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文档简介

1绪论本设计为沈阳市红星小学综合教学楼的建筑与结构设计,按要求本设计采用钢筋混凝土框架结构。钢筋混凝土框架结构是常用的结构形式之一,当今社会正飞速的发展着,现在到处都在大兴土木,到处都有高楼大厦。但大家知道组成建筑物最重要的原料是什么吗没错就是混凝土。一说混凝土可能大家都会知道一二,不过要细说起来,估计都会摸不着头脑,下面由我来介绍一下混凝土吧11混凝土的组成与分类混凝土是由胶凝材料、骨料和水(有些品种的混凝土中可不加水),按适当的比例拌和而成的混合物,经一定时间后硬化而成的人造石材,简写为“砼”。混凝土按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。(1)水泥混凝土又称普通混凝土(简称为混凝土),是由水泥、砂、石和水所组成,另外还常加入适量的掺合料和外加剂。在混凝土中,砂、石起骨架作用,称为骨料;水泥与水形成水泥浆,水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前,水泥浆起润滑作用,赋予拌合物一定的和易性,便于施工。水泥浆硬化后,则将骨料胶结为一个坚实的整体。(2)钢筋混凝土(简称RC),是经由水泥、粒料级配、加水拌和而成混凝土,在其中加入一些抗拉钢筋,在经过一段时间的养护,达到建筑设计所需的强度。它应该是人类最早开发使用的复合型材料之一。12混凝土的优点及缺点混凝土之所以被广泛应用于建筑业,是因为它具有很多优点。(1)原材料来源广造价低(2)可塑性好(3)可调配性好(4)抗压强度高。混凝土的抗压强度一般为2040MPA,有的可高达80120MPA,适合做结构材料。(5)与钢筋的共同工作性好。混凝土热膨胀系数与钢筋相近,受力特点可以互补,且与钢筋的粘结力较强,可制成钢筋混凝土,扩大应用范围。(6)耐久性好。混凝土一般不需要维护、维修及保养。(7)耐久性好。混凝土的耐火性远比木材、钢材、塑料等好,可经数小时高温作用仍保持其力学性质。但普通混凝土也有不足之处,如自重大,比强度小(单位重量的强度);抗拉强度低,脆性大;受拉时抗变形能力小、容易开裂;导热系数大,保温隔热性差;硬化较慢,生产周期长等。钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料,钢筋的比重大,不仅可以承受压力,也可以承受张力;然而,它的造价高,保温性能很差。而混凝土的比重比较小,它能承受压力,但不能承受张力;它的价格比较便宜,但是却不坚固。而钢筋混凝土的诞生,解决了这两者的缺陷问题,并且保留了它们原来的优点,使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。13混凝土的历史及发展混凝土的历史可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛。20世纪初,有人发表了水灰比等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土;多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。随着时代的变迁,技术的进步,“混凝土家族”里也有了新成员的加盟,其中纤维混凝土,无论从抗压强度和价格来看,都具有一定的优势。然而,钢筋混凝土虽然受到“混凝土家族”的竞争影响,其发展的优势也不如从前,但是,在如今的很多领域中,仍能看到它那熟悉的身影。它依旧是坚固耐用的代名词。代表城市形象的高楼大厦,自然少不了钢筋混凝土。高速公路、建筑桥梁、隧道等是钢筋混凝土现代应用的另一方面。然而,钢筋混凝土还有一个更为实用的功能,那就是除险,在处理各类坍塌事故中,使用钢筋混凝土,可以更快的取得关键性的进展,因为有了它的支撑,才能使抢险行动获得控制性成果。因此,从这些方面可以看出,钢筋混凝土在众多建材中,依旧占有一席之地,我们期待,在未来的建筑道路上,钢筋混凝土可以走的更好、更稳。2建筑设计21建筑设计总说明本设计是根据辽宁科技大学资源与土木工程学院土木专业毕业设计题目中的教学楼组的任务书的要求进行设计的。此设计采用钢筋混凝土框架结构,墙体材料为普通灰沙砖和水泥空心砖,八度抗震设防,属于二级框架,乙类建筑。22设计原始数据1场地沈阳市中心2安全等级二级3防火等级二级4自然条件(1)最大冻结深度12M(2)工程相对标高0000(室内地坪)相当于绝对标高2750。M(3)相对地下水位522(最高),612(最低)。(4)本地区抗震设计烈度为七度。(5)本地区最高月平均气温246,极端历史高温39;本地区最低月平均气温147,极端历史低温32。(6)风向夏季主导风向为南风,冬季主导风向为北骗西风。