JP6242324B2 - 耐火パネルの接続構造 - Google Patents

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Description

この発明は、物流施設等の鉄骨系建物等において、耐火性能を必要とする壁や屋根、特に外壁に適用される耐火パネルの接続構造に関する。
耐火性能が求められる建物の外壁や屋根には、耐火認定を受けている材料および構造方法を採用する必要がある。
従来技術では、例えばロックウールなどの不燃断熱材を鋼板で挟み込んだ構造の金属サンドイッチパネルなどの耐火パネルを施工する際、躯体または躯体に取り付けられた部材に、図12に示すように、まず胴縁と呼ばれる下地材43,43Aを固定し、下地材43,43Aに対して、耐火パネル42をビスなどにより固定する。
耐火パネル42の下地材43,43Aへのビス固定作業は、下地材43,43Aと反対側に設けられた足場(図示せず)から行われ、例えば耐火パネル42が外壁面を構成する場合は、外部足場から行われる。この時、耐火パネル42は、1枚1枚ウインチなどによって吊り上げられ,下地材43,43Aに取り付けられる。
特許第3550304号公報 特開2012−57370号公報
近年、省力化や短工期化が求められているが,足場から耐火パネル42を1枚1枚取り付ける作業では、省力化や短工期化は期待できない。そこで、図13のように、耐火パネル42の複数枚を予め下地材に地組しておいて、一体化された複数の耐火パネル42を一度に吊り上げて外壁面に取り付けることで、省力化や短工期化を図ることが期待される。
しかしながら、耐火認定を取得している多くの耐火パネル42は、パネルの長辺方向の目地が嵌合によって噛み合うような構造となっており、例えば水平方向に長辺方向を採る場合には、図14のように上下の耐火パネル42は嵌合によって水密性や耐火性能を満足するように連結され、下方の耐火パネル42の上端付近がビス46で下地材43に固定され、ビス46は嵌合内部に隠蔽されるような構造となる。すなわち、嵌合された状態から正規の状態でビス46を固定することが不可能な構造となっている。
さらに、耐火パネル42の短辺方向の目地部55(図12)では、耐火性能を確保するために、多くの場合、角パイプなどの閉鎖された内部空間を持つ耐火性能上必要な下地材43Aに対し、同図(B)のように両サイドの耐火パネル42,42が共にビスで固定されるような構造をとっている。この場合、下地一体型施工をしようとして地組する場合、片側の下地一体型ユニットのみしか耐火性能上必要な下地材43Aにビス固定することができない。
この発明の目的は、上記課題を解消し、目地に要求される耐火性能を確保しながら、複数枚の耐火パネルを下地一体型の耐火パネルユニットとして無足場で施工できて、省力化、短工期化が図れる耐火パネルの接続構造を提供することである。
この発明の耐火パネルの接続構造の基本構成は、一列に並ぶ複数枚の耐火パネルを、この耐火パネルの並び方向に延びる平行な複数本の棒状の下地材に取付けて耐火パネルユニットとし、この耐火パネルユニットを前記耐火パネルの並び方向と直交する方向に複数並べて建物躯体に設置する耐火パネルの接続構造であって、隣り合う一方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材を、両耐火パネルユニットの前記耐火パネルの間に生じる目地を屋内側で塞ぐ位置に配置し、他方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材を、前記目地を屋内側で塞ぐ位置の下地材の側面に連結し、この連結した2本の下地材のいずれか一方または両方を、建物躯体に設置されたファスナに接合したことを特徴とする。
この構成によると、一方の耐火パネルユニットの下地材で、耐火パネル間に生じる目地を屋内側で塞ぐため、前記目地に要求される耐火性能が確保できる。この目地を塞ぐ下地材に沿うように、もう1つ下地材を追加配置して両下地材を互いに連結し、この連結した2本の下地材のいずれか一方または両方を建物躯体のファスナに接合する。そのため、他方の耐火パネルユニットについても、耐火性能や固定上の問題を生じることなく、下地一体型施工が可能になる。目地を塞ぐ位置に配置された耐火性能を確保する下地材と追加配置された下地材とをボルトや溶接により連結することにより、耐火性能上も強度上も十分な性能を得ることができる。
