(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも座屈阻止部材を備えた架構枠、該架構枠を構成する両側水平部材間の弦材に結合して柱を押し返す押圧機構と該架構枠を構成する両側水平部材の端部に結合して柱を抱え込んで引き込む引張機構とをジャッキによって一体に結合して成る柱保持部材を架構枠の一端に装備し、架構枠の他方端には建入柱に反力を採る取付材を装備して成り、該柱保持部材と上記両側水平部材の端部との結合を維持しながら上記弦材との結合を解放させてジャッキを稼働させることで押圧機構を作動させ、該引柱保持部材と上記弦材との結合を維持しながら上記両側支持部材の端部との結合を解放させてジャッキを稼働させることで引張機構を作動させる柱建入調整用ジャッキ。
【請求項２】
押圧機構が、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、柱に押し当てる押圧部材及び該押圧部材と両側水平部材間の弦材とを解放可能に結合する引張部材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の柱建入調整用ジャッキ。
【請求項３】
引張機構が、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、該柱保持部材の両側端から伸長する保持部材及び該保持部材の先端に少なくとも一方端を解放可能に結合して柱を抱え込む柱把握部材から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱建入調整用ジャッキ。
【請求項４】
鉄骨柱建入後の鉄骨柱間に梁を挿入し、次いで柱梁接合部を溶接する鉄骨造柱・梁の建方工法であって、建入鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ、請求項１乃至３のいずれかに記載の柱建入調整用ジャッキによって予め開脚した状態で梁を挿入し、しかる後に柱梁接合部を溶接することを特徴とする鉄骨造柱・梁の建方工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱建入調整用ジャッキと鉄骨造柱・梁の建方工法に関し、特に鉄骨造柱における建入の狂いや溶接の収縮による鉄骨スパンの狂いを簡潔に回避して、残留応力の発生を防止する柱建入調整用ジャッキと鉄骨造柱・梁の建方工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨造建築の積層工法や逆打工法においては、柱溶接完了後の剛接状態の下に梁を取り付けており、この場合には、柱の製作精度その他の要因から建入の狂いを皆無には出来ない。このために、柱スパンの狂いを矯正するためのスパン調整が必要になる。
【０００３】
一方、鉄骨造建築では上述のように柱梁接合部での溶接が必須であり、このために、建方後になって柱間に柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮が発生することになり、鉄骨造柱・梁に残留応力を発生させることになって、建物の品質を低下させる要因になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の状況に鑑みてその解決のために提案するものであり、柱スパンの狂いや柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を矯正し、鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避することで、鉄骨造建物の品質を確保することができる柱建入調整用ジャッキとこれを用いた鉄骨造柱・梁の建方工法を提供している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である柱建入調整用ジャッキは、少なくとも座屈阻止部材を備えた架構枠、架構枠を構成する両側水平部材間の弦材に結合して柱を押し返す押圧機構と架構枠を構成する両側水平部材の端部に結合して柱を抱え込んで引き込む引張機構とをジャッキによって一体に結合して成る柱保持部材を架構枠の一端に装備し、架構枠の他方端には建入柱に反力を採る取付材を装備して成り、柱保持部材と上記両側水平部材の端部との結合を維持しながら上記弦材との結合を解放させてジャッキを稼働させることで押圧機構を作動させ、引柱保持部材と上記弦材との結合を維持しながら上記両側支持部材の端部との結合を解放させてジャッキを稼働させることで引張機構を作動させている。
【０００６】
