基于大跨度建筑对于树状结构的研究

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大跨度建筑结构表现的建构研究

大跨度建筑结构表现的建构研究

大跨度建筑结构表现的建构研究大跨度建筑结构表现的建构研究摘要:近年来,随着现代建筑技术的发展,大跨度建筑结构成为建筑师和工程师们探索的热点。

本文依据大量实例和理论研究,探讨了大跨度建筑结构的表现形式、建构方法及其在建筑设计中的应用。

结果显示,大跨度结构在建筑中的几何形态、建筑材料的选择以及结构布局等方面具有广泛的应用前景。

1. 引言大跨度建筑结构是指跨度超过100米的建筑,通常用于开阔的室内空间,如运动场馆、展览中心、机场航站楼等。

大跨度结构的表现形式多种多样,如拱券、悬索和桁架等。

这些结构不仅仅具有实用的功能,还可以成为建筑的艺术表现。

2. 大跨度建筑结构的表现形式2.1 拱券结构拱券结构是一种经典的大跨度结构。

其形态如同由一系列拱弧组成的大型框架。

常见的拱券结构包括罗马竞技场和中国的龙门石窟。

拱券结构具有良好的承载能力和稳定性,并且能够创造出宏伟壮丽的空间效果。

2.2 悬索结构悬索结构是一种通过悬挂在一定高度上的主梁来支撑大跨度建筑物的结构。

它可以创造出悬浮感和轻盈感,常见的例子包括美国的金门大桥和中国的赛罕塔。

悬索结构在大跨度建筑中具有较好的抗震性能和空间感。

2.3 桁架结构桁架结构是由一系列框架梁和支撑构成的结构体系,常见于大型建筑物的屋顶和大跨度钢桥。

桁架结构具有良好的承载能力和稳定性,同时可以灵活地应用于不同的建筑形态。

比如,武汉天河机场的航站楼采用了桁架结构,创造出了空间连续性和开放性。

3. 大跨度建筑结构的建构方法3.1 合理布局大跨度建筑的结构布局应根据实际需求和空间限制进行合理规划。

合理的布局能够最大限度地发挥结构的承载能力,使建筑具有良好的空间效果。

比如,杜拜的哈瑞发球馆采用了合理的钢结构布局,使得建筑在满足使用功能的同时,也创造出了独特的形态。

3.2 选用适应材料材料的选择对大跨度建筑的结构性能和表现形式具有重要影响。

常见的材料包括钢、混凝土和复合材料等。

钢材具有高强度和轻质的特点,适用于悬索和桁架结构。

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来,随着城市化进程的加速和人们对建筑高层、复杂化的需求增多,大跨度建筑得到了广泛应用和开发。

大跨度建筑结构以其独特的设计形式和良好的使用效果备受青睐,而其设计和研究同样也成为建筑工程中的一个热点问题。

本文将从大跨度建筑结构的类型、优缺点以及设计研究进展等几个方面进行讨论。

一、大跨度建筑结构类型1.空间网格结构。

空间网格结构由于其结构简单、稳定性强、搭建便捷等优点,在建筑工程中得到了广泛应用。

空间网格结构一般采用钢管或者钢索、高强度的钢材或铝模块材料等搭建而成,常常用于大型体育比赛场馆、展览中心等场所。

2.空间拱结构。

空间拱结构是一种形态特殊、力学性质优良的建筑结构形式,其形态多种多样,包括圆形、方形、梯形、斗形等等。

空间拱结构采用弯曲构件的受力状态,其结构比较简单、纹理温和、运用广泛。

空间拱结构一般被用于体育餐馆、演艺大厅、封闭式游泳馆的建设,同时也可用作桥梁拱形状的支撑结构。

3.空间桁架结构。

空间桁架结构是工程结构中一种理性布置的钢结构,由于其受力性能好、刚度强、无中心支撑等特点,常常作为建筑结构中的关键元素。

空间桁架结构由管杆、钢板、角钢等材料组成,可用于建造高层建筑、通风挡墙等工程项目。

1.空间利用率高。

相对于传统的建筑结构形式,大跨度建筑结构在利用场地空间方面有了很大的提高,使得建筑空间有了更大的利用率,同时也满足了人们对环境和功能的诉求。

2.美观大方。

大跨度建筑结构形式的独特性和美观感受与日俱增,其强烈的视觉效果和耐人寻味的建筑设计理念,已成为现代城市的一道风景线。

3.结构稳定性好。

大跨度建筑结构本身具有较强的稳定性和承重能力,可以有效地保证建筑物的结构安全。

1.施工难度大。

大跨度建筑结构的施工难度比传统建筑结构要大,需要更高的技术水平和装备设施。

2.建造成本高。

相对于传统建筑结构形式,大跨度建筑结构的建造成本相对较高,需要更高的经济投入。

在大跨度建筑结构的设计与研究方面,国内外专家学者们已取得了一些有益的研究成果。

大跨度建筑的空间形态与结构技术研究

大跨度建筑的空间形态与结构技术研究

大跨度建筑的空间形态与结构技术研究摘要:本文主要分析了空间结构发展的原因以及发展状况,其次分别从大跨度建筑空间结构的分类进行详细具体的阐述,与大家共同探讨。

关键词:大跨度建筑;空间形态;空间结构;技术研究【正文】:当今社会正处于不断高速的发展阶段,人们的生活水平也随之不断的得以全面提高,社会的建筑行业的建筑物逐渐呈现出了出现了大型复杂的特点,利用大跨度的结构形式来解决那些大面积覆盖的问题,现在已经成为了建筑行业发展的趋势以及主要的发展方向。

一、空间结构发展的原因以及发展状况空间结构的发展具体原因,笔者结合自身工作经验分析认为主要有以下三点:①人们生活水平不断提高,文化、体育、工业生产等事业不断进步,增强了对空间结构,尤其是大跨度高性能空间结构的需求;②轻质高强材料的发展、进步,适应了大跨空间结构发展的需求;③结构计算理论的日益完善,以及计算机技术的飞速发展,使得对任何极其复杂的三维结构的分析与设计成为可能。