(7)基本风压值W05502MKN(8)基本雪压值S050(9)据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱,城市生活用管网水头为026MP,足够A生活用水压,消防用水采用室外消防水池。(10)利用附近锅炉房的集中供暖,不再单独设置23建筑方案设计考虑到本地区抗震设防烈度为8度,所以在建筑方案的确定中力求平面简单对称规则,减少偏心。在平面布置时,首先考虑了柱网的布置,本设计最大柱距72,最M小柱距30,72柱距的采用250600的梁。首层层高36,中央大厅采用MM平行双跑楼梯,两侧采用双跑楼梯。教学楼的主入口在南面,考虑的沈阳地区冬天寒冷南北入口都设计层双一层对开门外加门閗。24平面设计该教学楼平面采用一字型内廊式平面组合形式,普通教室、小合班教室、微机室布置在正面,普通教室的开间96,进深66,教室面积6336。根据老师下发M2M的任务书布置18个普通教室,2个大合班教室等,卫生间和饮水处离的很近考虑到上下水的方便。左侧布置大合班教师及办公室等,采用抗震缝隔开,在一楼的两侧开设小出口。25立面设计本建筑为4层,层高为36。采用主附体相结合,做到协调统一,立面造型上有M很好的节奏感,再配上装饰和线条的划分,给人以美观、新颖、和谐、的特点。26剖面设计给人以整体的楼梯立面感觉,踏步踢步的布置与层高要求的关系,还能使室内外高差的变化一目了然。27建筑做法梁柱混凝土采用C25,钢筋主筋采用HRB335级钢筋;板、箍筋采用HPB300级钢筋一层外墙墙体采用MU15普通灰砂砖,其他墙体采用MU10水泥空心砖,女儿墙采用MU10粘土砖,砌筑砂浆采用M5混合砂浆。28一些主要建筑的做法1屋面(从上到下)20厚细石混凝土保护层M三毡四油防水层20厚13的水泥砂浆找平层M50厚聚苯乙烯泡沫塑料板20厚13的水泥砂浆找平层2的水泥炉渣(找坡)最薄处20,最厚处200MM100钢筋混凝土板M20厚混合砂浆天棚抹底2楼面(从上到下)20厚淡米色雪花大理石地面13的20厚水泥砂浆找平层100钢筋混凝土板M20厚混合砂浆天棚抹底3墙体内外墙厚度分别为370、240。一层外墙墙体采用普通灰砂砖,M其他墙体采用水泥空心砖,女儿墙采用MU10水泥砖。外墙装饰彩色涂料涂面。内墙装饰乳胶漆墙面,用于走廊,楼梯间;釉面砖墙面,用于卫生间;水泥砂浆粉刷,用于踢脚线暗柱做。4厕所(从上到下)白色面砖20厚13水泥砂浆找平层M30厚细石混泥土二毡三油防水层冷底子油一道20厚13水泥砂浆表面压光M100厚现浇钢筋混凝土板20厚混合砂浆刮大白15基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深14。M6门窗中央大厅的大门采用6扇对开门18002700,一楼二边的门也采用18002700的钢门,窗采用钢窗等。2M7楼梯1实心扶手,轻金属栏杆,高度为11。2150厚钢筋混凝土楼梯板;30厚水磨石面层;20厚的水泥MM砂浆抹灰。3防滑条6厚钢条防滑条。M8墙裙12水泥砂浆掺5防水剂20厚,纯水泥浆粘蓝色釉面瓷片。M9散水、勒脚、踢脚(1)散水采用10厚11水泥砂浆随打随抹光;(2)80厚C15混凝土面层;(3)800厚炉渣;(4)素土夯实;(5)勒脚采用13水泥砂浆抹面,高度为600;M(6)踢脚采用12水泥砂浆10厚。10正面楼面采用后浇带施工,28天以后采用提高一级得混凝土加膨胀剂浇注。11“L”型拐角处,设置抗震缝和伸缩缝,二缝合一。12凡是图上未注明和本表未说明者,均按国家有关现行规范(规程)及该地区有关规定执行。3结构设计31结构设计说明311设计依据1本设计是根据统一下发的13届土木工程专业毕业设计题目中综合教学楼组的毕业设计任务书的具体要求进行设计的。2本设计的建筑结构工程君按国家现行各有关设计规范建筑结构荷载规范、建筑结构抗震规范、混凝土结构设计规范、中小学校建筑设计规范、建筑结构制图标准、建筑结构设计手册、建筑地基基础设计规范等相关规定进行的。312自然条件1土质0092M为杂填土,092450M为粉砂,240KPA。KF2最大冻结深度12M。3工程相对标高0000M(室内地坪)相当于绝对标高2750M;相对地下水位522M(最高),612M(最低)。4本地区抗震设计烈度为八度。5本地区最高月平均气温246,极端历史高温39,本地区最低月平均气温147,极端历史高温32。6风向夏季主导风向为南风,冬季主导风向为北偏西风。7基本风压值W055。02KNM8基本雪压值S050。9据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱,城市生活用管网水头为026M,足AP够生活用水压,消防用水采用室外消防水池。10利用附近锅炉房的集中供暖,不再单独设置。313设计荷载1屋面活荷载05。KQ2NM2教室活荷载20。3厕所活荷载20。