(57)【要約】【課題】建築物の設計自由度を高めることができる制震構造を提供する。【解決手段】隣り合う柱３，３間に、一対の取付ブラケット１０，１０を介して外力吸収ダンパ２０を設けてなる制震構造５であって、外力吸収ダンパ２０は、中空押出形材からなり、中空押出形材は、間隔をあけて配置された一対の側板２１，２１と、一対の側板２１，２１間に配置された複数のリブ２２，２２・・とを備えており、取付ブラケット１０は、柱３，３間に設けられ且つ柱３に沿って延在することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う柱間に、一対の取付ブラケットを介して外力吸収ダンパを設けてなる制震構造であって、
前記外力吸収ダンパは、中空押出形材からなり、
前記中空押出形材は、間隔をあけて配置された一対の側板と、前記一対の側板間に配置された複数のリブとを備えており、
前記取付ブラケットは、前記柱間に設けられ且つ前記柱に沿って延在する
ことを特徴とする制震構造。
【請求項２】
前記外力吸収ダンパは、前記柱の離間方向に複数列配置されるとともに上下方向に複数段配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の制震構造。
【請求項３】
前記側板の押出方向端部は、前記リブの押出方向の端縁よりも押出方向外側に延出している
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制震構造。
【請求項４】
前記柱と前記取付ブラケットとの間には、前記柱に沿って延在する柱添え材が設けられており、
前記取付ブラケットは、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなり、一方のフランジが前記側板の表面に当接して固定され、
前記柱添え材は、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなり、一方のフランジが前記柱の側面に当接して固定されており、
前記取付ブラケットの他方のフランジと前記柱添え材の他方のフランジとが、互いに当接して固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物の制震構造として、土台、柱および横架材などの構造部材で形成される矩形の空間部に、外力吸収ダンパ付きの斜材（筋交）を設けたものが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の制震構造では、外力吸収ダンパとして、一対の側片間に複数のリブを配置した形材を用いている。リブは、構造部材に加わる外力に応じて変形可能である。斜材は、断面矩形の中空押出形材からなり、途中で分割されている。外力吸収ダンパは、斜材の中空部内側に装着されており、斜材の切断部分で互いに対向する面に、外力吸収ダンパの側片がそれぞれ固定されている。このような構成によって、斜材の軸方向に応力が加わると、外力吸収ダンパの一対の側板が互いにずれて、リブが変形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の制震構造は、外力吸収ダンパが斜材の中空部内側に設けられているため、設置可能な外力吸収ダンパの数に限りがある。そのため、制震構造を設ける箇所数が多くなる問題があった。たとえば、３〜４ＬＤＫの二階建ての木造住宅では、Ｘ軸方向とＹ軸方向に二箇所ずつ設ける必要があった。このような制震構造では、柱間に斜材が斜めに配置されるので、斜材が配置された壁には開口部を形成することができず、設計自由度が低くなってしまう。
【０００６】
このような観点から本発明は、建築物の設計自由度を高めることができる制震構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、隣り合う柱間に、一対の取付ブラケットを介して外力吸収ダンパを設けてなる制震構造であって、前記外力吸収ダンパは、中空押出形材からなり、前記中空押出形材は、間隔をあけて配置された一対の側板と、前記一対の側板間に配置された複数のリブとを備えており、前記取付ブラケットは、前記柱間に設けられ且つ前記柱に沿って延在することを特徴とする制震構造である。
【０００８】
本発明における柱とは、縦方向に延在する構造材を示し、ツーバイフォー工法における縦枠なども含む。本発明によれば、建築物に作用した地震力等の外力によって、柱が傾斜した場合に、外力吸収ダンパの複数のリブが変形することで、振動エネルギーを吸収することができる。取付ブラケットを大きくすれば外力吸収ダンパの接続個数を多くすることができるので、制震構造一箇所の制震性能を高めることができる。これによって、制震構造の設置箇所数を減らすことができるので、壁の設置箇所や開口部の設置制限が減ることとなり、建築物の設計自由度を高めることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記外力吸収ダンパが、前記柱の離間方向に複数列配置されるとともに上下方向に複数段配置されていることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、外力吸収ダンパを多数設置できて一の制震構造で大きい制震効果を得られるので、建築物全体における制震構造の設置箇所数をより一層減らすことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明では、前記側板の押出方向端部が、前記リブの押出方向の端縁よりも押出方向外側に延出していることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、リブが位置しない側板の押出方向端部同士を接合できるので、接合作業を行い易い。