这些正是空间结构能够扩大应用范围,得以蓬勃发展的主要因素。

空间结构是将材料科学、结构力学分析方法与理论、高水平的安装技术融于一体的综合性高技术学科。

大跨度空间结构的发展与它的结构形式及各种新型建材的发展是密不可分的。

它可以全面地反映一个国家的综合经济实力,一些发达国家如美国、日本、西欧等各国在大跨度空间结构方面的发展较早,速度较快,其跨度大,结构形式丰富,包括有张拉整体结构、膜结构、网壳结构、悬索结构、折叠结构、开合结构等及各种结构的杂交形式。

中国在大跨度空间结构方面的研究有近40年的历史,特别是近十年来发展较快,从网架、网壳到悬索结构,膜结构都有相当数量的工程应用,建成了一大批体育场馆;建成了多座大跨度机库如首都机场机库,其中以网架结构发展迅猛,应用极广现网架年覆盖面积将近200万m2,达到了世界第一。

二、大跨度建筑空间结构的分类笔者总结分析认为大跨度建筑空间结构主要可以分为以下几点:①薄壳结构。

树状柱结构体系设计策略探究与实践

树状柱结构体系设计策略探究与实践

树状柱结构体系设计策略探究与实践
树状柱结构体系是一种常用的建筑结构体系,能够提供较好的空间利用和承载能力。

在设计过程中,需要考虑以下几个方面的策略。

1. 结构布置:树状柱结构体系的基本布置是将主要承载力传递的柱子按照树状分布,使得力能够均匀分散到各个柱子上。

在布置柱子的位置时,需要考虑建筑物的功能需求,尽量避免影响建筑内部的使用空间。

2. 材料选择:树状柱结构体系的柱子需要具备足够的承载能力和刚度,因此材料的选择至关重要。

常见的材料包括钢材和混凝土。

钢材具有高强度和较好的可塑性,适用于长跨度和大空间的建筑结构;混凝土具有良好的耐火性能和承载能力,适用于一般建筑结构。

3. 梁的设计:树状柱结构体系中的梁承担着连接柱与柱之间的功能,需要具备足够的强度和刚度。

在设计过程中,需要考虑梁的截面形状、跨度和悬臂长度等因素,以保证梁的承载能力和稳定性。

4. 抗震设计:树状柱结构体系在地震荷载作用下容易出现柱子受剪、弯曲和轴向受压等破坏情况。

因此,在设计过程中需要进行抗震计算和设计,并采取相应的加固措施,如设置抗震支撑和加固柱子等。

5. 可持续性设计:在树状柱结构体系的设计中,需要考虑材料
的可持续性和能源的节约利用。

可以采用可再生材料、节能设计和绿色建筑技术等手段,以减少对环境的负面影响。

在实践中,设计师需要根据具体项目的要求和条件进行结构系统的选择和设计。

同时,还需要进行结构力学计算、结构分析和模拟等工作,以验证设计方案的合理性和可行性。

通过不断的实践和总结,可以积累经验并提升设计水平。

木结构在大跨度建筑中的应用

木结构在大跨度建筑中的应用

木结构在大跨度建筑中的应用
众所周知,木结构建筑具有很多优点,如轻质、环保、适应性强等等。

相对于传统的混凝土和钢结构,木结构可以更好地满足大跨度建筑的设计要求。

具体来说,木结构在大跨度建筑中的应用有以下几个方面:
1.能够满足大跨度的设计要求
木结构建筑能够最大限度地发挥木材的优点,该材料的轻质和高强度使得它成为一个理想的建筑材料。

木结构可以在保证稳定性的同时,提供更宽的跨度。

这使得它成为大型定制建筑中的重要构件。

2.充分利用现代数控技术优势
现代数控技术使得木结构的设计和加工更加精确、高效。

这使得大跨度的木结构建筑的制造变得可行。

利用现代技术,木结构的制造成本可以得到有效的降低,从而使得大跨度建筑成为可能。

3.符合环保理念
4.满足建筑审美要求
木结构的自然质感使它成为设计师喜爱的建筑材料,该材料的独特纹理、色彩和形状可以使大跨度建筑具有更为出色的视觉效果,满足人们对建筑外貌美观的需求。

综上所述,木结构在大跨度建筑中的应用能够充分发挥其优点,不仅可以保证建筑的稳定性和美观性,而且能够与环保理念更好地融合。

未来,随着科技的不断发展和建筑行业的不断变革,木结构在大跨度建筑中的应用前景可以说是十分广阔和乐观。

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究【摘要】本文主要探讨了建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计的研究。