K24走廊、门厅、楼梯活荷载25。KQ2314一般说明1本设计采用钢筋混凝土框架结构,梁、板、柱、基础均现浇,采用纵横向框架承重方式;2楼梯、雨篷也是现场浇筑;3框架填充墙底层外墙采用普通灰砂砖,MU15规格240MM115MM53MM,重度18;其它层采用水泥空心砖,MU10规格40MM115MM90MM,重度1033/MKN;女儿墙采用普通机制水泥砖,MU10规格240MM115MM53MM,重度19。3/315各部分结构构件材料强度等级1梁、板、柱混凝土强度等级采用C25;32框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋,梁、柱的箍筋和现浇板中的受力钢筋均采用HPB300级热轧钢筋;3楼梯采用C25级混凝土、受力钢筋采用HPB335级钢筋,其他采用HPB300级钢筋;4基础采用C20级混凝土,基础下铺100MM厚C15混凝土垫层,其中受力筋采用HPB335级钢筋;5梁受力钢筋接头采用焊接接头,柱采用电渣压力焊。316结构抗震等级结构抗震等级为二级,根据建筑抗震设防分类,属乙类建筑,本设计中按8度抗震设防。32结构设计与计算4本建筑采用现浇整体钢筋混凝土框架结构,梁、板、柱、基础均为现场浇注。采用纵横向的框架承重体系。一层内外墙荷载由基础梁承担,其它层内、外墙直由框架梁承担。为满足抗震要求,做到强柱弱梁,强剪弱弯、强节点强锚固的原则,对承重的框架的梁、柱、板按弹性理论计算与配筋,同时为了提高框架的延性,对梁的支座弯矩进行了调幅。框架的内力计算中,对水平荷载及竖向荷载引起的内力分别采用D值法和弯矩二次分配法进行计算。321框架结构布置该建筑为教学楼,建筑平面布置灵活,有较大空间,设计成现浇整体式框架结构体系,根据建筑使用功能和框架结构体系布置原则,采用如图31所示结构平面布置。7506004504504503634504505037202760307237207560600450450450334504505037203180772720720图31柱网布置图322估算板梁、柱的截面尺寸由经验公式和经验数据,初步确定板、梁、柱的截面尺寸如下323板的厚度H的确定由经验公式H1/50L1/50450090MM;又根据最小厚度不小于80MM要求,又结合工程实际,取H100MM。324梁的截面尺寸1框架横梁的截面高H的确定H1/81/12L1/81/127200825550MM,取H600MM0LQVA213640由26M21QLVA65271213404783221MAXLLQMA35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28151M799691857425600691857427993柱底N29534335834594643116355834594629534M39381315758561781315758393柱顶N44717525787113767332525787113744717M278814662686114814662682782柱底N46100539607308169060539607308146100M1475705741544051705741541475柱顶N61027731209820493209731209820461027M42597050207620257050207642591柱底N6244874541100202949857454110020262448注顶层柱075,其余各层柱080。RE表346横向框架边柱剪力组合表注组合(1)组合(2)层次GKSQWKSE组合(3)组合(4)组合(5)42023363343139112250335590998347730942936386931966556557396232534384817280485832131384970220565665666032189344056120344804334232605625110362852859422578353357516474051168416424735表中V以绕柱端顺时针为正,为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值,/NRCLVCREHM085。