これによって、柱の製作精度等の要因から発生する柱スパンの狂いを簡潔に矯正したり、柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を予め調整することで、溶接後に柱間に正規のスパンを維持させて鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避したりするために必要な拡張と収縮の２作動を１台で容易に実施できるものであり、鉄骨造建物の品質を確保することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明である柱建入調整用ジャッキは、請求項１に記載の柱建入調整用ジャッキにおいて、押圧機構を、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、柱に押し当てる押圧部材及び押圧部材と両側水平部材間の弦材とを解放可能に結合する引張部材から構成することを特徴としており、上記機能に加えて、柱スパンを拡大する作業を押圧部材と弦材との結合を解放するのみで容易に対応することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明である柱建入調整用ジャッキは、請求項１又は２に記載の柱建入調整用ジャッキにおいて、引張機構を、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、柱保持部材の両側端から伸長する保持部材及び保持部材の先端に少なくとも一方端を解放可能に結合して柱を抱え込む柱把握部材から構成することを特徴としており、上記機能に加えて、柱スパンを収縮する作業を上記両側水平部材の端部との結合を解放するのみで容易に対応することができる。
【０００９】
本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法は、基本的に、鉄骨柱建入後の鉄骨柱間に梁を挿入し、次いで柱梁接合部を溶接する鉄骨造柱・梁の建方工法において、建入鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ予め開脚した状態で梁を挿入し、しかる後に柱梁接合部を溶接しており、具体的には、上記柱建入調整用ジャッキによって予め開脚することを特徴としている。
【００１０】
これによって、必要とする拡張、収縮の作動を柱建入調整用ジャッキの使用によって容易に実施できることから、鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ予め開脚して置く作業が簡潔にして、迅速に実施できるものであり、柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を矯正し、鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避することで、鉄骨造建物の品質を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による柱建入調整用ジャッキは、基本的に、少なくとも座屈阻止部材を備えた架構枠から構成されており、この架構枠の一端に装備される柱保持部材は、架構枠を構成している両側の水平部材間に設けられる弦材に結合して柱を押し返す押圧機構と両側の水平部材の端部と結合して柱を抱え込んで引き込む引張機構とをジャッキによって一体に結合して構成されている。一方、架構枠の他方端には、建入柱から反力を採るための取付材を装備して簡素な形状に構成されている。
【００１２】
そして、押圧機構を作動させる場合には、柱保持部材と両側水平部材の端部とを結合させた状態で弦材との結合を解放するものであり、押圧機構を柱保持部材から遊離させてから引張機構との間に装備されているジャッキを稼働させて押出動作を行っている。
【００１３】
又、引張機構を作動させる場合には、引柱保持部材と弦材との結合を維持しながら両側支持部材の端部との結合を解放するものであり、引張機構を柱保持部材から遊離させてから押圧機構との間に装備されているジャッキを稼働させて引張動作を行っている。
【００１４】
以下に、本発明による柱建入調整用ジャッキの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による柱建入調整用ジャッキの平面図である。
図において、２は、柱建入調整用ジャッキ１を構成する架構枠、３は架構枠２の一端に装備する柱保持部材、４は架構枠２の他端に装備される取付材である。
【００１６】
架構枠２は、両側に配置された水平部材５、５と適宜の強度を確保するために必要に応じてその間に配置される弦６及び斜材７とから構成されており、押圧機構を作動させる場合の圧縮強度と引張機構を作動させる場合の引張強度に耐えられるように各部材を選択している。但し、臨時的に所定の強度以上の稼働を必要とする場合には、それぞれの部材に必要とする補強部材を付加させることによっても対応させることが可能である。
【００１７】
柱保持部材３は、押圧機構８と引張機構９とから構成されており、架構枠２を構成している両側の水平部材５、５の端部１０との間に結合部１１を配置して、後述する各機構の作動状態に合わせた連結、解放を適宜に実施できるように成っている。
【００１８】
柱保持部材３を構成している押圧機構８は、上記柱保持部材３の両側に備える結合部１１、１１と共に、図示していない柱に押し当てる押圧部材１２と押圧部材１２と端部に配備されている弦材６とを結合しながら押圧機構の作動状態に合わせて結合の解放を可能にする引張部材１３とから構成されている。
【００１９】
同様に、柱保持部材３を構成している引張機構９は、上記柱保持部材３の両側に備える結合部１１、１１と共に、図示していない柱を抱え込むように柱把握部材１４を配置しており、柱把握部材１４は柱保持部材３の両側端から伸長させている保持部材１５、１５の先端に結合されている。柱把握部材１４と保持部材１５との結合は、いずれかの一方端で解放可能に構成されており、適宜の方向から柱を抱え込めるように配慮している。
【００２０】