複数の耐火パネルを下地一体型の耐火パネルユニットとして纏めて施工できるため、耐火パネルを1枚ずつ吊り上げて施工する工法に比べて、省力化、短工期化が可能になる。また、耐火パネルユニットの下地を建物躯体に取付ける作業は、建物躯体内のスラブや梁上から行えるため、建物躯体の外周に従来は必要であった足場が不要で、足場の構築、撤去作業が不要になるうえ、足場に起因した工事の遅延などの影響も少なくなる。
この発明の前記基本構成において、前記耐火パネルが外壁パネルであって、上下方向並んで前記耐火パネルユニットである外壁パネルユニットを構成し、前記目地は左右の外壁パネルユニットの外壁パネル間に生じる縦目地である。この縦目地は前記角パイプの下地材の横幅の中間にあり、前記縦目地内にレインバリアとなるシールが充填される。
この発明は、外壁に適用されるため、屋内の壁や屋根にも適用される場合よりも、下地一体型の耐火パネルユニットとすることが、より効果的に、建物躯体内から耐火パネルユニットを建物躯体に取付けることを可能にして外部足場の不要化に繋がり、省力化、短工期化の効果がより有効となる。
この発明の耐火パネルの接続構造は、隣り合う一方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、角パイプであって、前記耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から半部余りがはみ出して、両耐火パネルユニットの前記耐火パネルの間に生じる目地を屋内側で塞ぐ位置に配置され、他方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、リップ溝形鋼であって、そのウェブが前記耐火パネルの外側を向くように、かつ耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から控えて配置されて、前記目地を屋内側で塞ぐ位置の下地材の側面に連結される。前記連結された2本の下地材のうち、前記リップ溝形鋼の下地材だけが建物躯体に設置されたファスナに接合され、このファスナは前記角パイプからなる下地材と前記リップ溝形鋼からなる下地材のうちの前記リップ溝形鋼からなる下地材側に偏って設けられる。
目地を塞ぐ位置の下地材を閉鎖断面形状の部材である角パイプとすることで、目地を下地材で塞ぐことによる耐火性能が向上する。この角パイプからなる下地材に連結する下地材は、リップ溝形鋼とすることで、角パイプからなる下地材への連結の作業が、角パイプ同士で連結するよりも簡単となり、また下地材の軽量化、省資源化にも繋がる。
このように角パイプからなる下地材に連結する下地材をリップ溝形鋼とした場合に、このリップ溝形鋼からなる下地材の対向するリップ間を接合する開き止めプレートを設けても良い。
前記下地材にリップ溝形鋼を用いても、開き止めプレートを設けることで加熱時に断面形状が変形し難くなり、変形により目地の近くで下地材と耐火パネル間に隙間が生じて耐火性能が低下することが防止される。
この発明において、前記2本の下地材の相互の連結を、ボルトまたは溶接、またはボルトと溶接の両方で行っても良い。ボルトまたは溶接によると、簡単な作業で堅固に接合できる。
この発明において、前記2本の下地材の相互の連結を、前記目地を塞ぐ位置の下地材を貫通する通しボルトで行っても良い。通しボルトを用いると、目地を塞ぐ下地材の内部にナット等を設ける必要がなく、目地を塞ぐ下地材が角パイプ等であっても簡単な構成で連結できる。
この発明において、前記2本の下地材の相互の連結を、ワンサイドボルトで行っても良い。ワンサイドボルトは、一端からの作業で他端が拡径や屈曲等で外周側へ変形して抜け止めや締め付けが可能となる軸状の締め付け具の総称であって、片側締め込みリベットとも呼ばれる。このようなワンサイドボルトを用いると、下地材にはワンサイドボルトの挿通孔を設けておくだけで良く、下地材が閉鎖断面形状であるなど、裏ナット溶接等が行い難い形状の部材であっても、簡単に連結が行える。また、裏ナット溶接等が不要になるため、連結のための構成や作業が簡素化される。