RE其中组合(1)261WKQGKSS组合(2)ERE3150组合(3)35组合(4)QKGS412组合(5)/NRCLVCREHM表347A横向框架中柱弯距和轴力组合表261WKQGKSS层次截面内力GKSQWKSEKM2903392349354289744243531柱顶N1350112398062461767317829M2752636663292276446937384柱底N1494112398062461940119557M2834799802914426955593256柱顶N333386448621825915784780448456M28177667669144101549731943柱底N347786448621825915784953250184M28217677671485504762232481柱顶N5319711698114486831617771979433M300981881814855047651327702柱底N5463711698114486831617944781161M2072564564182550105497898柱顶N730971694166912264881107516110606M103628228222306123440812111柱底N745771694166912264881109292112382续表347(A)横向框架中柱弯距和轴力组合表注顶层柱075,其余各层柱080。REEKQKGRS31502层次截面内力GS31QKS42NM|MAXINNMAXM559405543114032559443115594柱顶N12143130401945617923121431945612143M4994556435141934994435149944柱底N13439143362140019651134392140013439M7545133446254519754546257545柱顶N33348366305145449033333485145433348M733711934569445373374569333483柱底N34730380135339850761347305339834730M8325217345754459832545758325柱顶N53277598528351480214532778351453277M85301968488047568530488085302柱底N54659612348545881942546598545854659M7470295133613276747033617470柱顶N73108832611156211114327310811562173108M74985238168116387498168174981柱底N74529846811176191132087452911761974529表348横向框架中柱剪力组合表注表组合(1)组合(2)层次GKSQWKSE组合(3)组合(4)组合(5)4157128628117914374567382433331582407228635243157043543650823254292245443927462554249349832161944044082528045083218849751222262625595643184022922910963089350628443872440136313294897中V以绕柱端顺时针为正,为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值,/NRCLVCREHM085RE其中组合(1)261WKQGKSS组合(2)ERE3150组合(3)35组合(4)QKGS412组合(5)/NRCLVCREHM39梁柱设计391框架横梁1正截面受弯承载力计算材料纵向钢筋采用HRB335,N/MM;30YF2箍筋HPB300,210N/MM;YVF2混凝土采用C25,17TN/MM;119N/MM。CF2从梁柱内力组合表中分别挑选出跨间截面及支座截面的最不利内力,并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计9由梁剪力弯矩内力组合表查得底层支座处12683/07512245/0850214055KNAM0751405510541KNMRE11882/07512877/0850212813KNL075128139610KNMALRE6194/0755332/085027004KNR07570045253KNMREAM跨间最大HI跨14741KNM中IJ跨3857KNM中标准层支座处12402/07512068/0850213696KNAM0751369610272KNMRE11712/07512605/0850212650KNL075126509488KNMALRE566/0754957/085026380KNARM07563804785KNMRE跨间最大HI跨14057KNM中IJ跨3478KNM中顶层支座处5138/0757319/085025129KNAM07551293847KNMRE639/0759882/085026195KNL07561954646KNMALRE2863/0752322/085023271KNR07532712453KNMREAM跨间最大HI跨10328KNM中IJ跨3332KNM中当梁下部受拉时,按T形截面计算,当梁上部受拉时,按矩形截面计算。