在介绍了背景信息,阐明了研究的意义,并明确了研究目的。

在对大跨度建筑的定义进行了界定,分析了大跨度建筑的结构形式和设计原则,介绍了大跨度建筑设计所需的技术要点,并对一些大跨度建筑案例进行了深入分析。

在探讨了大跨度建筑设计的发展趋势和重要性,展望了未来研究的方向。

通过本文的研究,可以更好地理解大跨度建筑结构设计的重要性,为未来大跨度建筑领域的发展提供有益的参考和建议。

【关键词】。

1. 引言1.1 背景介绍在当今社会,随着城市化进程的加速和科技的不断发展,大跨度建筑在城市的建设中扮演着越来越重要的角色。

大跨度建筑被定义为跨度大于50米的建筑,通常用于场馆、桥梁、航站楼等需要较大空间的场所。

这类建筑的设计和施工需要更加精密的技术和更高水平的工程经验,因此备受业内人士关注。

大跨度建筑的出现不仅可以为城市增添独特的景观,更可以为人们创造更为宽敞舒适的活动空间,满足人们对于功能性和美学性的需求。

大跨度建筑的设计和施工也是建筑工程领域中的一大挑战,需要工程师们充分发挥创造力和专业知识,应对各种复杂的技术问题。

通过对大跨度建筑结构形式与设计的研究,可以不仅可以提高工程师们的设计水平和施工技术,还可以为未来大跨度建筑的发展提供重要的参考和指导。

对大跨度建筑结构形式与设计进行深入探讨和研究具有重要的现实意义和理论意义。

1.2 研究意义大跨度建筑是当今建筑领域中一种重要的建筑形式,其具有独特的设计风格和技术挑战。

大跨度建筑结构的设计与施工涉及到多个学科领域,包括结构工程、建筑设计、材料科学等,对于推动建筑工程行业的发展具有重要的意义。

大跨度建筑的设计与施工需要充分考虑结构的稳定性和安全性,关乎到建筑物的使用寿命和人员安全。

通过研究大跨度建筑的结构形式和设计原则,可以为工程师和设计师提供指导,确保建筑物能够承受各种外部力量和环境变化,达到长期稳定的效果。

对大跨度建筑结构设计的研究

对大跨度建筑结构设计的研究

对大跨度建筑结构设计的研究【摘要】随着科技的不断发展,对建筑结构设计的要求越来越高,建筑空间结构作为建筑质量评价的标准之一,不仅要重视设计的美观性,还要充分考虑经济成本、结构受力等因素。

大跨度建筑在民用建筑、工业建筑中的运用越来越广泛,文中对大跨度建筑结构类型进行了相关分析,并探讨了主要的建筑结构设计要点,为以后确保大跨度建筑结构设计质量提供了参考质量。

【关键词】建筑结构;大跨度;结构类型;设计要点引言:大跨度建筑具备使用性能好、外形美观、结构多样化等特点,它是建筑空间结构技术的重要发展方向,对提高建筑质量有着重要意义。

目前,大跨度建筑主要包含了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构,该五种结构的形式特点有所差异,我们要加强结构设计的研究,在原本的建筑结构基础上,研发出更先进的结构形式。

下面我们首先来了解一下大跨度建筑结构的几种类型以及设计要点。

一、大跨度建筑结构类型的相关介绍大跨度建筑主要运用了网架结构、网壳结构、薄壳结构、悬索结构及膜结构五种,这五种结构的应用有所不同,下面我们分别来了解一下。

1.1、网架结构网架结构是一种常用的结构形式,工作人员按照一定的规律将杆件相互连接,形成网格结构,网格结构相互组合成为多层结构,也就是网架结构。

网架结构具有抗震性能佳、刚度大、不易变形、自重轻等特点,而且在施工过程中,比较容易操作,既能够达到一定的美观性,又能够大大提高施工效率,节约了大量的施工成本,在工业建筑、民用建筑中有着广泛的运用。

除此之外,网架结构又分为单层平面网架、单层曲面网架、空间平板网架等几种结构形式,其中单层平面网架由正方形网格组成,放置起来较方便,可正可斜放,在大型方形平面建筑中运用较多。

而单层曲面网架是在前者基础上的改善,将平面改成了曲面,刚度、结构跨度进一步提高。

空间平板网架行对来说强度大,而高度相对低些,能够充分满足建筑空间需求。

1.2、网壳结构网壳结构的原材料自重轻,结构厚度较小,截面尺寸较低,刚度性强。

基于大跨度建筑对于树状结构的研究

基于大跨度建筑对于树状结构的研究

大跨度建筑案例分析基于大跨度建筑对于树状结构的研究目录2树状结构概述1大跨度建筑简介3结构应用1:大跨度建筑简介This paper simply introduces thesome basic situation of mine.大跨度建筑大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑,主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。

在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。

大跨度建筑结构包括网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、膜结构、薄壳结构等基本空间结构及各类组合空间结构。

This paper simply introduces thesome basic situation of mine.空间仿生结构---树状结构这种结构是德国奥托在20世纪60年代提出的一个重要结构形态概念。

树状结构是一种比较新颖的结构形式,具有合理的传力路径,承载力较高,支撑覆盖范围广,可以用较小的杆件形成较大的支撑空间。

主要应用于大型游乐场所,文化场馆,机场建筑,候车站台等结构工程中。

现状:国外应用较广2:树状结构概述This paper simply introduces thesome basic situation of mine.空间仿生结构---树状结构树状结构的组成:基本形态特征是多级分枝、三维伸展。

如图示的钢管树状柱结构采用了三级分枝,先从树状主柱分出4根一级分枝柱,然后由每根一级分枝柱分出2根二级分枝柱,最后二级分枝柱与屋面梁铰接连接。

当然,树状结构的分级和分枝越多,树状结构就越具有美感,结构的受力也就会越复杂。

树状结构的分级和分枝受到加工技术和计算的限制,并不能无限增加。

树状结构的材料一般来说只有钢材,对于分枝很多、受力比较大的结构,树状主柱也可以采用钢管混凝土柱,以满足受力要求。

2:树状结构概述This paper simply introduces the some basic situation of mine.空间仿生结构---树状结构优势1:受力特点 屋面所承受的荷载传递给各级树分枝,再由各级树分枝向上一级树枝传递,最后,再把所有的力汇总在树状主柱上。

“力与形的完美结合”——空间树状柱结构

“力与形的完美结合”——空间树状柱结构

“力与形的完美结合”——空间树状柱结构并不是所有的结构柱都是单枝、笔直的,比如说树形柱。

树形柱又称树状柱、分叉柱,有人把它归为建筑仿生结构的范畴,有人说它是结构构件的拓扑演化。

高迪在圣家族大教堂(Sagrada Familia) 的设计中大量使用了树状柱。

柱子多次分生出枝叉,支撑着高低错落的拱顶,托起教堂内部巨大的空间。

圣家族大教堂: 树形柱仿生结构树形柱将荷载传递由一点变为多点,提供了更多的传力路径,支承覆盖范围大。

它通过树杈分支减小屋盖结构的跨度,用较小的杆件即能支承更大的空间。

我们今天就来介绍一下,树形柱的特点和工程应用案例,供大家参考。

(以下案例的次序按树形柱分枝多少出场)Fort Worth 现代艺术馆有两个分支的Y形柱,是最简单的树状柱。

Fort Worth现代艺术馆采用了清水混凝土Y形柱构件,有助于减小屋面结构的跨度。

直立的Y形清水构件、轻薄的混凝土屋面平板形成简洁大方的建筑效果Fort Worth现代艺术馆建筑设计TAAA,结构设计TT上海浦东机场T2航站楼上海浦东机场T2航站楼采用Y形斜柱支承的张弦梁屋盖结构,创造出轻盈、活泼的超大空间。