尚、本実施の形態では、柱把握部材１４の形状を半円形状に構成しているが、この形状は一般的な円柱を前提にしたものであり、他の形状の柱を対象にする場合には、当然にその形状に対応した形状の柱把握部材１４を採用するものである。
【００２１】
押圧機構８と引張機構９との間には、ジャッキ１６、１６が配置されており、ジャッキ１６、１６の作動は、個別の作動時において、この際に作動状態に無い反対の機構から反力をとる形態で行われるように配置されている。
【００２２】
従って、柱保持部材３は、押圧機構８と引張機構９とを個別に作動させるように構成されながら、ジャッキ１６、１６の作動をお互いが相互に補完し合う形態にし、柱建入調整用ジャッキ１として簡潔に配置されるように構成して、使用部材の削減を図っている。、
【００２３】
架構枠２の他方端に装備されている取付材４は、既に建入して鉄骨柱建方の基準になる柱に柱建入調整用ジャッキ１を取り付けて、これを固定するために用いられるものであり、押圧機構８と引張機構９とを作動させる際に、その反力を取れるように架構枠２との結合関係を構成されている。
【００２４】
その構成は、柱保持部材３とほぼ維持の形態であり、建入柱に当てる押圧部材１２が、前後に出し入れできるように端部に配備されている弦材６とジャッキ１７で結合されており、建入柱を抱え込むための柱把握部材１４は、取付材４の両側端から伸長させている保持部材１５、１５の先端に結合されている。
【００２５】
柱把握部材１４と保持部材１５との結合は、柱保持部材３と同様にいずれかの一方端で解放可能に構成されており、適宜の方向から柱を抱え込めるように配慮されている。
【００２６】
尚、本実施の形態では、取付材４が前後に出し入れできるようにジャッキ１７を配置するとしているが、鉄骨柱建方の基準になる柱側では柱建入の調整が必ずしも必要ないことから、ジャッキ１７の配置は必須のものでなく適宜に省略できるものである。
【００２７】
以上のように、本発明による柱建入調整用ジャッキ１は、柱の製作精度等の要因から発生する柱スパンの狂いの矯正や、柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を予め調整して溶接後の柱間に正規のスパンを維持させるための設定に必要となる柱スパンの拡張と収縮等の異なる作動状態での調整を、それぞれの状況に対応させながら１台で容易に実施できるものであり、これによって、鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避して鉄骨造建物の品質を確保できるものである。
【００２８】
次に、本発明による柱建入調整用ジャッキ１の作動状態を図２、３に基づいて具体的に説明する。
【００２９】
図２は、柱建入調整用ジャッキ１の押圧機構を作動させる場合の設定状態を示している。
【００３０】
本設定状態では、柱１８が柱倒れして建入柱１９との間の柱スパンが狭くなっている場合であり、柱建入調整用ジャッキ１は、これを矯正するために、柱１８と建入柱１９との間に配置されている。
【００３１】
柱建入調整用ジャッキ１の取付材４は、建入柱１９を抱え込むための柱把握部材１４を保持部材１５、１５の先端から解放する状態で、ジャッキ１７が短縮された状態にある押圧部材１２を建入柱１９に押し当てるように設定されている。
【００３２】
柱把握部材１４は、押圧部材１２を押し出すことから、解放した状態で充分であるが、必ずしも解放状態を必要としないものであり、安定性のためには建入柱１９を抱え込むような結合状態であっても良いものである。
【００３３】
一方、柱倒れの柱１８に接している柱保持部材３は、引張機構９の柱把握部材１４の一端を保持部材１５の先端から解放して、押圧機構８の押圧部材１２を柱１８に押し当てると共に、押圧機構８の引張部材１３の結合を解放して押し出し作動の準備を完了する。
【００３４】
以上のような形態においてジャッキ１６、１６を稼働させると、押圧機構８の押圧部材１２は、引張機構９から反力を取って柱１８を押し広げて柱倒れを解消するように作動するが、引張機構９を経由しての押圧機構８の応力は、柱保持部材３の結合部１１、１１を経て架構枠２に圧縮力として加えられるものであり、ジャッキ１６、１６の所定の稼働量によって柱１８の柱倒れを容易に矯正して、建入柱１９との間に正規の柱スパンを確保することができる。
【００３５】
図３は、柱建入調整用ジャッキ１の引張機構を作動させる場合の設定状態を示している。
【００３６】
本設定状態では、柱１８が柱倒れして建入柱１９との間の柱スパンが広くなっている場合であり、柱建入調整用ジャッキ１は、これを矯正するために、柱１８と建入柱１９との間に配置されている。
【００３７】
柱建入調整用ジャッキ１の取付材４は、ジャッキ１７を短縮した状態にして押圧部材１２を建入柱１９から引き離すようにしながら、柱把握部材１４を保持部材１５、１５の先端と結合することで建入柱１９を抱え込むような形態に設定されている。
【００３８】
尚、上記説明例では、取付材４が前後に出し入れできるようにジャッキ１７を短縮した状態にするとしているが、前述のように、鉄骨柱建方の基準になる柱側では柱建入の調整が必ずしも必要ないことから、ジャッキ１７の配置は必須のものでなく、この場合には上記の操作を適宜に省略できるものである。
【００３９】