【００１３】
請求項４に係る発明では、前記柱と前記取付ブラケットとの間には、前記柱と沿って延在する柱添え材が設けられている。そして、前記取付ブラケットは、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなり、一方のフランジが前記側板の表面に当接した状態で側板に固定されている。前記柱添え材は、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなり、一方のフランジが前記柱の側面に当接した状態で固定されている。さらに、前記取付ブラケットの他方のフランジと前記柱添え材の他方のフランジとが、互いに当接した状態で固定されている。
【００１４】
このような構成によれば、柱間の距離が長い場合でも対応できる。また、柱添え材を長くすることで、柱本体を補強することも可能である。これによって、たとえばツーバイフォー工法（木造枠組壁構造）のような断面積の小さい柱を有する建築物であっても適用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る制震構造によれば、建築物の設計自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る制震構造を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る制震構造の外力吸収ダンパを示した図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る制震構造の外力吸収ダンパを示した斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る制震構造を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る制震構造の外力吸収ダンパを示した斜視図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る制震構造の外力吸収ダンパの変形例を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の第一の実施形態に係る制震構造を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。第一の実施形態に係る制震構造は、木造軸組工法（在来工法）に適用されたものである。
【００１８】
図１に示すように、木造軸組工法では、たとえば鉄筋コンクリート造の基礎１の上に木製の土台２が敷設され、その上に柱３，３が立設されている。柱３，３の上部には梁４が架設されている。制震構造５は、隣り合う柱３，３間に設けられていて、取付ブラケット１０と外力吸収ダンパ２０とを備えている。
【００１９】
外力吸収ダンパ２０は、柱３から離れた位置に配置されている。取付ブラケット１０は、外力吸収ダンパ２０を柱３に取り付けるためのものであって、外力吸収ダンパ２０と柱３との間に設けられている。取付ブラケット１０は、外力吸収ダンパ２０の左右両側にそれぞれ設けられている。本実施形態では、取付ブラケット１０は、柱３から離れた位置に配置されている。取付ブラケット１０と柱３との間には、柱添え材１５が設けられている。
【００２０】
取付ブラケット１０は、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなり、外力吸収ダンパ２０に接続される。取付ブロック１０は、上下方向に延在するように配置されている。取付ブロック１０の高さ寸法は、上下方向に複数段（二段）配置された外力吸収ダンパ２０の高さ寸法と同じである。取付ブラケット１０のウエブ１１ａは、土台２、柱３、梁４で構成される枠状架構の構面に沿って拡がっている。取付ブラケット１０の一方のフランジ１１ｂは外力吸収ダンパ２０に対向し、他方のフランジ１１ｂは柱３側に配置された柱添え材１５に対向している。
【００２１】
フランジ１１ｂには、ボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。一方（外力吸収ダンパ２０側）のフランジ１１ｂは、外力吸収ダンパ２０の側板２１の表面に当接した状態で、ボルト・ナットにて側板２１に接合されている。
【００２２】
柱添え材１５は、柱３に接続されるスペーサであって、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなる。柱添え材１５は、柱３と取付ブラケット１０との隙間を埋めて連結する役目を果たす。柱添え材１５は、柱３に沿って上下方向に延在している。
