CN112144657A - 钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法 - Google Patents

钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法 Download PDF

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CN112144657A CN202010980413.6A CN202010980413A CN112144657A CN 112144657 A CN112144657 A CN 112144657A CN 202010980413 A CN202010980413 A CN 202010980413A CN 112144657 A CN112144657 A CN 112144657A
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Abstract

本申请公开一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，包括以下步骤：提供顶梁柱、提供压力警示器、提供万向节点结构以及安装万向节点结构。万向节点结构包括底座、磁场组件、定子、转子、万向杆以及万向输出帽。磁场组件固定于底座中，且提供磁场；定子固定于底座且位于磁场中，定子引出有导线；转子位于底座且与定子配合；万向杆被构造为可沿转子的轴向相对于转子作往复运动并使得转子自转，以使得转子切割磁场；万向杆的顶端形成有万向球头，万向输出帽形成有球铰卡槽，万向球头卡接于球铰卡槽中。通过钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法来施工钢结构房屋，能够使得钢结构房屋的屋顶结构满足抗风和抗震的要求。

Description

钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法
技术领域
本申请涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法。
背景技术
现代钢结构建筑中，经常会出现需要柱顶与梁铰接的结构，目前对于此种铰接节点连接的设计大多数是通过螺栓来达到近似铰接节点的要求，螺栓除了传递所有的剪力外，也传递未被释放的面内面外少量的弯矩。
随着社会经济的发展，越来越多的大跨度，倾斜的柱顶与梁铰接的结构出现，在此类结构中，采用设置少量螺栓来达到近似铰接节点的方式已达不到目前铰接的要求，不能满足抗风和抗震的要求。
发明内容
本申请提供了一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，通过钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法来施工钢结构房屋，能够使得钢结构房屋的屋顶结构满足抗风和抗震的要求。
本申请提供了一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，方法包括以下步骤：
提供顶梁柱，且在顶梁柱的顶端开设螺纹孔；
提供压力警示器，将压力警示器固定于顶梁柱的壁面，且压力警示器的电缆引出；
提供万向节点结构，万向节点结构包括底座、磁场组件、定子、转子、万向杆以及万向输出帽；底座的底端形成有螺杆，磁场组件固定于底座中，且提供磁场；定子固定于底座且位于磁场中，定子引出有导线；转子位于底座且与定子配合；万向杆被构造为可沿转子的轴向相对于转子作往复运动并使得转子自转，以使得转子切割磁场；万向杆的顶端形成有万向球头，万向输出帽形成有球铰卡槽，万向球头卡接于球铰卡槽中；
安装万向节点结构，将万向节点结构放置于顶梁柱的顶端，且将底座的螺杆螺接于顶梁柱的顶端的螺纹孔中，将定子引出的导线与压力警示器的电缆导通。