航站楼大厅采用两级分叉柱,室外挑檐采用Y形斜柱,钢结构构件和节点细节都十分考究。

上海浦东机场T2航站楼,两级分叉的树形柱结构华东建筑设计总院Y形斜柱支承的屋盖挑檐与登机桥桁架一起,呈现出简洁的效果一般来说,树形柱的末端与屋面结构之间采用铰接连接。

这主要是基于两点考虑:1)方便实际施工过程的安装;2)由于树枝的末端截面一般非常纤细,铰接连接可以避免屋面梁的弯矩直接传递给树枝端、产生破坏。

浦东机场T2航站楼,Y形柱顶采用万向铰节点树形柱分枝构件通常非常纤细,其整体稳定问题需要设计重点关注。

一般需进行弹性屈曲分析来判定其计算长度系数,用于弹性设计;并根据考虑非线性的弹塑性分析验算其极限承载能力。

N倍荷载时,Y形柱的失稳模式和塑性应变南京禄口机场2号航站楼,华东建筑设计总院马德里机场T4航站楼由建筑师安东尼奥·拉梅拉(Antonio Lamela)和理查德·罗杰斯(Richard Rogers)设计的马德里机场T4航站楼,在2006年荣获英国皇家建筑师协会所颁发的RIBA Striling Prize奖。

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来,随着建筑工程技术的不断进步,大跨度建筑的设计与施工得到了越来越多的关注与重视。

大跨度建筑是指横跨较大距离的建筑结构,它所涉及到的设计与施工问题是与一般建筑有所不同的。

大跨度建筑结构形式与设计研究成为了建筑工程领域中的一个重要课题。

一、大跨度建筑结构形式在大跨度建筑工程中,结构形式的选择对于建筑的安全性、美观性以及经济性都有着重要的影响。

大跨度建筑的结构形式主要包括桁架结构、索承结构、悬索结构、网架结构等几种。

1.桁架结构桁架结构是由众多的斜杆组成的结构形式,其受力特点是由节点传力,较适合用于横跨较大距离的建筑。

桁架结构的优点是结构刚度大,承受外荷载能力强,适用于大跨度建筑的顶盖。

常见于大型体育馆、会展中心等建筑中。

2.索承结构索承结构是一种利用索索受拉的特性来支撑建筑结构的形式,常见的应用包括长桥、大跨度建筑的屋顶等。

索承结构可以将建筑物的自重和外部荷载通过索索传递至地基,从而减小了结构的变形和影响,提高了结构的稳定性。

3.悬索结构悬索结构是利用悬臂式支撑的结构形式,主要适用于大跨度桥梁和观赛台的建设。

悬索结构具有结构简洁、美观大方等特点,但也存在着对基础和拉索的要求很高,对施工和维护的技术要求也较高等问题。

4.网架结构网架结构是由众多的构件组成的网状结构,其受力特点是担负均匀的荷载。

网架结构的优点是构件单一,易于制作和安装;而网架结构适合于大空间、大跨度的建筑,如机场、车站等。

二、大跨度建筑结构设计研究在大跨度建筑结构设计研究中,需要考虑的因素众多,包括建筑功能需求、受力传递、材料选用、工艺施工等方面。

大跨度建筑在设计时需要从受力机理、结构稳定性、抗震性、自振周期、材料选用等多个方面进行综合考量。

1.受力传递大跨度建筑结构的受力传递是影响其安全性的关键因素之一。

在设计时需要考虑各个构件的受力情况,合理布置结构,避免出现局部应力集中的问题。

为了保证整体结构的稳定性,还需要考虑结构的整体受力情况,保证结构的平衡和稳定。

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究近年来,随着城市化进程不断加快,大跨度建筑成为了城市中的一道亮丽风景线,而这些大跨度建筑的结构形式和设计都有着非常大的影响。