この発明の耐火パネルの接続構造は、一列に並ぶ複数枚の耐火パネルを、この耐火パネルの並び方向に延びる平行な複数本の棒状の下地材に取付けて耐火パネルユニットとし、この耐火パネルユニットを前記耐火パネルの並び方向と直交する方向に複数並べて建物躯体に設置する耐火パネルの接続構造であって、隣り合う一方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、角パイプであって、前記耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から半部余りがはみ出して、両耐火パネルユニットの前記耐火パネルの間に生じる目地を屋内側で塞ぐ位置に配置され、他方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、リップ溝形鋼であって、そのウェブが前記耐火パネルの外側を向くように、かつ耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から控えて配置されて、前記目地を屋内側で塞ぐ位置の下地材の側面に連結され、この連結された2本の下地材ののうち、前記リップ溝形鋼の下地材だけが建物躯体に設置されたファスナに接合され、このファスナは前記角パイプからなる下地材と前記リップ溝形鋼からなる下地材のうちの前記リップ溝形鋼からなる下地材側に偏って設けられたため、目地に要求される耐火性能を確保しながら、複数枚の耐火パネルを下地一体型の耐火パネルユニットとして無足場で施工できて、省力化、短工期化が図れる。
また、目地を塞ぐ位置の下地材を閉鎖断面形状の部材である角パイプとしたため、目地を下地材で塞ぐことによる耐火性能が向上する。この角パイプからなる下地材に連結する下地材は、リップ溝形鋼としたため、角パイプからなる下地材への連結の作業が、角パイプ同士で連結するよりも簡単となり、また下地材の軽量化、省資源化にも繋がる。
特に、外壁に適用したため、その下地一体型の耐火パネルユニットとして無足場で施工できる効果や複数枚の耐火パネルを纏めて施工できる効果がより一層顕著となる。
この発明の第1の実施形態に係る耐火パネルの接続構造を適用した外壁を一部分解状態で示す概略正面図である。 その外壁パネルである耐火パネルの平面図である。 (A)は耐火パネルユニットの建物躯体への取付部を示す縦断面図、(B)はその部分水平断面図である。 同耐火パネルの接続構造を示す拡大水平断面図である。 同耐火パネルユニットの斜視図である。 同耐火パネルの中間省略垂直断面図である。 上下に隣り合う耐火パネルの境界部分の垂直断面図である。 同耐火パネルユニットの下地材とスラブとの関係の変形例を示す部分斜視図である。 他の実施形態に係る耐火パネルの接続構造を示す拡大水平断面図である。 同耐火パネルユニットを組み建てる地組架台に下地材を保持させた状態を示す正面図である。 同地組架台に耐火パネルユニットを組み付けた状態を示す側面図である。 従来例の斜視図および部分水平断面図である。 提案例に係る耐火パネルユニットの斜視図である。 同耐火パネルユニットにおける上下の耐火パネルの接合部を示す縦断面図である。
この発明の第1の実施形態を図1ないし図11と共に説明する。この実施形態は外壁に適用した例である。この耐火パネルの接続構造が適用される建物は、例えば物流施設となる倉庫やコンビニエンスストア等の鉄骨系建物、または鉄筋コンクリート系の建物や、鉄筋コンクリートと鉄骨を併用した建物が挙げられる。
図1において、この外壁は、外壁パネルである耐火パネル22を、地組により胴縁と呼ばれる下地材23と複数枚一体化させて耐火パネルユニット21とし、この耐火パネルユニット21を建物躯体26に取付けている。具体的には上下方向に並ぶ複数枚の横長の耐火パネル22を、この耐火パネル22の横幅方向の複数箇所で上下方向に延びる複数本の下地材23に取付けて耐火パネルユニット21(図5参照)とし、図3のように、この耐火パネルユニット21を、前記下地材23で前記建物躯体26に取付ける。耐火パネルユニット21は、外壁の場合、外壁パネルユニットとなる。耐火パネルユニット21は、上下左右に複数並べて設置する。建物躯体26は、図1,図3に示すように、柱34、梁41,41A(図3)、およびスラブ31等により構成される。