确定翼缘计算宽度(查混凝土设计表47)FB一层HI跨(梁下部钢筋)按跨度考虑2400MMF3OL720按翼缘高度考虑60035565MMFH250121001450MMFB1201801(不起控制作用,故不考虑)1021465FH按梁间净距考虑45502504800MMNSB三者中取小值,故取2400MM;(查混凝土设计表44)055;FB下部跨间截面按单筋T形截面计算判断T形截面类型101192400100(56550)134827KNM12FCFHB61014741KNMM中属于第一类T形截面0018201HBFCS2654091700180550SB88750MM2YFCSA0130628实配钢筋320(AS942MM2)配筋率为067,满足要求562094MIN182IJ跨(梁下部钢筋)按跨度考虑1000MMFB3NL按翼缘高度考虑40035365MMFH250121001450MM,FB12(不起控制作用,故不考虑)10271365FH按梁间净距考虑45502504800MMNSB三者中取小值,故取1000MM;055;FB下部跨间截面按单筋T形截面计算判断T形截面类型101191000100(36550)29988KNM12FCFHB6103857KNMM中属于第一类T形截面0030201HBFMCS26351097800300550SB34748MM2YFCSA01306实配钢筋216(AS402MM2)配筋率为044,满足要求36504MIN182计算梁上部钢筋截面时,将已计算所得的下部钢筋伸入支座,作为支座负弯距SA作用下的受压钢筋,再进行计算相应的受拉钢筋截面面积,简单的说就是计算梁SA上部受拉钢筋时,按双筋矩形截面计算;H支座(上部配筋)取10541KNMAM602211803154630789YSSSCFHAB004702656943405说明富裕,且达不到屈服。可近似取SA66296MM26018014345SYSMFHA实配钢筋318(AS763MM2)配筋率为054,满足要求5627MIN108024I支座左(上部配筋)取9610KNM602211317653009YSSCMFAHAB0057026569439说明富裕,且达不到屈服。可近似取SA6015420143SYSMAFHA60440MM25639实配钢筋318(AS763MM2)配筋率为054,满足要求56207MIN18024I支座右(上部配筋)取5253KNMM602211317653009YSSCFAHAB0032026659435003301(不起控制作用,故不考虑)102465F按梁间静距考虑45502504800MMNSB三者中取小值,故取2400MM;055;F下部跨间截面按单筋T形截面计算判断T形截面类型101192400100(56550)147084KNM12FCFHB61010328KNMM中属于第一类T形截面0012201HBFCS26540918300120550SB59167MM2YFCSA0130622实配钢筋220(AS628MM2)配筋率为044,满足要求5608MIN14HI跨(梁下部钢筋)按跨度考虑1000MMFB3NL按翼缘高度考虑40035365MMFH250121001450MM,FB12(不起控制作用,故不考虑)10271365FH按梁间静距考虑45502504800MMNSB三者中取小值,故取1000MM;055;FB下部跨间截面按单筋T形截面计算判断T形截面类型101191000100(36550)29988KNM12FCFHB6103332KNMM中属于第一类T形截面0026201HBFMCS263510900260550SB30115MM2YFCSA0130626实配钢筋216(AS402MM2)配筋率为044,满足要求36504MIN182计算梁上部钢筋截面时,将已计算所得的下部钢筋伸入支座,作为支座负弯矩SA作用下的受压钢筋,再进行计算相应的受拉钢筋截面面积,简单的说就是计算梁SA上部受拉钢筋时,按双筋矩形截面计算;H支座(上部配筋)3847KNMM602211803154630789YSSSCFAHAB0065V15063KN0MAX59254638140CFKNVKNM故截面符合要求;002534211705610SVTYAFBHFH04212725056512521056517428KNV15063KN32MAX所以箍筋采用8双肢箍、间距150满足要求;12503127702405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8150;加密区为8100,加密区长度取15H900MM。