上述方案中，提供了一种能够钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其包括步骤：提供顶梁柱、提供压力警示器、提供万向节点结构以及安装万向节点结构。通过上述步骤，能够得到一根具有压力警示器和万向节点结构的顶梁柱，该顶梁柱通过万向节点结构的万向输出帽与其他钢结构连接，以构成钢结构的屋顶结构。其中，万向节点结构可和压力警示器联动，当屋顶结构遇地震、大风或者其他原因导致震动时，万向节点结构可接收该震动，且会使得压力警示器发生警示，以提醒人们。其中，万向节点结构可和压力警示器联动是这样产生的：当屋顶结构遇地震、大风或者其他原因导致震动时，万向节点结构可接收该震动，从而万向输出帽会受到震动，导致万向杆发生抖动，有钢结构屋顶结构本身的重量，在震动条件下万向输出帽会下沉，则会使得万向杆下沉，从而导致转子自转。由于磁场组件固定于底座中，且提供磁场，定子固定于底座且位于磁场中，故转子自身转动会切割磁场，从而使得定子产生电动势，产生感应电流，电能由导线能够输出至压力警示器，压力警示器得以工作，从而提醒人们。由于电能被消耗了，且转子与磁场发生相互作用，产生电磁阻尼力矩，转动受到抑制，减缓万向输出帽的下沉，保证钢结构屋顶结构的稳定性。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，万向杆形成有内腔，且内腔在竖直方向上延伸；
内腔的内壁形成有内螺纹；
转子沿竖直方向形成有杆体，杆体的周壁设有滚珠，滚珠嵌设于内螺纹中，且可随内螺纹的螺旋方向相对于万向杆滑动。
其中，上述提供了万向杆和转子的结构，通过在万向杆的内腔设置内螺纹，在转子的杆体的周壁设置滚珠，从而实现万向杆可沿转子的轴向相对于转子作往复运动并使得转子自转的技术方案，同时，由于滚珠在内螺纹中滚动，其也会产生摩擦力，也提供阻力矩，也减缓万向输出帽的下沉，保证钢结构屋顶结构的稳定性。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，滚珠的数量为三，三个滚珠沿正三角阵列且分别固定在嵌设在杆体的轴承的内环中；
万向杆的壁面设有注液密封口；
在安装万向节点结构的步骤中，由注液密封口向万向杆的内腔中注入非牛顿流体。
其中，上述方案中，滚珠的数量为三个，且沿正三角阵列布置，故保证了滚珠滚动地稳定性，保证万向杆相对于转子作竖直的往复运动并使得转子自转的稳定性。同时，在万向杆的内腔中注入非牛顿流体，也能够在高等级地震或风力发生时，快速地响应钢结构屋顶结构的震动，避免屋顶屋顶结构的突然下沉。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，滚珠为钢制滚珠，且钢制滚珠的表面形成有贯穿孔；
贯穿孔由钢制滚珠的一面贯穿至另一面，在钢制滚珠的横截面中，贯穿孔包括第一部分、第二部分以及第三部分；
其中，第一部分、第二部分以及第三部分相互连通，且第一部分的在钢制滚珠的表面的端口限定第一开口，第三部分的在钢制滚珠的表面的端口限定第二开口；
第一部分和第三部分呈三角形，第二部分呈矩形，第一部分的第一开口的口径和第三部部分的第二开口的口径大于第二部分的口径。
上述方案中，提供了钢制滚珠的具体结构，贯穿孔的设计，使得非牛顿流体能够快速的提供阻尼力。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，杆体的壁面还固定有三个密封球，密封球为ABS制得，且其表面形成有硅胶。三个密封球处于三个钢制滚珠的上方。密封球与万向杆的内壁形成的内螺纹密封接触。万向杆的顶部形成有气孔，气孔连接外界和万向杆的内腔。
上述方案中，通过气孔连接外界和万向杆的内腔，使得万向杆的内腔中的压力稳定，同时设置密封球以保证万向杆的内腔的密封性。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，定子包括四个凸极以及四个线圈；
磁场组件包括四个永磁体，四个凸极与四个永磁体依次交替连接构成闭环结构，线圈缠绕于凸极，线圈引出导线；
转子的底端位于闭环结构中，且转子的底端形成有四个与凸极对应的凸缘。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，万向节点结构还包括复位结构；
复位结构为弹簧，弹簧套设于转子的杆体中，且弹簧的一端抵接于底座，弹簧的另一端抵接于万向杆。
可选地，在一种可能的实现方式中，还包括以下步骤：
提供服务基站；
在提供压力警示器的步骤中，压力警示器包括LED灯和通信模块；
在安装万向节点结构的步骤中，将定子引出的导线分别与LED灯和通信模块的电缆导通，通信模块被构造为向服务基站传输电位信号。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供万向节点结构的步骤中，万向球头的表面套设有自润滑防护垫。