又、柱保持部材３の結合部１１、１１を解放状態にした状態で、柱保持部材３を構成する引張機構９の柱把握部材１４を保持部材１５、１５の先端に結合することで、柱倒れの柱１８を抱え込むと共に、押圧機構８の引張部材１３を結合して押圧部材１２を柱１８から引き離すように形成して、引張作動の準備を完了する。
【００４０】
以上のような形態においてジャッキ１６、１６を稼働させると、引張機構９の柱把握部材１４は押圧機構８から反力を取って、柱１８を引き込むことで柱倒れを解消するように作動するが、押圧機構８を経由しての引張機構９の引張応力は、押圧機構８の引張部材１３と架構枠２の弦材６を経て架構枠２に引張力として加えられるものであり、ジャッキ１６、１６の所定の稼働量によって柱１８の柱倒れを容易に矯正して、建入柱１９との間に正規の柱スパンを確保することができる。
【００４１】
以上の詳細な説明で明らかなように、本発明による柱建入調整用ジャッキは、柱スパンの狂いの矯正や、柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を予め調整して溶接後の柱間に正規のスパンを維持させるための設定を、それぞれの状況に対応させながら容易に実施できるものであるから、以下に、これらの特質を有効に発揮できる施工方法について説明する。
【００４２】
本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法は、鉄骨柱建入後の鉄骨柱間に梁を挿入し、次いで柱梁接合部を溶接する鉄骨造柱・梁の建方工法において、建入鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ予め開脚した状態で梁を挿入し、しかる後に柱梁接合部を溶接しており、上記柱建入調整用ジャッキによって有効に施工することを特徴としている。
【００４３】
以下に、本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法に関する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図４〜７は、本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法を各工程毎に示す施工概要図である。
【００４５】
図４は、鉄骨造柱が建入される工程を示しており、梁を取り付けるための柱２０、２１を建方してから、姿勢監視装置等を用いた操作によって柱２０、２１を正規のスパンの下に建入している。
【００４６】
図５は、鉄骨造柱の間に梁を配置するために、建入鉄骨柱の間隔を予め開脚する工程を示す施工概要図であり、本実施の形態では、柱２０、２１の間に本発明による柱建入調整用ジャッキ１を設定しており、上記図２で説明した押圧機構の作動を適用している。
【００４７】
柱建入調整用ジャッキ１は、斜めサポート２２で支持された強力サポート２３で建入柱２０、２１の間に所定の高さで配置される。
【００４８】
しかして、柱建入調整用ジャッキ１の取付材４は、建入柱２０に押圧部材を押し当てるように設定されると共に、建入柱２１に接している柱保持部材は、ジャッキを短縮して押圧機構の押圧部材の位置を正規の柱スパンよりも短くすることで配備を容易にできるようにしており、建入柱２１に押圧部材を押し当てながら押圧機構の引張部材を解放して、押し出し作動を準備する。
【００４９】
尚、本実施の形態では、取付材４はジャッキを伸長して建入柱２０に押し当てるように設定するとしているが、鉄骨柱建方の基準になる柱側では柱建入の調整が必ずしも必要ないことから、上述と同様にジャッキ１７を廃止してその操作を省略できるものである。
【００５０】
次いで、ジャッキを稼働させることで押圧機構の押圧部材は、建入柱２０、２１を押し倒して開脚状態を形成するが、この際のジャッキの押出量は、配置した梁を設定する溶接後に発生する溶接の収縮量を勘案した値であり、収縮後に建入柱２０、２１の建入が確保されるように増加させた柱スパンに設定されている。
【００５１】
図６は、鉄骨造柱の間に梁を配置する工程を示す施工概要図である。
本工程では、建入柱２０、２１の間に梁２４を挿入して、溶接と高張力ボルト接合によって柱梁接合部２５を施工するが、これらの作業が完成するまでは、柱建入調整用ジャッキ１の設定状態をそのままに維持しており、高張力ボルト締めを完了した段階で、ジャッキを解放して柱建入調整用ジャッキ１を撤去する。
【００５２】
図７は、鉄骨造柱・梁の建方が完了した段階を示す施工概要図である。
この段階では、梁溶接後の収縮が完了して、開脚することで勘案してある溶接の収縮量は零に解消しており、建入柱２０、２１は、その間のスパンを所定値に確定して正規の建入になる。
【００５３】