【００２３】
柱添え材１５のウエブ１６ａは、枠状架構の構面に沿って拡がっている。柱添え材１５の一方のフランジ１６ｂは柱３に対向し、他方のフランジ１６ｂは取付ブラケット１０に対向している。柱添え材１５のフランジ１６ｂ，１６ｂの外面間寸法は、柱３と取付ブラケット１０間の隙間と同等寸法である。本実施形態では、柱添え材１５は、取付ブラケット１０と同等の形状で且つ同等の寸法となっていて、柱添え材１５と取付ブラケット１０が共通部材にて構成されている。柱添え材１５のウエブ１６ａと、取付ブラケット１０のウエブ１１ａは、同一平面上に配置される。
【００２４】
フランジ１６ｂには、ボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。一方（柱３側）のフランジ１６ｂは、柱３の側面に当接した状態で、通しボルトおよびナットにて柱３に接合されている。柱添え材１５は、柱３の高さ方向中間部に固定されている。他方（外力吸収ダンパ２０側）のフランジ１６ｂは、取付ブラケット１０の他方（柱３側）のフランジ１１ｂと当接した状態で、ボルト・ナットにて取付ブラケット１０に接合されている。
【００２５】
図２および図３にも示すように、外力吸収ダンパ２０は、一対の側板２１，２１と、複数のリブ２２，２２・・とを備えている。外力吸収ダンパ２０は、アルミニウム合金製の中空押出形材からなる。
【００２６】
側板２１，２１は、横方向に間隔をあけて互いに平行に配置されている。側板２１は、平板状に形成されており、側面視で矩形形状を呈している。一対の側板２１，２１は同一の形状である。側板２１の上端部には、側板２１，２１の上部同士を連結する上部連結板２３ａが設けられている。上部連結板２３ａは、平板状に形成されており、側板２１に対して直交している。上部連結板２３ａは、側板２１の上端部から所定距離下がった位置で、側板２１，２１間に架け渡されている。なお、上部連結板２３ａは、側板２１，２１の上端に設けてもよい。側板２１の下端部には、側板２１，２１の下部同士を連結する下部連結板２３ｂが設けられている。下部連結板２３ｂは、平板状に形成されており、側板２１に対して直交して上部連結板２３ａに平行になっている。下部連結板２３ｂは、側板２１，２１の下端部から所定距離上がった位置で、側板２１，２１間に架け渡されている。なお、下部連結板２３ｂは、側板２１の下端に設けてもよい。上部連結板２３ａと下部連結板２３ｂとを備えたことで、側板２１，２１間の間隔を維持できるので、地震時に作用するせん断力による変形以外の外力吸収ダンパ２０の変形（座屈等）を防ぐことができる。
【００２７】
リブ２２は、一対の側板２１，２１間に架け渡されており、建築物に加わる外力に応じて変形可能になっている。リブ２２は、上部連結板２３ａと下部連結板２３ｂとの間に配置されている。リブ２２は、上下方向に間隔をあけて複数設けられている。複数のリブ２２，２２・・は、両側の側板２１，２１と合わせて、複数の中空部２４を区画形成している。リブ２２は、側板２１，２１の離間方向に沿って延在している。リブ２２は、上下に凹凸状に湾曲した波形形状を呈している。リブ２２を波形形状としたことによって、リブ２２全体が塑性変形するので、地震時の振動エネルギーの吸収効率が向上する。リブ２２の一端と一方の側板２１との連結位置と、リブ２２の他端と他方の側板２１との連結位置とは、上下方向にずれている。このようにリブ２２と側板２１との連結位置を上下方向にずらしたことによって、リブ２２が変形しやすくなっている。
【００２８】
側板２１の押出方向の端部２５（図２の（ｂ）における左右方向の端部）は、リブ２２の押出方向の端縁よりも押出方向外側に延出している。リブ２２の押出方向の長さは、側板２１の押出方向の長さよりも小さくなっている。また、リブ２２の押出方向の長さは、取付ブラケット１０のフランジ１１ｂの幅寸法と同等である。側板２１の押出方向端部２５は、外力吸収ダンパ２０，２０同士を接合するときのフランジの役目を果たす。なお、側板２１の押出方向の長さが取付ブラケット１０のフランジ１１ｂの幅寸法と同等であってもよい。この場合、リブ２２の押出方向の長さは、取付ブラケット１０のフランジ１１ｂの幅寸法よりも小さくなる。後記するボルト貫通孔２６，２７の両方を、取付ブラケット１０と外力吸収ダンパ２０との接合に用いる。
【００２９】
側板２１の端部２５には、ボルト挿通孔２６が形成されている。このボルト挿通孔２６は、外力吸収ダンパ２０，２０同士を連結する際に用いられる。ボルト挿通孔２６は、上下方向に等間隔ピッチで設けられており、上下方向に配置されたリブ２２，２２の隙間の中間高さにそれぞれ形成されている。
【００３０】
側板２１の押出方向内側部分にもボルト挿通孔２７が形成されている。このボルト挿通孔２７は、外力吸収ダンパ２０と取付ブラケット１０とを連結する際に用いられる。ボルト挿通孔２７は、上下方向に等間隔ピッチで設けられており、上下方向に配置されたリブ２２，２２の隙間の中間高さにそれぞれ形成されている。ボルト挿通孔２７は、ボルト挿通孔２６と同じ高さ位置に形成されている。
