
A、比例极限；
B、弹性极限；
C、屈服上限；
D、屈服下限；
17．（3分）能同时提高钢筋的抗拉和抗压强度的冷加工方法是。
A、冷拉；
B、冷拔；
18．（3分）规范确定
所用试块的边长是。
A、150mm；
B、200mm；
C、100mm；
D、250mm；
19．（3分）混凝土强度等级是由（）确定的。
A、
；
B、
；
C、
；
D、
；
20．（3分）边长为100mm的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数。
A、1.05；
B、1.0；
C、0.95；
D、0.90；
21．（3分）
指的是混凝土的。
A、弹性模量；
B、割线模量；
C、切线模量；
D、原点切线模量；
22．（3分）在下列关于混凝土徐变的概念中，正确的是
A、周围环境越潮湿，混凝土徐变越大；
B、水泥用量越多，混凝土徐变越小；
C、水灰比越大，混凝土徐变越小；
D、初始压应力越大，混凝土徐变越小。
23．（3分）钢筋的冷加工有两种方法（冷拉、冷拔）
A、二者都可提高钢筋的抗拉和抗压强度；
B、冷拉时钢筋的冷拉应力应低于钢筋的屈服点；
C、冷拔后的钢筋没有明显的屈服点；
D、冷加工（冷拉、冷拔）后对塑性没有影响。
24．（3分）HRB400级钢筋的抗拉强度设计值
。
冷拉III级钢筋的抗拉强度设计值
，则冷拉III级钢筋的抗压强度设计值
A、310
；B、340
；C、400
；D、420
25．（3分）钢筋经冷拉后，
A、可提高
和
；B、可提高
和伸长率；
C、可提高
和
；D、可提高
，但不能提高
。
26．（3分）对钢筋冷加工的目的是：
A、提高屈服强度；B、增加钢材的塑性；
C、提高钢筋与混凝土的粘结强度；D、调直、除锈。
27．（3分）对无明显屈服点的钢筋，《规范》取用的条件屈服强度为：
A、应变为0.2%时所对应的应力；B、应变为2%时所对应的应力；
C、极限抗拉强度的0.8倍；D、极限抗拉强度的0.85倍。
28．（3分）混凝土强度等级C30表示：
A、混凝土的立方强度≥30N/mm2；
B、混凝土的棱柱体抗压强度设计值
≥30N/mm2；
C、混凝土的轴心抗压强度标准值
≥30N/mm2；
D、混凝土的立方强度达30N/mm2的概率不小于95%。
29．（3分）混凝土收缩变形
A、与混凝土所受的应力大小有关；
B、随水泥用量的增加而减小；
C、随水灰比的增加而增大。
30．（3分）在下列关于混凝土收缩的概念中，正确的是：
A、配置钢筋限制收缩裂缝宽度，但不能使收缩裂缝不出现；
B、为减小收缩应力，应提高混凝土强度等级；
C、为减小收缩应力，应多配分布钢筋；
D、设变形缝，可防止混凝土收缩。
31．（3分）钢筋和混凝土之间的粘结强度，
A、当外荷大时，其粘结强度大；
B、当钢埋入混凝土中长度长时，其粘结强度大；
C、混凝土强度等级高时，其粘结强度大；
D、钢筋级别低时，其粘结强度大。
32．（3分）混凝土的极限压应变
A、包括弹性应变和塑性应变、塑性部分越大、延性越好；
B、包括弹性应变和塑性应变，弹性部分越大，延性越好；
C、是
曲线上最大压应力所对应的应变值。
33．（3分）在混凝土受拉开裂之前的瞬间
A、混凝土内钢筋受拉应力达到屈服应力；
B、混凝土内钢筋受拉应力仍很低；
C、混凝土变形与钢筋变形不一致；
D、混凝土与钢筋之间的粘结力已破坏。
34．（3分）在I、II级钢筋周围混凝土受压破坏之前的瞬间
A、钢筋受压力达400N/mm2；
B、钢筋受压应力仍很低；
C、受压钢筋已达屈服。
35．（3分）混凝土的变形特点是：
A、应力和应变成正比例，即
；
B、均匀受压时
大，非均匀受压时
小；
C、当
→
时，
→
；
D、低强度等级混凝土的
比高强度等级混凝土的
大。
36．（3分）混凝土的变形模量
A、随混凝土应力增加而降低；
B、与混凝土弹性系数
有关，弹性系数越小，其值越大；
C、与混凝土强度等级有关、强度等级越高，其值越小；
D、与混凝土弹性模量有关，弹性模量越大，其值越小。
三、问答题（29小题,共146.0分）
1．（9分）试述混凝土棱柱体试件在单向受压短期加载时应力一应变曲线的特点。
在结构计算中，峰值应变
和极限压应变
各在什么时候采用？
2．（8分）什么是混凝土的徐变?