本文将对大跨度建筑的结构形式与设计进行研究和探讨。

一、大跨度建筑的结构形式大跨度建筑通常指的是跨度大于50米的建筑,这种建筑因为需要承受更大的水平和垂直荷载,其结构设计十分重要。

在大跨度建筑中,常见的结构形式包括桁架结构、空间网架结构、拱形结构、索结构等。

1. 桁架结构桁架结构是大跨度建筑中最常见的结构形式之一。

它利用竖向和水平向组成的钢管或钢杆组成网格状结构,以达到更好的承重能力。

桁架结构通常构成为三角形,这是因为三角形是结构稳定性最好的形状之一。

空间网架结构是由许多钢管通过节点连接组成的从地面到屋顶的三维结构。

它具有高度等荷载能力和钢材利用率高的特点。

空间网架结构常用于大型篮球馆、大剧院、机场等建筑中。

3. 拱形结构拱形结构是建筑中常用的结构形式之一,它可以承受平面内的水平荷载和垂直荷载。

拱形结构可以通过不同形状的拱和异形拱的组合来实现大跨度的跨越。

索结构也是大跨度建筑中的常见结构形式。

它是利用高张力的钢索或吊索作为承重构件,通过索结构与主传力结构之间的协同作用,实现建筑的稳定和承载能力。

索结构常用于大型会展中心、体育馆、桥梁等建筑中。

1. 常见的大跨度建筑设计理念在大跨度建筑的设计过程中,常见的设计理念包括:空间感知、技术创新、结构合理、美学表现等。

这些设计理念常见于大型体育馆、会展中心和文化艺术中心等建筑中,旨在提高建筑的美感和实用价值。

在大跨度建筑的设计方案中,需要考虑到承载能力、结构稳定性、建筑美观度等方面。

设计方案一般包含结构形式的选择、材料的选择、施工方案设计等内容。

根据具体的建筑用途和建筑环境,设计方案应特别定制化。

3. 设计中的施工技术在大跨度建筑的设计中,需要考虑到施工上的可行性问题,因为建筑的施工过程涉及到供货、物流、安装等方面。

木结构在大跨度建筑中的应用

木结构在大跨度建筑中的应用

木结构在大跨度建筑中的应用
随着建筑技术的不断发展,大跨度建筑的出现已经成为了一种趋势。

而在大跨度建筑中,木结构的应用也越来越受到人们的关注。

木结构作为一种环保、可持续的建筑材料,具有很多优点,因此在大跨度建筑中的应用也越来越广泛。

木结构具有轻质、高强度的特点,可以承受较大的荷载。

在大跨度建筑中,木结构可以用来支撑屋顶、梁柱等部分,可以有效地减轻建筑物的自重,提高建筑物的稳定性和安全性。

木结构具有良好的隔热性能和保温性能。

木材本身就是一种良好的隔热材料,可以有效地防止热量的传递,保持室内温度的稳定。

在大跨度建筑中,木结构可以用来制作屋顶、墙体等部分,可以有效地提高建筑物的隔热性能和保温性能。

木结构还具有良好的环保性能。

木材是一种可再生的资源,可以有效地减少对环境的影响。

在大跨度建筑中,木结构可以用来制作屋顶、梁柱等部分,可以有效地减少建筑物对环境的影响,保护生态环境。

木结构在大跨度建筑中的应用具有很多优点,可以有效地提高建筑物的稳定性、安全性、隔热性能和保温性能,同时还可以保护生态环境。

因此,在未来的建筑设计中,木结构的应用将会越来越广泛,
成为一种重要的建筑材料。

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究

建筑工程中大跨度建筑结构形式与设计研究随着社会的不断发展和进步,人们对建筑的需求也越来越多样化和复杂化。

在建筑工程中,大跨度建筑一直是备受瞩目的领域,它不仅展现了科技和建筑设计的最新成果,更能够为人们提供更加宽敞、明亮、舒适的空间体验。

有鉴于此,本文将针对大跨度建筑的结构形式与设计展开研究,探讨其在建筑工程中的应用及其他相关问题。

大跨度建筑是指跨度超过100米的建筑,它通常需要运用到各种新型建筑材料和结构形式,以满足其自身的承重和稳定性要求。

在设计大跨度建筑时,需要充分考虑到地质条件、气候条件、使用功能等因素,采用适合的结构形式,进行合理的构造设计,保证建筑的安全、稳定与美观。

大跨度建筑的结构形式多种多样,常见的包括悬索桥结构、网架结构、索塔结构、桁架结构等。

悬索桥结构利用悬索和桥塔来支撑主梁,适用于跨河、跨湖等大跨度的桥梁建设。

网架结构采用钢管或钢杆相互连接形成的网格结构,具有自重轻、刚度大等特点,适用于跨度大、层数多的建筑。

索塔结构则是利用高耸的索塔支撑悬挂在上面的建筑物,适用于需要开放空间的体育场馆、活动中心等。

桁架结构由斜撑、直撑、横向刚构件等组成,能够有效地承受大跨度建筑的荷载,适用于航站楼、工业厂房等建筑。

除了结构形式和设计之外,大跨度建筑的建设和运营管理也是非常重要的环节。

建设过程中需要严格按照设计方案进行施工,并保证施工质量和安全。

运营管理过程中需要进行定期检测和维护,及时发现和处理建筑的各种问题,保证建筑的长期稳定运行。

大跨度建筑的结构形式与设计研究不仅涉及到建筑学、结构工程学等多个学科领域,更是一个综合性强、技术含量高的领域。

随着科技的不断发展和进步,相信大跨度建筑在未来会有更加广阔的发展空间,为人们创造更加美好的生活环境。

树状柱在大跨度空间结构中的研究与应用

树状柱在大跨度空间结构中的研究与应用
首先,屋面承受的荷载直接传递到树状结构的 二级分枝上。一般来说,二级分枝与屋面梁之间是 通过铰接连接,这主要是考虑两点:1)实际施工过程 安装的方便;2)由于二级树枝的截面一般来说比较 细小,避免屋面梁上承受的弯矩直接传递到二级分 枝上,使得其受力过大,产生破坏。
其次,二级树枝把承受的力通过连接节点02、 03、04传递到一级树枝上。在此过程中需要注意: 1)当每个节点上的二级树枝不能形成一个平面时, 如二级树枝A03、B03、C03不在一个平面上,此时, 在进行树枝布置设计时,要尽可能调整这三个分枝 的方向,使得这三个分枝的轴向合力沿着一级分枝 轴线01 03,即要平衡二级分枝的水平合力,确保一 级分枝只承受轴向荷载。2)当二级树枝形成一个平 面时,如二级树枝D02、E02在同一个平面DEO。 上,此时,应使D02、E02的合力延长线在轴线0。02 上,形成一个力的平行四边形。,
尽管树状结构具有很多优点,并且是自然界中 极其普遍的结构形态,但是,真正意义上的树状结构 直到60年代的现代建筑实践中才得以表现。尤其 在国内,树状结构的应用还比较少见,大型的树状结 构更是少之又少。国内比较知名的树状结构是深圳 文化中心的“黄金树”结构,如图1所示。它是整个 文化中心的点睛之笔,建筑师巧妙地赋予其建筑树 的想象,结构设计也是按照树的生长机理,由下至上 按照主干,粗枝、中枝和端枝组成结构体系,多根杆 件以不同的角度汇交于一点,组成树形的空间三维 体系[1。。而在国外,树状结构已有较多的应用。其
3设计实例 3.1 工程概况
苏州工业园区多功能厅位于工业园A区内,西 临星湖街,是A区建筑群的中心,也是整个创意园 东西轴线上的重要建筑。该工程建筑形式为扁圆体 球面屋顶,采用全玻璃幕墙形式。球面屋顶采用单 层网壳结构,网壳顶部有直径14.875 m的索穹顶 点式幕墙结构,如图8、图9所示。整个网壳由6个 内环树状柱、18个外环树状柱以及周边V型柱支 撑。图10给出了树状支撑的平面布置,图11给出 了树状结构的三维透视图。 3.2树状柱设计