耐火パネル22は、耐火性および断熱性を有するパネルであれば良いが、具体例を挙げると、図6に示すように、不燃断熱材27を屋外側および屋内側の鋼板28,29で挟み込んだ金属サンドイッチパネルとされる。不燃断熱材27は、ロックウール等の非定形の材料であるが、けい酸カルシウム板や石膏ボード等であっても良い。
図7は、上下に隣り合う耐火パネル22,22の継手部分を断面図で示している。上下の耐火パネル22,22は、互いに嵌合する突条部分および凹溝部分を有し、その蛇行した嵌まり合い面で雨水や風の侵入を阻止し、耐火性を向上させ、また侵入した雨水が流下し易くなる継手形状とされる。この嵌まり合い形状を利用し、下側の耐火パネルの上端における外面の凹み部分22aで、耐火パネル22を下地桟23にドリル付きタッピングビス等の軸状の固着具30で固定し、固着具30の頭部が上側の耐火パネル22の下端屋外面の突出部22bの裏に隠ぺいされるようにしている。
図2において、複数の下地材23のうち、耐火パネル22の一側縁のものを除く各下地材23は、軽量形鋼のリップ溝形鋼が用いられている。一側縁の下地材23Aは角パイプとされ、後に図4と共に説明するように、耐火パネル22の側縁からはみ出すように設けられる。角パイプからなる下地材23Aの寸法は、例えば100×100mmであり、リップ溝形鋼からなる下地材23の寸法は、例えば100×50mmである。なお、各下地材23,23Aは、その他の形状の部材であっても良い。
図3に示すように、耐火パネルユニット21は、この例では、前記下地材23を建物躯体26のスラブ31よりも屋外側に位置させている。耐火パネルユニット21の建物躯体26への取付けは、下地材23の部分で行われる。下地材23を建物躯体26に取付ける構造としては、建物躯体26のスラブ31の端部および耐風梁41Aにファスナ14を取付け、これらファスナ14に、耐火パネルユニット21の下地材23をボルトまたは溶接で固定する構造とされる。そのため、室内側から耐火パネルユニット21の建物躯体26への取付けが可能となる。
スラブ31は、建物躯体26の梁41上にデッキプレートを載せ、その上にコンクリートを打設した構成とされ、外壁側の小口面は内向きの溝形鋼等の形鋼31aで構成されている。スラブ31のファスナ14は、上記形鋼31aの上面に溶接等で固定されている。ファスナ14は、L形鋼の切片等からなり、各下地材23と対応する箇所に部分的に設けられている。
耐火パネルユニット21の高さは、同図の例では上下のスラブ31,31間の高さよりも低く、上下に並ぶ耐火パネルユニット21,21は、下地材23の対向する端部が相互にジョイントプレート15で連結されている。
なお、図3に示すように、スラブ31と耐火パネル22との間には、耐火パネルユニット21の下地材23をスラブ31よりも屋外側に位置させたことによって、スラブ31の縁に沿う隙間dが生じるが、この隙間dは、モルタルやロックウール等の不燃断熱材の充填部45によって塞ぐ。
また、図8に示すように、スラブ31に切欠部31bを設け、この切欠部31b内に下地材23を配置しても良い。これにより、耐火パネル22とスラブ31との間の隙間を小さくできる。
図4と共に、左右の耐火パネルユニット21,21の接続部の構造を説明する。左右に並ぶ2つの耐火パネルユニット21,21の耐火パネル22,22の間には縦目地35が生じる。これら耐火パネルユニット21,21のうち、一方の耐火パネルユニット21の側縁の角パイプからなる下地材23Aは、半部余りが耐火パネル22の側縁から側方にはみ出しており、この下地材23Aを、前記縦目地35を屋内側で塞ぐ位置に配置する。他方の耐火パネルユニット21の側縁のリップ溝形鋼からなる下地材23は、そのウェブ部で前記縦目地35を塞ぐ下地材23Aの側面に連結する。その連結はボルトまたは溶接で行っても良く、あるいはボルトと溶接の両方で行っても良い。ここでは、リップ溝形鋼からなる下地材23のウェブから、角パイプからなる下地材23Aの側板部を貫通するワンサイドボルト33により両下地材23,23Aを連結している。ワンサイドボルト33は、前述のように一端からの作業で他端が拡径や屈曲等で外周側へ変形して抜け止めや締め付けが可能となる軸状の締め付け具であり、ここではその作業を行う端部をリップ溝形の下地材23側とし、変形する先端部が角パイプからなる下地材23Aの内部側とされる。両下地材23,23Aには、ワンサイドボルト33を挿通させるボルト挿通孔(図示せず)を設けておく。なお、この実施形態では、連結される両下地材23,23A間にジョイントプレート16を介在させ、連結部の補強を図っている。