【００３１】
なお、ボルト挿通孔２６，２７の高さ位置は、前記の位置に限定されるものではない。リブ２２、上部連結板２３ａまたは下部連結板２３ｂにボルト・ナットが干渉しない位置であれば、他の高さ位置にボルト挿通孔２６，２７を形成してもよい。
【００３２】
外力吸収ダンパ２０は、複数（本実施形態では４つ）設けられており、柱３，３の離間方向に複数列（二列）配置されるとともに上下方向に複数段（二段）配置されている。横方向（柱３，３の離間方向）に隣り合う外力吸収ダンパ２０，２０同士は、側板２１の端部２５のボルト挿通孔２６に挿通されたボルトとナットにて連結される。上下方向に隣り合う外力吸収ダンパ２０，２０同士は、直接は固定されないが、取付ブラケット１０を介して連結されている。なお、各部を固定する固定部材は、ボルト・ナットに限定されるものではなく、ネジやビスなど他のものであってもよい。この場合、ボルト貫通孔２６，２７に雌ねじを形成し、ネジやビスを螺合させればよい。リブ２２，２２間に開口するボルト貫通孔２７に雌ねじを形成して、ネジやビスで螺合すれば、中空部２４にボルトやナットが入り込まないので、締付け作業を行い易い。
【００３３】
外力吸収ダンパ２０を形成するに際しては、前記断面のアルミニウム合金製中空押出形材を形成し、適宜な長さで切断した後に、その押出方向端部のリブ２２、上部連結板２３ａおよび下部連結板２３ｂを切断する。これによって、押出方向端部には、側板２１のみが残り、この部分が延出部分２５となる。
【００３４】
以上のような制震構造５によれば、地震によって建築物に外力が加わり、柱３が傾斜するように変形すると（すなわち、土台２、柱３、梁４で構成される枠状架構にせん断変形が生じると）、取付ブラケット１０を介して外力吸収ダンパ２０に外力が作用する。具体的には、外力吸収ダンパ２０にはせん断力が作用し、一方の側板２１が下方に引っ張られ、他方の側板２１が上方に引っ張られる。そして、複数のリブ２２，２２が変形して振動エネルギーを吸収して、減衰することができる。
【００３５】
外力吸収ダンパ２０は、取付ブラケット１０のフランジ１１ｂに接続されているので、フランジ１１ｂの面積を大きくすることで接続個数を多くできる。さらに、外力吸収ダンパ２０を柱３，３の離間方向（横方向）にも複数列配置可能であるので、一箇所の制震構造５に設置できる外力吸収ダンパ２０の個数を多くすることができる。さらに、フランジ１１ｂの幅を大きくすれば、外力吸収ダンパ２０の押出方向長さを大きくできるので、制震性能を高められる。これによって、一箇所の制震構造５において大きい制震効果を得られるので、建築物全体における制震構造５の設置箇所数を減らすことができる。したがって、建築物において、壁の配置や開口部の制限を減らすことができるので、設計自由度を高めることができる。
【００３６】
外力吸収ダンパ２０の側板２１の押出方向両端部には、延出部分２５が形成されているので、ボルト・ナットの装着を行い易く、外力吸収ダンパ２０，２０同士の接合作業を容易に行うことができる。また、延出部分２５が補強リブの役目を果たし側板２１の強度が高められるので、外力吸収ダンパ２０自体の強度を高めることができる。
【００３７】
外力吸収ダンパ２０は、アルミニウム合金製の中空押出形材からなるので、外力吸収ダンパ２０の軽量化を図れるとともに、精度の高い形状とすることができる。
【００３８】
また、取付ブラケット１０と柱添え材１５は、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材にて構成されているので、制震構造５の軽量化が図れる。さらに、隣接するブラケット同士を、フランジ１１ｂ，１６ｂを介してボルト・ナットで固定することができるので、取付ブラケット１０と柱添え材１５の接合強度を高めることができる。
【００３９】
さらに、制震構造５は軽量であり、各部の形成も容易に行えるので、安価に構築することができる。また、各部の接合作業も容易である。
【００４０】
次に本発明の第二の実施形態に係る制震構造を、図４および図５を参照しながら詳細に説明する。第二の実施形態に係る制震構造は、ツーバイフォー工法（木造枠組壁構造）に適用されたものである。
【００４１】
図４に示すように、ツーバイフォー工法では、壁パネル５１は、矩形に組み立てられた下枠５２、縦枠５３，５３および上枠５４を備えた骨組に構造用合板５５を貼り付けて形成されている。制震構造１０５は、隣り合う縦枠５３，５３間に設けられていて、取付ブラケット１０と外力吸収ダンパ１２０とを備えている。取付ブラケット１０と縦枠５３との間には、柱添え材１１５が設けられている。
【００４２】
第二実施形態に係る制震構造１０５では、柱添え材１１５の上下方向長さが、取付ブラケット１０の上下方向長さよりも大きくなっている。柱添え材１１５の一方のフランジ１１６ｂは、縦枠５３の内側面に当接した状態で、縦枠５３に通しボルトおよびナットにて固定されている。柱添え材１１５のフランジ１１６ｂの幅寸法と、取付ブラケット１０のフランジ１１ｂの幅寸法は、縦枠５３の奥行き寸法（内側面の幅寸法）と同等である。
【００４３】