大跨度建筑结构论文

大跨度建筑结构论文

大跨度建筑结构论文建筑物的造型向来都是与生存的自然环境、社会环境、历史沿革等诸多方面有关。

对于不同的造型的美学标准所能实现的造型也受着不同条件的限制。

在我看来,建筑形态与结构形态的关系肯定是密不可分的。

建筑的诞生也是结构形态的一种反映,有迹可循,传统的建筑形式,无论是西方的古典建筑,还是东方的古典建筑,它们的诞生和演变都是离不开结构技术主线。

特别是中国的古典高规格建筑,它追求大规格,而它的结构和立面是一起产生的,所以它在建筑史上是独树一帜的存在。

在近现代建筑的演变过程中,结构的改革在其中起到了极大的促进作用。

它不仅满足了建筑物的基本需求,也为建筑的审美开启了新的篇章,对我们有着巨大的影响。

人们开始把结构转变为一种建筑美学的手段,它不是独立的门派,而是在建筑中不可分割的一部分,更应该是建筑意象表达的一种手段。

但是,对于如何较好地运用这一表现手段,尚有许多规律性的东西值得我们去总结和分析,在此基础上,才能形成比较完整和可行的设计方法。

本文拟从大跨度公共建筑的造型入手,分析建筑形象的结构本质,探讨结构在建筑表现中的基本方法,为建筑的创作提供一个有效的途径。

从中国古代建筑的大跨度建筑来说,山西五台山佛光寺大殿是现存最大的唐代的木构建筑,它位于台南豆村东北约5km的佛光山腰,依山势自下而上变沿东西向周线布置。

大殿建于唐大中十一年,面阔七间,进深八架椽,单檐四阿顶。

虽然这些数据对现在来说,可以很简单的实现,但是,在那个时代,是了不起的工程。

特别对唐代的工匠来说,他们没有钉子等连接的工具,他们使用的榫卯构建,细节也能很好的联结起来,所以这就是中国工艺博大精深的地方。

我们可以明显发现中国人的建筑总是规整、气势博大。

这除了与我们的中国古建筑富有者封建伦理文化的特色有关,还与中国人的中庸的民族意识有关,它总是沿着一条中轴线为主或采取对称的方式来布局,这种方式是中国古代最为标志的空间布局方式。

而支撑起这个建筑的结构式抬梁式中的殿堂式,用于等级较高的建筑。

树状柱在大跨度空间结构中的研究与应用

树状柱在大跨度空间结构中的研究与应用



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径 , 载力 较高 , 撑 覆 盖 范 围广 , 以用 较小 的 杆 承 支 可 件形 成 较大 的支 撑空 间 。因此 , 于树 状 结构 , 对 主要 是从 仿 生学 的角 度 去研 究 结 构 的受 力 , 寻求 合 理 的
空 间形式 , 解决 实 际工 程 问题 。 以
第 一 作 者 : 俊 , ,9 2年 出 生 , 士 研 究 生 。 陈 男 18 硕
Emalc n u 8 0 1 @ 1 3 c r i:he j n 2 5 3 . o 6 n
文化 中心 的点睛 之 笔 , 筑 师 巧妙 地 赋 予其 建 筑 树 建
的想 象 , 构 设计 也是 按 照树 的生 长机 理 , 结 由下 至 上 按 照 主 干 、 枝 、 枝 和 端 枝 组 成 结 构 体 系 , 根 杆 粗 中 多 件 以 不 同 的 角 度 汇 交 于 一 点 , 成 树 形 的 空 间 三 维 组
图 1 深圳文化中心“ 金树” 黄
尽 管 树 状 结 构 具 有 很 多 优 点 , 且 是 自然 界 中 并 极 其 普 遍 的 结 构 形 态 , 是 , 正 意 义 上 的 树 状 结 构 但 真 直到 6 O年 代 的 现 代 建 筑 实 践 中 才 得 以 表 现 。尤 其 在 国 内 , 状 结 构 的 应 用 还 比 较 少 见 , 型 的 树 状 结 树 大
中 , 国 斯 图 加 特 机 场 候 机 楼 是 最 为 典 型 的 大 规 模 德 树 状结 构建 筑 。它 是 奥 托 主 持 下 的又 一 经 典 作 品 。
候 机大 厅屋 面呈 一 倾 斜 平 面 , 内部 采 用 大 型 的树 状 支撑 结 构体 系 , 三级 分 叉 , 呈 如图 2所示 。大厅 由于