この互いに連結した2本の下地材23,23Aは、建物躯体26に設置されたファスナ14に接合する。ファスナ14の建物躯体26への設置は、図3と共に説明したファスナ14と同様である。図4において、ファスナ14への接合は2本の下地材23,23Aのうちのいずれか一方でよいが、ここでは両下地材23,23Aをファスナ14にボルト36,37を用いて接合している。なお、角パイプからなる下地材23Aのボルト37によるファスナ14への接合は、下地材23Aの上端がファスナ14の設置位置に近い高さであれば、その内部空間からファスナ14側へボルト37を挿通させて行うことも可能である。ボルト37としてワンサイドボルトを用いれば、ファスナ14側からの接合も可能である。リップ溝形鋼からなる下地材23の場合、その開口から手または工具を入れることにより、内部空間からファスナ14側へボルト36を挿通させて接合することができる。
前記リップ溝形鋼からなる下地材23には、その対向するリップ間を接合する開き止めプレート38が設けられ、これにより下地材23の加熱時の変形を抑制し、耐火性能の低下を防止している。
左右に並ぶ耐火パネル22,22の前面の鋼板28は、前記縦目地35側の側縁において、断面Z字状に折れ間がって縦目地35内で互いに重なる折れ曲がり端部28a,28bを有し、これら折れ曲がり端部28a,28bの重なり部が別のドリル付きタッピングビス等の固着具34により、縦目地35を塞ぐ前記下地材23Aの前面に連結される。これら折れ曲がり端部28a,28bで囲まれる縦目地35の前部にはレインバリアとなるシール39が充填されている。シール39は、湿式のシーリング材であっても良く、またゴム製等のガスケットであっても良い。
上記構成の耐火パネルの接続構造によると、図4に示すように、一方の耐火パネルユニット21の下地材23Aにより、耐火パネル22,22間に生じる縦目地35を屋内側で塞ぐため、前記縦目地35に要求される耐火性能が確保できる。この縦目地35を塞ぐ下地材23Aに沿うように、もう1つの下地材23を追加配置して両下地材23,23Aを互いに連結し、この連結した2本の下地材23,23Aの両方または一方を建物躯体26のファスナ14に接合するため、他方の耐火パネルユニット21についても、耐火パネル22の下地材23への固定上の問題を生じず、耐火性能や固定上の問題を生じることなく、下地一体型施工が可能になる。縦目地35を塞ぐ位置に配置された耐火性能を確保する下地材23Aと追加配置された下地材23とはこの実施形態ではワンサイドボルト33により連結するため、耐火性能上も強度上も十分な性能を得ることができる。
複数の耐火パネル22を下地一体型の耐火パネルユニット21として纏めて施工できるため、耐火パネル22を1枚ずつ吊り上げて施工する工法に比べて、省力化、短工期化が可能になる。また、耐火パネルユニット21の下地材23,23Aを建物躯体26に取付ける作業は、建物躯体26内のスラブ31や梁41上から行えるため、建物躯体26の外周に従来は必要であった足場が不要で、足場の構築、撤去作業が不要になるうえ、足場に起因した外構作業等の工事の遅延などの影響も少なくなる。例えば全面総足場が必要であったのが,縦目地部分の止水やビス固定等のためだけの足場として,高所作業車やゴンドラなどのみで済ますことができる。足場の組みばらし作業がないことで,工事の安全性の向上にも寄与する。
さらなる効果として、外部足場からのシーリング材の施工やガスケットの挿入などが不要となるオープンジョイント構法や、予め取り付けられたガスケットジョイント構法などを採用した場合、さら高所作業車やゴンドラによる外部作業もなくすことができる。
なお、上記実施形態では、図4のように、縦目地35を屋内側で塞ぐ位置にある一方の耐火パネルユニット21の側縁の下地材23Aの側面に、他方の耐火パネルユニット21の側縁の下地材23を連結するのに、ワンサイドボルト33を用いたが、この他に図9のように前記2本の下地材23,23Aの連結を、縦目地35を塞ぐ位置の下地材23Aを貫通する通しボルト40で行っても良い。同図の実施形態の場合、前記2本の下地材23,23Aのうち、一方のリップ溝形鋼からなる下地材23のみをボルト36でファスナ14に接合している。また、その下地材23のウェブのボルト挿通部に補強のためのジョイントプレート17を配置している。その他の構成は図4の場合と同様である。