柱添え材１１５は、縦枠５３の上端部から下端部にかけて延在しており、縦枠５３に沿って設けられている。柱添え材１１５の上下には、上枠５４および下枠５２との間にそれぞれクリアランスが設けられている。このクリアランスは、地震時に壁パネル５１が変形したときに、柱添え材１１５の上端が上枠５４に干渉せず、下端が下枠５２に干渉しない寸法となっている。本実施形態では、地震時の縦枠５３の傾斜角度を２０度と想定してクリアランスの寸法を算出している。縦枠５３に当接するフランジ１１６ｂには、複数のボルト挿通孔（図示せず）が形成されている。このボルト挿通孔は、フランジ１１６ｂの上端部から下端部にかけて所定の間隔をあけて配列されている。つまり、柱添え材１１５は長さが大きい分、多くの通しボルトとナットで縦枠５３に固定されている。
【００４４】
図５に示すように、外力吸収ダンパ１２０は、側板１２１の押出方向長さとリブ２２の押出方向長さは等しい。つまり、側板１２１の押出方向端部には、延出部分が形成されていない。側板１２１の押出方向長さは、縦枠５３の奥行き寸法（内側面の幅寸法）と同等である。
【００４５】
なお、取付ブラケット１０など、その他の構成については、第一実施形態の制震構造５と同等であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４６】
制震構造１０５によれば、柱添え材１１５を縦枠５３の略全長に亘って沿わせて、複数の通しボルトおよびナットで固定したことによって、柱添え材１１５が縦枠５３の補強部材としての役目を果たすこともできる。ツーバイフォー工法の縦枠５３は、木造軸組工法の柱と比較して断面積が小さいので、縦枠５３を補強する意味が大きい。
【００４７】
また、側板１２１の押出方向端部に延出部分を設けずに、側板１２１の押出方向長さを縦枠５３の奥行き寸法と同等としたことによって、構造用合板５５が貼り付けられている壁パネル５１であっても、外力吸収ダンパ１２０を設置することができる。つまり、側板１２１が構造用合板５５に干渉することなく、外力吸収ダンパ１２０を壁パネル５１のパネル面内に設けることができる。
【００４８】
図６に、第二実施形態の外力吸収ダンパ１２０の変形例を説明する。変形例に係る外力吸収ダンパ１２０ａは、側板１２１ａの上下の突出部分が図５の外力吸収ダンパ１２０よりも長くなっている。そして、この突出部分には、ボルト貫通孔２７が形成されている。ボルト貫通孔２７は、上下の突出部分で、横三列、上下二段の六つずつ形成されている。なお、ボルト貫通孔２７の個数はこれに限定されるものではない。側板１２０ａの高さ方向中間部には、ボルト貫通孔は形成されていない。なお、その他の構成については、図５に示した外力吸収ダンパ１２０と同等であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４９】
このような構成によれば、ボルト貫通孔２７を貫通するボルトが、リブ２２に挟まれた中空部２４に入り込まないので、ボルトの締付け作業を行い易い。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、取付ブラケット１０および柱添え材１５は、断面Ｈ型のアルミニウム合金製形材にて構成されているが、形状は断面Ｈ型に限定されるものではないし、材質もアルミニウム合金に限定されるものではない。
【００５１】
また、前記実施形態では、取付ブラケット１０と柱３の間に柱添え材１５が設けられているが、柱添え材を設けずに、取付ブラケット１０を柱３に直接固定してもよい。この場合、柱３，３間の間隔が小さくなるか、取付ブラケットの横方向の長さが大きくなる。なお、断面積の小さい縦枠５３などでは、上下方向に長い柱添え材１５を設けて補強するのが好ましい。
【００５２】
さらに、前記実施形態では、リブ２２は波形形状を呈しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、平面状、曲面状、あるいは厚さが変化する形状であってもよい。さらに、前記実施形態では、外力吸収ダンパ２０の側板２１の上部連結板２３ａと下部連結板２３ｂとの間にリブ２２，２２・・が設けられているが、上部連結板２３ａと下部連結板２３ｂを設けずに、リブ２２，２２・・のみで側板２１，２１を連結してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
３      柱
５      制震構造
１０    取付ブラケット
１５    柱添え材
２０    外力吸収ダンパ
２１    側板
２２    リブ
５３    縦枠（柱）
１０５  制震構造
１１５  柱添え材
１２０  外力吸収ダンパ
１２１  側板
【図１】
2016017323.tif 000003
【図２】
2016017323.tif 000004
【図３】
2016017323.tif 000005
【図４】
2016017323.tif 000006
【図５】
2016017323.tif 000007
【図６】
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