以上のように、本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法では、鉄骨造柱梁接合部の溶接後の収縮によって柱スパンの狂いが回避され、同時にそれらに起因する残留応力も回避されることから、極めて高品質の建物を提供することができる。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による柱建入調整用ジャッキと鉄骨造柱・梁の建方工法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、押圧機構や引張機構の具体的な構成等において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然である。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の柱建入調整用ジャッキは、少なくとも座屈阻止部材を備えた架構枠と、この架構枠を構成する両側水平部材間の弦材に結合して柱を押し返す押圧機構と架構枠を構成する両側水平部材の端部に結合して柱を抱え込んで引き込む引張機構とをジャッキによって一体に結合して成る柱保持部材を架構枠の一端に装備し、架構枠の他方端には建入柱に反力を採る取付材を装備して成り、柱保持部材と上記両側水平部材の端部との結合を維持しながら上記弦材との結合を解放させてジャッキを稼働させることで押圧機構を作動させ、引柱保持部材と上記弦材との結合を維持しながら上記両側支持部材の端部との結合を解放させてジャッキを稼働させることで引張機構を作動させているので、以下の効果を発揮して鉄骨造建物の高品質を確保することができる。
▲１▼  柱の製作精度等の要因から発生する柱スパンの狂いを簡潔に矯正できる。▲２▼  柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を予め調整することで、溶接後に柱間に正規のスパンを維持できる。
▲３▼  鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避できる。
▲４▼  施工に必要な拡張と収縮の２作動を１台で容易に実施できる。
【００５６】
請求項２に記載の発明である柱建入調整用ジャッキは、請求項１に記載の柱建入調整用ジャッキにおいて、押圧機構を、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、柱に押し当てる押圧部材及び押圧部材と両側水平部材間の弦材とを解放可能に結合する引張部材から構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、柱スパンを拡大する作業を押圧部材と弦材との結合を解放するのみで容易に対応できる効果を発揮できる。
【００５７】
請求項３に記載の発明である柱建入調整用ジャッキは、請求項１又は２に記載の柱建入調整用ジャッキにおいて、引張機構を、柱保持部材の両側に備える上記両側水平部材の端部との結合部、柱保持部材の両側端から伸長する保持部材及び保持部材の先端に少なくとも一方端を解放可能に結合して柱を抱え込む柱把握部材から構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、柱スパンを収縮する作業を上記両側水平部材の端部との結合を解放するのみで容易に対応できる効果を発揮できる。
【００５８】
本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法は、鉄骨柱建入後の鉄骨柱間に梁を挿入し、次いで柱梁接合部を溶接する鉄骨造柱・梁の建方工法において、建入鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ予め開脚した状態で梁を挿入し、しかる後に柱梁接合部を溶接しており、上記柱建入調整用ジャッキによって予め開脚することを特徴としているので、以下の効果を発揮して鉄骨造建物の高品質を確保することができる。
▲１▼  施工時の必要な拡張、収縮の作動を柱建入調整用ジャッキの使用によって容易に実施できる。
▲２▼  鉄骨柱の間隔を柱梁接合部の溶接収縮量だけ予め開脚して置く作業が簡潔、迅速に実施できる。
▲３▼  柱梁接合部の溶接によるスパン方向の収縮を矯正し、鉄骨造柱・梁に発生する残留応力を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による柱建入調整用ジャッキの平面図
【  図２】本発明による柱建入調整用ジャッキにおける押圧機構の作動状態図
【  図３】本発明による柱建入調整用ジャッキにおける引張機構の作動状態図
【  図４】本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法における鉄骨造柱の建入工程図
【  図５】本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法における柱建入調整用ジャッキの配置工程図
【  図６】本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法における梁の配置工程図
【  図７】本発明による鉄骨造柱・梁の建方工法における鉄骨造柱の施工完了図
【符号の説明】
１  柱建入調整用ジャッキ、  ２  架構枠、  ３  柱保持部材、
４  取付材、  ５  水平部材、  ６  弦、  ７  斜材、  ８  押圧機構、
９  引張機構、  １０  端部、  １１  結合部、  １２  押圧部材、
１３  引張部材、  １４  柱把握部材、  １５  保持部材、
１６、１７  ジャッキ、  １８  柱、  １９  建入柱、
２０、２１  建入柱、  ２２  斜めサポート、  ２３  強力サポート、
２４  梁、  ２５  柱梁結合部、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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