可选地，在一种可能的实现方式中，在提供顶梁柱的步骤中，在螺纹孔的表面设有垫片，且垫片和顶梁柱的表面之间填充有微孔塑料。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实施例中钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法的施工流程图；
图2为本实施例中顶梁柱、压力警示器以及万向节点结构结构示意图；
图3为本实施例中万向节点结构的结构示意图；
图4为本实施例中滚珠的结构示意图。
图标：10-顶梁柱；
20-压力警示器；
31-底座；32-磁场组件；33-定子；34-转子；35-万向杆；36-万向输出帽；37-复位结构；310-螺杆；330-线圈；340-滚珠；341-密封球；350-万向球头；351-内螺纹；352-注液密封口；360-球铰卡槽；
90-第一部分；91-第二部分；92-第三部分。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本实施例提供一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法。通过钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法来施工钢结构房屋获得钢结构屋顶结构，能够使得钢结构屋顶结构满足抗风和抗震的要求。
请参见图1、图2以及图3，图1为本实施例中钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法的施工流程图；图2为本实施例中顶梁柱10、压力警示器20以及万向节点结构结构示意图。图3为本实施例中万向节点结构的结构示意图。
钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法包括以下步骤：
提供顶梁柱10，且在顶梁柱10的顶端开设螺纹孔；
提供压力警示器20，将压力警示器20固定于顶梁柱10的壁面，且压力警示器20的电缆引出；
提供万向节点结构，万向节点结构包括底座31、磁场组件32、定子33、转子34、万向杆35以及万向输出帽36；底座31的底端形成有螺杆310，磁场组件32固定于底座31中，且提供磁场；定子33固定于底座31且位于磁场中，定子33引出有导线；转子34位于底座31且与定子33配合；万向杆35被构造为可沿转子34的轴向相对于转子34作往复运动并使得转子34自转，以使得转子34切割磁场；万向杆35的顶端形成有万向球头350，万向输出帽36形成有球铰卡槽360，万向球头350卡接于球铰卡槽360中，以使得万向球头350能够在球铰卡槽360中转动；
安装万向节点结构，将万向节点结构放置于顶梁柱10的顶端，且将底座31的螺杆螺接于顶梁柱10的顶端的螺纹孔中，将定子33引出的导线与压力警示器20的电缆导通；
提供服务基站；
在提供压力警示器20的步骤中，压力警示器20包括LED灯和通信模块；
在安装万向节点结构的步骤中，将定子33引出的导线分别与LED灯和通信模块的电缆导通，通信模块被构造为向服务基站传输电位信号。
上述方案中，提供了一种能够钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其包括步骤：提供顶梁柱10、提供压力警示器20、提供万向节点结构、安装万向节点结构以及服务基站。通过上述步骤，能够得到一根具有压力警示器20和万向节点结构的顶梁柱10，该顶梁柱10通过万向节点结构的万向输出帽36与其他钢结构连接，以构成钢结构的屋顶结构。其中，万向节点结构可和压力警示器20联动，当屋顶结构遇地震、大风或者其他原因导致震动时，万向节点结构可接收该震动，且会使得压力警示器20发生警示，以提醒人们。其中，万向节点结构可和压力警示器20联动是这样产生的：当屋顶结构遇地震、大风或者其他原因导致震动时，万向节点结构可接收该震动，从而万向输出帽36会受到震动，导致万向杆35发生抖动，有钢结构屋顶结构本身的重量，在震动条件下万向输出帽36会下沉，则会使得万向杆35下沉，从而导致转子34自转。由于磁场组件32固定于底座31中，且提供磁场，定子33固定于底座31且位于磁场中，故转子34自身转动会切割磁场，从而使得定子33产生电动势，产生感应电流，电能由导线能够输出至压力警示器20，压力警示器20得以工作，从而提醒人们：LED灯工作以及通过通信模块向服务基站传输电位信号，从而向服务基站发出信号以寻求帮助。