影响混凝土徐变的主要因素有哪些?
徐变会对结构造成哪些影响?
3．（10分）画出软钢和硬钢的受拉应力-应变曲线?
并说明两种钢材应力-应变发展阶段和各自特点。
4．（4分）混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?
5．（6分）混凝土的强度等级是根据什么确定的?
我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些?
6．（7分）单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关?
混凝土轴心受压应力--应变曲线有何特点?
常用的表示应力--应变关系的数学模型有哪几种?
7．（7分）什么是混凝土的疲劳破坏?
疲劳破坏时应力--应变曲线有何特点?
8．（9分）什么是混凝土的徐变?
徐变对混凝土构件有何影响?
通常认为影响徐变的主要因素有哪些?
如何减少徐变?
9．（3分）建筑工程中所用钢筋有哪几种？
10．（4分）钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为哪两类？
分别绘制它们的应力-应变曲线，并标明它们各自的强度指标。
11．（4分）什么是条件屈服强度？
12．（4分）检验钢筋的质量主要有哪几项指标？
13．（3分）什么是钢筋的屈强比？
它反映了什么问题？
14．（5分）什么叫钢筋的冷拔？
冷拉和冷拔对钢筋的性能的改变有何不同？
15．（4分）如何确定混凝土的立方体抗压强度标准值？
它与试块尺寸的关系如何？
16．（4分）需要焊接的钢筋为什么要先焊接后冷拉？
17．（4分）当荷载不变长期作用时，受压柱中钢筋和混凝土的压应力是否随时间变化？
18．（4分）确定混凝土的轴心抗压强度时，为何要用
（
为棱柱体的高，
为棱柱体的宽）的棱柱体当试件？
19．（5分）为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标？
它与混凝土立方体抗压强度有什么关系？
20．（5分）什么是混凝土的极限压应变
？
21．（5分）什么是混凝土的徐变、线性徐变、非线性徐变？
22．（4分）徐变和塑性变形有什么不同？
23．（4分）为什么伸入支座的钢筋要有一定的锚固长度？
钢筋在绑扎搭接时，为什么要有足够的搭接长度？
24．（5分）在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土能够共同工作的基础是什么？
25．（4分）影响混凝土抗压强度的因素是什么？
26．（3分）什么是混凝土的疲劳强度？
27．（4分）若混凝土试块以低于疲劳强度的应力值，在百万次以上重复作用后，是否会发生疲劳破坏？
28．（4分）什么是混凝土的收缩？
29．（4分）影响混凝土徐变的因素有哪些？
====================答案====================
答案部分，（卷面共有87题,299.0分,各大题标有题量和总分）
一、填空题（22小题,共54.0分）
1．（1分）[答案]
降低
2．（2分）[答案]
徐变、收缩
3．（2分）[答案]
伸长率、冷弯性能
4．（1分）[答案]
应力
5．（2分）[答案]
屈服强度
、极限抗拉强度
6．（2分）[答案]
摩阻力、机械咬合力
7．（2分）[答案]
绑扎搭接、机械连接
8．（1分）[答案]
降低
9．（2分）[答案]
立方体抗压强度标准值、95％
10．（2分）[答案]
钢筋和混凝土之间有良好的粘结力、二者温度线膨胀系数接近
11．（2分）[答案]
增大减小
12．（2分）[答案]
0.2%条件屈服强度
13．（2分）[答案]
软钢硬钢
14．（6分）[答案]
低碳钢中碳钢高碳钢提高降低普通低合金钢
15．（4分）[答案]
强度塑性焊接性能粘结力
16．（3分）[答案]
两者之间良好的粘结力两者相近的线膨胀系数混凝土包裹钢筋避免钢筋锈
17．（3分）[答案]
胶结力摩擦力挤压力
18．（3分）[答案]
高粗低
19．（5分）[答案]
弹性应变塑性应变塑性应变大延性
20．（3分）[答案]
降低增加减小
21．（2分）[答案]
减小增大
22．（2分）[答案]
减小增大
二、单项选择题（36小题,共99.0分）
1．（2分）[答案]
C
2．（2分）[答案]
A
3．（2分）[答案]
D
4．（2分）[答案]
B
5．（2分）[答案]
C
6．（2分）[答案]
B
7．（2分）[答案]
B
8．（2分）[答案]
C
9．（2分）[答案]
B
10．（3分）[答案]
D
11．（3分）[答案]
A
12．（3分）[答案]
B
13．（3分）[答案]