HI跨6048KN取用8双肢箍MAX1237VKN6048KN0MAX551925036714169CFBHKNVK故截面符合要求;0025034245SVTYAFFH6048KNMAX968713KNVKN所以箍筋采用8双肢箍、间距200满足要求;125012702405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8200;加密区为8100,加密区长度取15H600MM,走廊跨度小所以全跨加密。二层HI跨14832KN取用8双肢箍MAX140VKN0251011925056542023KNV14832KNMAX0252592504638140CFBHKNVKNM故截面符合要求;0025341175610SVTYAFF04212725056512521056517428KNV14832KN032MAX所以箍筋采用8双肢箍、间距150满足要求;1250312772405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8150;加密区为8100,加密区长度取15H900MM。IJ跨5552KN取用8双肢箍MAX1237VKN5552KN0MAX551925036714169CFBHKNVK故截面符合要求;00250342145SVTYAFF5552KNMAX96873KNVKN所以箍筋采用8双肢箍、间距200满足要求;125012702405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8200;加密区为8100,加密区长度取15H600MM,走廊跨度小所以全跨加密。顶层HI跨9882KN取用8双肢箍MAX140VKN0251011925056542023KNV9882KN0MAX2525925463140CFBHKNVKNM故截面符合要求;0025034215421750461461SVTYAFBHFH04212725056512521056517428KNV9882KN3MAX所以箍筋采用8双肢箍、间距150满足要求;12503127702405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8150;加密区为8100,加密区长度取15H900MMIJ跨3393KN取用8双肢箍MAX1237VKN3034KN0MAX551925036714413CFBHKNVK故截面符合要求;00250421456SVTYAFF3034KNMAX96873KNVKN所以箍筋采用8双肢箍、间距200满足要求;125012702405SVTSVYVNAFB配箍率也满足要求。因此,HI跨非加密区箍筋为8200;加密区为8100,加密区长度取15H600MM,走廊跨度小所以全跨加密。表350框架梁箍筋数量计算表梁端加密区非加密区层次截面V/KN025CBH0/KN04215SVTYVAVFBH实际配钢筋SV实际配钢筋SVH;IL9882420230162肢8100042肢81500274IR30342714701920089203542048920100204022055675对柱的计算长度由混凝土结构设计规范(GB500102010)7311,当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75以上时,框架柱的计算长度L0可按下列两个公式计算,并取其中的较小值L01015(UL)HL0H(202MIN)U、L柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;MIN比值U、L中的较小值;H柱的高度。其中U052L0MIN0138276L01015(UL)H10150523740ML0H(202MIN)74M计算长度4M0105L由于L0/H4103/400105,故应考虑偏心距增大系数。05FCA/N05119400274529012810时,取1011因为L0/H15,故取1011192201150914/4026/4ILEH3119136400/240322MM965/9ISEAM对称配筋04355,故应考虑偏心距增大系数。05FCA/N051194002/117619008110,取081;11L0/H15,取10210811542012150914/4026/4ILEH3715433145104MM02满足要求。019620245SABH38二层I节点左右梁端弯矩11882/07512877/0850212813KNM左CMBL2592/0752966/085022758KNM右I节点上下柱端弯矩8530/084975/0850110077KNM上柱CM7470/084387/08506016757KNM下柱12813275815571KNM梁C10077675716834KNM柱11

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