由于电能被消耗了，且转子34与磁场发生相互作用，产生电磁阻尼力矩，转动受到抑制，减缓万向输出帽36的下沉，保证钢结构屋顶结构的稳定性。
请参见图3，在提供万向节点结构的步骤中：
万向杆35形成有内腔，且内腔在竖直方向上延伸。内腔的内壁形成有内螺纹351。转子34沿竖直方向形成有杆体，杆体的周壁设有滚珠340，滚珠340嵌设于内螺纹351中，且可随内螺纹351的螺旋方向相对于万向杆35滑动。
其中，上述提供了万向杆35和转子34的结构，通过在万向杆35的内腔设置内螺纹351，在转子34的杆体的周壁设置滚珠340，从而实现万向杆35可沿转子34的轴向相对于转子34作往复运动并使得转子34自转的技术方案，同时，由于滚珠340在内螺纹351中滚动，其也会产生摩擦力，也提供阻力矩，也减缓万向输出帽36的下沉，保证钢结构屋顶结构的稳定性。
万向杆35的内腔与转子34的杆体密封配合。
滚珠340的数量为三，三个滚珠340沿正三角阵列且分别固定在嵌设在杆体的轴承的内环中。
万向杆35的壁面设有注液密封口352。
在安装万向节点结构的步骤中，由注液密封口352向万向杆35的内腔中注入非牛顿流体。
其中，每一次注入非牛顿流体后，在压力警示器20发出警示后，可重新由注液密封口352向万向杆35的内腔中注入非牛顿流体。
其中，上述方案中，滚珠340的数量为三个，且沿正三角阵列布置，故保证了滚珠340滚动地稳定性，保证万向杆35相对于转子34作竖直的往复运动并使得转子34自转的稳定性。同时，在万向杆35的内腔中注入非牛顿流体，也能够在高等级地震或风力发生时，快速地响应钢结构屋顶结构的震动，避免屋顶屋顶结构的突然下沉，其中，非牛顿流体后需要重复的添加，即每次高等级地震或风力发生后，需重复补充非牛顿流体，以保证非牛顿流体能够为万向杆35的往复运动提供阻力。
请参见图4，图4为滚珠340的具体结构。
滚珠340为钢制滚珠340，且钢制滚珠340的表面形成有贯穿孔。贯穿孔由钢制滚珠340的一面贯穿至另一面，在钢制滚珠340的横截面中，贯穿孔包括第一部分90、第二部分91以及第三部分92。
其中，第一部分90、第二部分91以及第三部分92相互连通，且第一部分90的在钢制滚珠340的表面的端口限定第一开口，第三部分92的在钢制滚珠340的表面的端口限定第二开口。
第一部分90和第三部分92呈三角形，第二部分91呈矩形，第一部分90的第一开口的口径和第三部部分的第二开口的口径大于第二部分91的口径。
上述方案中，提供了钢制滚珠340的具体结构，贯穿孔的设计，使得非牛顿流体能够快速的提供阻尼力：非牛顿流体在贯穿孔中运动时，由于第一部分90的第一开口的口径和第三部部分的第二开口的口径大于第二部分91的口径，故非牛顿流体在穿出贯穿孔时会提供较高的阻尼力。
杆体的壁面还固定有三个密封球341，密封球341为ABS制得，且其表面形成有硅胶。三个密封球341处于三个钢制滚珠340的上方。密封球341与万向杆35的内壁形成的内螺纹351密封接触。万向杆35的顶部形成有气孔，气孔连接外界和万向杆35的内腔。
上述方案中，通过气孔连接外界和万向杆35的内腔，使得万向杆35的内腔中的压力稳定，同时设置密封球341以保证万向杆35的内腔的密封性。
其中，本实施例中，定子33包括四个凸极以及四个线圈330。磁场组件32包括四个永磁体，四个凸极与四个永磁体依次交替连接构成闭环结构，线圈330缠绕于凸极，线圈330引出导线。
转子34的底端位于闭环结构中，且转子34的底端形成有四个与凸极对应的凸缘。
万向节点结构还包括复位结构37；
复位结构37为弹簧，弹簧套设于转子34的杆体中，且弹簧的一端抵接于底座31，弹簧的另一端抵接于万向杆35。
其中，复位结构37的作用在于，当屋顶结构遇地震、大风或者其他原因导致震动时，导致万向杆35下沉。在震动结束后，通过复位结构37以及钢结构屋顶结构本身的复位特性，能够使得万向杆35复位。
需要说明的是，本实施例中，在提供万向节点结构的步骤中，万向球头的表面套设有自润滑防护垫。在提供顶梁柱10的步骤中，在螺纹孔的表面设有垫片，且垫片和顶梁柱10的表面之间填充有微孔塑料。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供顶梁柱，且在所述顶梁柱的顶端开设螺纹孔；