C
14．（3分）[答案]
A
15．（3分）[答案]
B
16．（3分）[答案]
D
17．（3分）[答案]
B
18．（3分）[答案]
A
19．（3分）[答案]
A
20．（3分）[答案]
C
21．（3分）[答案]
B
22．（3分）[答案]
C
23．（3分）[答案]
C
24．（3分）[答案]
B
25．（3分）[答案]
D
26．（3分）[答案]
A
27．（3分）[答案]
D
28．（3分）[答案]
D
29．（3分）[答案]
C
30．（3分）[答案]
A
31．（3分）[答案]
C
32．（3分）[答案]
A
33．（3分）[答案]
B
34．（3分）[答案]
C
35．（3分）[答案]
D
36．（3分）[答案]
A
三、问答题（29小题,共146.0分）
1．（9分）[答案]
下图是一次短期加载下混凝土的应力—应变曲线。
0a段，
关系接近直线，主要是骨料和结晶体受力产生的弹性变形。
ab段,
大约在（0.3～0.8）
之间，混凝土呈现明显的塑性，应变的增长快下应力的增长。
bc段。
应变增长更快，直到
混凝土受压时的应力一应变曲线峰值应变
，应力此时达到最大值——棱柱体抗压强度
。
cd段，混凝土压应力逐渐下降，当应变达到
时，应力下降趋缓，逐渐稳定。
峰值应变
，是均匀受压构件承载力计算的应变依据，一般为0.002左右。
极限压应变
，是混凝土非均匀受压时承载力计算的应变依据，一般取0.0033左右。
2．（8分）[答案]
在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间的增加而徐徐增长的现象称为徐变。
徐变主要与应力大小、内部组成和环境几个因素有关。
所施加的应力越大，徐变越大；水泥用量越多，水灰比越大，则徐变越大；骨料越坚硬，徐变越小；振捣条件好，养护及工作环境湿度大，养护时间长，则徐变小。
徐变会使构件变形增加，使构件的应力发生重分布。
在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。
在混凝土超静定结构中，徐变会引起内力重分布。
3．（10分）[答案]
下面两图中的上图是软钢（有明显流幅的钢筋）的应力应变曲线。
在A点（比例极限）之前，应力与应变成比例变化；过A点后，应变较应力增长为快，到达
点（屈服上限）钢筋开始塑流；B点（屈服下限）之后，钢筋进人流幅，应力基本不增加，而应变剧增，应力-应变成水平线；过c点以后，应力又继续上升，到达D点（极限强度）；过D点后钢筋出现颈缩，应变迅速增加，应力随之下降，在E点钢筋被拉断。
下图是硬钢（无明显流幅的钢筋）的应力-应变曲线。
钢筋应力在大约0.65倍的极限抗拉强度之前，应力-应变按直线变化，之后，应力-应变呈曲线发展，但直到钢筋应力达到极限抗拉强度，没有明显的屈服点和流幅。
超过极限抗拉强度后，由于颈缩出现下降段，最后被拉断。
4．（4分）[答案]
（1）要求钢筋强度高，可以节省钢材；
（2）要求钢筋的塑性好，使结构在破坏之前有明显的预兆；
（3）要求钢筋的可焊性好，使钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形；
（4）要求钢筋与混凝土的粘结锚固性能好，使钢筋与混凝土能有效地共同工作。
5．（6分）[答案]
混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。
立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件（温度为20±3℃，湿度≥90%），在28d龄期用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度。
《混凝土结构设计规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。
6．（7分）[答案]
影响混凝土强度的因素有：
水泥强度等级、水灰比、骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件、混凝土的龄期，以及试件的大小和形状、试验方法、加载速率等。
混凝土轴心受压应力--应变曲线的特点：
曲线包括上升段和下降段两个部分。
上升段可分为三段，在第一阶段，由于应力较小，混凝土的变形主要是骨料和水泥结晶体产生的弹性变形，而水泥胶体的粘性流动以及初始微裂缝变化的影响一般很小，曲线接近为直线；
7．（7分）[答案]
混凝土在荷载重复作用下引起的破坏。
混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。