构树技术在大型建筑物结构中的应用探索

构树技术在大型建筑物结构中的应用探索

构树技术在大型建筑物结构中的应用探索近年来,随着科技的快速发展,新一代的建筑构造技术也不断涌现。

其中,构树技术作为一项创新的建筑技术,为大型建筑物结构的设计和建造提供了新的思路和解决方案。

构树技术源于自然界的参考,通过模仿树木在自然中的成长和生态系统的组织方式,将其应用到大型建筑物的结构中。

构树技术以树木的分枝结构为基础,通过合理的分支和连接方式,实现了大跨度和高度的建筑结构。

首先,构树技术在大型建筑物结构中的应用能够实现更大的空间和自由度。

传统的建筑结构往往受限于线条的直线性和刚性,而构树技术则通过分枝结构的灵活性和多样性,可以实现更加曲线和自然的形态。

例如,构树技术可以模拟出树木的分支排列方式,使得建筑物的外观更加自然、生态,并增加了建筑物与周围环境的融合度。

其次,构树技术在大型建筑物结构中的应用能够实现更好的结构优化和力学性能。

传统的建筑结构往往需要大量的钢材和混凝土来支撑和承载建筑物的重量,而构树技术利用分枝结构的合理分布和支撑方式,可以实现更好的力学均衡和结构优化。

通过优化分枝的长度、角度和连接方式,可以有效减小结构的自重和荷载,并提高抗风、抗震和抗变形能力。

另外,构树技术在大型建筑物结构中的应用还具有节能环保的特点。

传统的建筑结构往往需要大量的能源和资源来进行建造和维护,而构树技术利用自然界的生态系统原理,可以实现对能源和资源的合理利用。

例如,构树技术可以通过分枝结构的设计,实现建筑物与自然光线的最佳利用,减少室内照明的能耗。

此外,构树技术还可以通过建筑物外墙的绿化和植物的种植,提高建筑物的保温隔热性能,减少空调和供暖系统的能耗。

然而,构树技术在大型建筑物结构中的应用也面临一些挑战和限制。

首先,构树技术的设计和施工工艺相对较为复杂,需要更高水平的专业知识和技术。

其次,构树技术在大型建筑物结构中的应用还需要充分考虑建筑物的使用寿命和维护成本。

由于构树技术的特殊性,建筑物的结构维护和修复也会变得更加困难和耗费人力、物力和财力。

大跨度建筑结构仿生的应用

大跨度建筑结构仿生的应用

二、仿生的应用
1、仿生材料的研究 材料仿生是指模仿生物体组成材料的物理特性和化学成分,研 究出新型的建筑材料,来满足人们对建筑材料性能和品种口益 增长的需要。 2、仿生结构设计 仿生结构设计以生物及其栖居物为原型,通过提取其中的结构体 系,为设计的结构提供合理外形的依据;通过分析系统的结构性 质,将其应用于设计中,可提出合理且多样的结构形式。 3、仿生系统开发 仿生系统开发以生物系统为原型,对原型系统中各个因素的组合 规律加以研究,在系统理论的指导下,进行各种人造系统的开发。 它的重点在于如何处理各子系统和各因素之间的关系,使得它们并 行不悖且相互促进。
4、结构分析
(1)、建筑、环境、自然的协调统一 动物骨架 结构骨架似生物体的 肋骨胸腔一样,充分 利用这些交通空间的 纵向延伸感,创造有 韵律的结构空间形态。 人形构件 完全仿造人体的形式, 一片片仿人形的细部构 件在相互搭接的过程中 仿佛被赋予了一种生命 的有机性,更使这些结 构构件更富于一种强烈 的力量感
1.屋顶荷载由四条大拱上所支承。 屋顶两片“翅膀”的骨架由一系列大小变化均匀的杆件所组成,杆件系统稍向内 倾,其端部与内侧大拱相连,杆件的中部则搭接在外侧大拱上。 重力被分解为一个传递到内侧大拱上的推力和一个传递到外侧大拱上的压力, 两根内侧大拱中间的三角部分平衡这一推力,并丰富了内部空间 2.对外侧大拱的压力一部分被拱本身传递到地面,另一部分则 由与其连接的竖向杆件传递到底部站台部分的拱顶上,内外上 下一共六条拱构成了整个大厅的形态 3.支撑站台拱顶的结构体系是由一系列三个跨度的两两斜向交 错而成的梁柱结构单元所构成,中跨的柱由两根梁交织而成, 而边跨的柱又被分解为呈“人”字形的两根斜向交错的柱。
仿生在大跨度建筑结构中的应用
目录

结构仿生在大跨度建筑设计中的应用分析 洪瑞鑫

结构仿生在大跨度建筑设计中的应用分析 洪瑞鑫

结构仿生在大跨度建筑设计中的应用分析洪瑞鑫摘要:与传统建筑相比,大跨度结构的设计难度较高,且设计成果很容易产生能耗过高、结构承重能力差等问题。

基于此,本文主要针对结构仿生的特征进行分析,并从结构仿生的设计原理、流程分析其在大跨度建筑设计中的应用,以期在丰富建筑大跨度建筑设计研究的同时,为结构仿生设计的实际应用提供良好的理论参照依据。

关键词:结构仿生;大跨度建筑设计;薄壳结构前言:在我国经济的不断发展背景中,人们的生活质量发生了显著提升。

这种变化促使人们逐渐将对目光从物质追求上转移到精神追求上。

建筑设计质量与人们的日常生活息息相关,日益增长的精神追求使得人们对建筑的外形、审美提出了较高的要求。

为了满足上述要求,建筑设计师可以将结构仿生这种新型设计方法引入实际建筑设计中。

一、结构仿生的特征从整体角度来讲,结构仿生的特征主要包含以下几种:(一)创新性特征从本质角度来讲,可以将结构防身看成是一个选择仿生对象、建立仿生模型、实现仿生设计的过程。

在整个设计流程中,无论哪一个环节都需要创新性思维的参与。

(二)节能性特征结构仿生设计通过对植物、昆虫等对象的模仿,提升周围自然资源的利用率,进而提升设计成果的节能性水平。

(三)复杂性特征结构仿生的主要优势在于:可以通过对力的分解与转移,承受较大的负荷。

结构的分解与转移功能要求结构包含复杂的节点。

此外,结构仿生的复杂性特征还体现在其模仿对象——各种自然形态的多样性方面。

为了获得模仿对象的形态功能,需引入不同的技术与手段。

二、大跨度建筑的结构仿生设计这里主要从以下几方面入手,对大跨度建筑的结构仿生设计进行分析和研究:(一)交叉折板式结构方面交叉折板式结构建筑的典型代表即北京奥运会主体育场,如图1所示。

该建筑以鸟巢为原型,在鸟巢结构仿生的基础上,借助计算机技术构建相应的仿生模型,进而获得具有良好抗震性能、形态美观的建筑。

在结构仿生设计过程中,参照鸟巢的受力原理、复杂节点,运用有限元载荷分析方法制作鸟巢仿生模型,并通过碰撞检查分析仿生模型的性能[1],最终得出符合实际建筑要求的3D鸟巢模型。