図10、図11は、耐火パネルユニット21の地組みの過程を示す。耐火パネルユニット21を組み立てる地組み過程では、例えば同図に示す地組架台1を用いる。この地組架台1は、鉄骨で組まれた地組架台本体2に、下側および上側の治具取付桟12,13が互いに上下に位置して設けられ、これら治具取付桟12,13に下地材支持用の複数の下端固定治具3および上側固定治具4が取付けられている。また、地組架台本体2の上端にホイスト等のパネル揚重装置24が設置されている。
上記下端固定治具3および上側固定治具4に各下地材23,23Aの下端および上部を支持させて、各下地材23,23Aを立ち姿勢で平行に支持する。この立ち姿勢に支持された複数本の下地材23,23Aに、耐火パネル22を1枚ずつパネル揚重装置24で吊り上げて下から順に取付ける。これにより、耐火パネルユニット21が立ち姿勢で組み立てられる。この組み立てられた耐火パネルユニット21を、クレーン等の揚重装置(図示せず)を用いて吊り上げ、建物躯体26へ取付ける。
1…地組架台
14…ファスナ
21…耐火パネルユニット
22…耐火パネル
23,23A…下地材
26…建物躯体
33…ワンサイドボルト
35…縦目地
38…開き止めプレート
40…通しボルト

Claims (5)

  1. 一列に並ぶ複数枚の耐火パネルを、この耐火パネルの並び方向に延びる平行な複数本の棒状の下地材に取付けて耐火パネルユニットとし、この耐火パネルユニットを前記耐火パネルの並び方向と直交する方向に複数並べて建物躯体に設置する耐火パネルの接続構造であって、
    隣り合う一方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、角パイプであって、前記耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から半部余りがはみ出して、両耐火パネルユニットの前記耐火パネルの間に生じる目地を屋内側で塞ぐ位置に配置され、他方の耐火パネルユニットの隣接辺の下地材が、リップ溝形鋼であって、そのウェブが前記耐火パネルの外側を向くように、かつ耐火パネルの前記隣接辺となる側縁から控えて配置されて、前記目地を屋内側で塞ぐ位置の下地材の側面に連結され、この連結された2本の下地材のうち、前記リップ溝形鋼の下地材だけが建物躯体に設置されたファスナに接合され、このファスナは前記角パイプからなる下地材と前記リップ溝形鋼からなる下地材のうちの前記リップ溝形鋼からなる下地材側に偏って設けられ、
    前記耐火パネルが外壁パネルであって、上下方向に並んで前記耐火パネルユニットである外壁パネルユニットを構成し、前記目地は左右の外壁パネルユニットの外壁パネル間に生じる縦目地であり、この縦目地は前記角パイプの下地材の横幅の中間にあり、前記縦目地内にレインバリアとなるシールが充填される
    ことを特徴とする耐火パネルの接続構造。
  2. 請求項1に記載の耐火パネルの接続構造において、前記リップ溝形鋼からなる下地材の対向するリップ間を接合する開き止めプレートを設けた耐火パネルの接続構造。
  3. 請求項1または請求項2に記載の耐火パネルの接続構造において、前記2本の下地材の相互の連結を、ボルトまたは溶接、またはボルトと溶接の両方で行った耐火パネルの接続構造。
  4. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の耐火パネルの接続構造において、前記2本の下地材の相互の連結を、前記目地を塞ぐ位置の下地材を貫通する通しボルトで行った耐火パネルの接続構造。
  5. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の耐火パネルの接続構造において、前記2本の下地材の相互の連結を、ワンサイドボルトで行った耐火パネルの接続構造。
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