在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的增大而增大。
一次加载应力小于破坏强度时，加载卸载应力--应变曲线为一环状，在多次加载、卸载作用下，应力应变环变的密合，经过多次重复曲线密合成一条直线。
如果加载应力大于破坏强度，曲线凸向应力轴，在重复荷载过程中渐成直线，再重复多次加卸载，曲线逐渐凸向应变轴，无应力环形成。
随着重复荷载次数的增加，曲线倾角不断减小，最终试件破坏。
8．（9分）[答案]
混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。
徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。
同时，徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。
混凝土轴心受压应力--应变曲线的特点：
曲线包括上升段和下降段两个部分。
上升段可分为三段，在第一阶段，由于应力较小，混凝土的变形主要是骨料和水泥结晶体产生的弹性变形，而水泥胶体的粘性流动以及初始微裂缝变化的影响一般很小，曲线接近为直线；
a）主要因素：
内在因素是混凝土的组成和配比。
b）环境影响包括养护和使用条件。
c）应力条件
9．（3分）[答案]
分热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋。
10．（4分）[答案]
有明显屈服点的钢筋（即软钢）和无明显屈服点的钢筋（即硬钢）。
应力-应变曲线（略）
11．（4分）[答案]
硬钢的极限强度很高，变形很小，没有明显屈服点，通常取相应于残余应变
时的应力
作为名义屈服点，称为条件屈服强度。
12．（4分）[答案]
对软钢有屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。
对硬钢有极限强度、伸长率、冷弯性能。
13．（3分）[答案]
屈强比为钢筋的屈服强度与极限强度的比值。
它反映结构可靠性的潜力及材料的利用率。
14．（5分）[答案]
冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝膜。
冷拉可以提高钢筋的抗拉强度但不能提高钢筋的抗压强度。
冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。
15．（4分）[答案]
按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
试件尺寸越小，抗压强度值越高。
16．（4分）[答案]
因为焊接时产生的高温会使钢筋软化，即强度降低，塑性增加。
17．（4分）[答案]
钢筋的压应力随时间的延长而增长，混凝土的压应力因徐变随时间的延长而减小。
18．（4分）[答案]
混凝土的抗压强度随试件高宽比的大小而变化，但当
时，混凝土的棱柱体抗压强度趋于稳定。
19．（5分）[答案]
钢筋混凝土受压构件中棱柱体多于立方体，所以棱柱体抗压强度比立方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际强度。
混凝土的棱柱体抗压强度低于混凝土的立方体抗压强度。
20．（5分）[答案]
混凝土的极限压应变是指混凝土棱柱体受压破坏时的最大压应变。
21．（5分）[答案]
徐变：
混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象。
线性徐变：
当混凝土应力较小时（
）时，徐变变形与初应力成正比，这种徐变即线性徐变。
22．（4分）[答案]
（1）徐变主要为水泥凝胶体的黏性流动。
塑性变形主要为混凝土内微裂缝的发展。
（2）徐变可部分恢复。
塑性变形不可恢复。
（3）有应力（不论大小）即有徐变。
塑性变形只在应力较大时发生。
23．（4分）[答案]
设锚固长度的目的是通过该长度上黏结应力的积累，使钢筋在支座中锚固可靠，不会被拔出。
钢筋绑扎搭接时，只有在搭接长度足够长时，才能通过钢筋与混凝土之间的黏结力来传递钢筋与钢筋之间的内力。
24．（5分）[答案]
（1）钢筋与混凝土之间的粘结力；
（2）钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近（钢为1.2×10-5；混凝土为1.0×10-5～1.5×10-5）；（3）钢筋与构件边缘之间的混凝土保护层，保护钢筋不易发生锈蚀，不
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