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大跨度建筑案例分析
基于大跨度建筑对于树状结构的研究
目录2
树状结构概述1
大跨度建筑简介3
结构应用
1:大跨度建筑简介
This paper simply introduces the
some basic situation of mine.
大跨度建筑
大跨度建筑通常是指跨度在30m以上的建筑,主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。

在工业建筑中
则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房。

大跨度建筑结构包括
网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、膜结构、薄壳结构等基本空间结构及各类组合空间结构。

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空间仿生结构---树状结构
这种结构是德国奥托在20世纪60年代提出的一个重要结构
形态概念。

树状结构是一种比较新颖的结构形式,具有合理的传力路径,承载力较高,支撑覆盖范围广,可以用较小的杆
件形成较大的支撑空间。

主要应用于大型游乐场所,文化场馆,机场建筑,候车站台等结构工程中。

现状
:国外应用较广
2:树状结构概述
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空间仿生结构---树状结构树状结构的组成:基本形态特征是多级分枝、三维伸展。

如图示的钢管树状柱结构采用了三级分枝,先从树状主柱分出4根一级分枝柱,然后由每根一级分枝柱分出2根二级分枝柱,最后二级分枝柱与屋面梁铰接连接。

当然,树状结构的分级和分枝越多,树状结构就越具有美感,结构的受力也就会越复杂。

树状结构的分级和分枝受到加工技术和计算的限制,并不能无限增加。

树状结构的材料一般来说只有钢材,对于分枝很多、受力比较大的结构,树状主柱也可以采用钢管混凝土柱,以满足受力要求。

2:树状结构概述
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空间仿生结构---树状结构优势
1:受力特点 屋面所承受的荷载传递给各级树分枝,再由各级树分枝向上一级树枝传递,最后,再把所有的力汇总在树状主柱上。

2:树状结构概述
静力荷载雪荷载风荷载地震荷载
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空间仿生结构---树状结构优势
2:减小跨度 大跨度结构中往往由于结构跨度的超限而带来施工设计上的难题,但树状结构上部树枝分叉,在与上部结构进行组合时,能够减小屋面跨度。

在设计时合理布置杆件的位置和角度,有时候能够简化屋面结构的做法,使得结构看起来更加简明 合理。

2:树状结构概述深圳北站苏州工业园区多功能厅
2:树状结构概述
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空间仿生结构---树状结构优势
3:重要性区分在大的地震作用或偶然荷载的作用下,保
证结构的整体性主树干在整个树状结构的设计中是最重要
的,是整个结构中最重要的支撑构件,树枝的层级越大,
在遭受破坏荷载时应消耗较多能量。

新长沙火车站
2:树状结构概述
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空间仿生结构---树状结构优势
4:视觉效果美观
深圳音乐大厅黄金树
树状旋梯
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空间仿生结构---树状结构
截面形式:树状结构杆件的截面形式多为圆形,一方面因其抗扭刚度高、受弯无弱轴、承载能力高,另一方面采用圆形从外形上也和自然界中的树木比较相似。

经过找形后合理布置树枝杆件的位置,能够使单元内弯矩较小,以轴向力作为控制条件,同时上部荷载较小时,树枝单元内力也较小,其截面形式可以多种多样,除了常见的圆形截面,也可以是方形截面,如深圳文化中心的黄金树结构;或是型钢截面形式,印度孟买的树形托特屋,其分级树枝单元采用腹杆加厚的 H型截面,主树干多采用圆形截面,在
采用混凝土或劲性混凝土柱时截面多为方形矩形,如伦敦斯坦斯特德机场候机厅。

2:树状结构概述
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空间仿生结构---树状结构
深圳文化中心铸钢节点
2:树状结构概述
节点
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1:德国斯图加特机场3号航站楼
斯图加特机场3号航站楼是对1991年竣工同样由GMP设计
的一号航站楼的进一步补充和完善。

其屋顶被设计成单面倾斜,以便用同样的屋顶倾斜度支撑树形结构,同时降低建筑物高度。

总共18
根树形钢结构支撑着阶梯状的屋顶。

3:结构应用
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德国斯图加特机场3号航站楼结构柱采用36米*36米
的网格,柱子采用树状结构。

3:结构应用
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1:斯图加特机场3号航站楼
3
:结构应用
3:结构应用
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2:深圳文化艺术中心音乐厅
深圳音乐厅,建筑面积4万平方米,是矶崎新大师在中国的作品。

音乐厅的灵魂——黄金树大厅均为瑞和承建,占地面积2000平方米、钢结构玻璃采光顶标高28米。

大厅内五组造型
别致的黄金树,高达36米,巧妙地利用承重钢构造的力臂,
包覆定制的轻钢骨架和高分子发泡板材,面层采用传统手工
工艺镶贴了2370平方米24K的纯金箔,在自然光和灯光的交柔辉映下,呈现出高雅、华贵的气息。

艺术界称深圳音乐厅为
――“中国的金色大厅”。

该项目曾荣获2007年度全国建筑工
程装饰奖。

3:结构应用Array
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2:深圳文化艺术中心音乐厅
树状结构:它是整个文化中心的点睛之笔,建筑师巧妙地赋予其建筑树的想象,结构设计也是按照树的生长机理,由下
至上按照主干、粗枝、中枝和端枝组成结构体系,多根杆件
以不同的角度汇交于一点,组成树形的空间三维体系
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2:深圳文化艺术中心音乐厅
3
:结构应用
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3:长沙火车站
3:结构应用
新长沙火车站位于长沙市雨花区黎托乡,为大型客运专线铁
路旅客车站,建成后成为区域性交通枢纽,同时成为城市标志
性建筑之一。

总建筑面积187 084m2,其中,站台钢雨篷位于
主站房两侧,为对称的两块,建筑面积49470 m2,为8台16线,设
有1个基本站和7个中间站台。

每块又以轴K, L为界,分为独立的钢雨篷一和钢雨篷二,
两者类似。

树状结构线框见图。

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3:新长沙火车站
3
:结构应用
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