提供压力警示器，将所述压力警示器固定于所述顶梁柱的壁面，且所述压力警示器的电缆引出；
提供万向节点结构，所述万向节点结构包括底座、磁场组件、定子、转子、万向杆以及万向输出帽；所述底座的底端形成有螺杆，磁场组件固定于底座中，且提供磁场；定子固定于底座且位于磁场中，所述定子引出有导线；所述转子位于所述底座且与所述定子配合；所述万向杆被构造为可沿所述转子的轴向相对于所述转子作往复运动并使得所述转子自转，以使得所述转子切割磁场；所述万向杆的顶端形成有万向球头，所述万向输出帽形成有球铰卡槽，所述万向球头卡接于所述球铰卡槽中；
安装所述万向节点结构，将所述万向节点结构放置于所述顶梁柱的顶端，且将所述底座的螺杆螺接于所述顶梁柱的顶端的螺纹孔中，将所述定子引出的导线与所述压力警示器的电缆导通。
2.据权利要求1所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述万向杆形成有内腔，且所述内腔在竖直方向上延伸；
所述内腔的内壁形成有内螺纹；
所述转子沿竖直方向形成有杆体，所述杆体的周壁设有滚珠，所述滚珠嵌设于所述内螺纹中，且可随内螺纹的螺旋方向相对于所述万向杆滑动。
3.据权利要求2所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述滚珠的数量为三，三个所述滚珠沿正三角阵列分别固定在嵌设在所述杆体的轴承的内环中；
所述万向杆的壁面设有注液密封口；
在安装所述万向节点结构的步骤中，由所述注液密封口向所述万向杆的内腔中注入非牛顿流体。
4.据权利要求3所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述滚珠为钢制滚珠，且所述钢制滚珠的表面形成有贯穿孔；
所述贯穿孔由所述钢制滚珠的一面贯穿至另一面，在所述钢制滚珠的横截面中，所述贯穿孔包括第一部分、第二部分以及第三部分；
其中，第一部分、第二部分以及第三部分相互连通，且所述第一部分的在钢制滚珠的表面的端口限定第一开口，第三部分的在钢制滚珠的表面的端口限定第二开口；
所述第一部分和第三部分呈三角形，所述第二部分呈矩形，所述第一部分的第一开口的口径和所述第三部部分的第二开口的口径大于所述第二部分的口径。
5.据权利要求4所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述杆体的壁面还固定有三个密封球，所述密封球为ABS制得，且其表面形成有硅胶；
所述三个密封球处于三个所述钢制滚珠的上方；
所述密封球与所述万向杆的内壁形成的内螺纹密封接触；
所述万向杆的顶部形成有气孔，所述气孔连接外界和所述万向杆的内腔。
6.据权利要求5所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述定子包括四个凸极以及四个线圈；
所述磁场组件包括四个永磁体，四个所述凸极与四个所述永磁体依次交替连接构成闭环结构，所述线圈缠绕于凸极，所述线圈引出所述导线；
所述转子的底端位于所述闭环结构中，且所述转子的底端形成有四个与所述凸极对应的凸缘。
7.据权利要求6所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述万向节点结构还包括复位结构；
所述复位结构为弹簧，所述弹簧套设于转子的杆体中，且所述弹簧的一端抵接于所述底座，所述弹簧的另一端抵接于所述万向杆。
8.根据权利要求7所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，还包括以下步骤：
提供服务基站；
在提供压力警示器的步骤中，所述压力警示器包括LED灯和通信模块；
在所述安装所述万向节点结构的步骤中，将所述定子引出的导线分别与LED灯和通信模块的电缆导通，所述通信模块被构造为向所述服务基站传输电位信号。
9.根据权利要求8所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在所述提供万向节点结构的步骤中，所述万向球头的表面套设有自润滑防护垫。
10.根据权利要求9所述的钢结构房屋顶梁柱万向节点结构的安装方法，其特征在于，
在提供顶梁柱的步骤中，在螺纹孔的表面设有垫片，且垫片和所述顶梁柱的表面之间填充有微孔塑料。
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