viernes, 9 de mayo de 2014
Viga Isostática Simplemente Apoyada en Acero y Madera
Acontinuación se explicará como se resuelve una Viga Isostática Simplemente Apoyada en Acero.
https://www.youtube.com/watch?v=cKschWA7MjQ
martes, 6 de mayo de 2014
Diseño de Columnas de Madera
El diseño de columnas se complica debido a las relaciones en las fórmulas para columnas. El esfuerzo de compresión admisible para la columna es una función de las dimensiones reales de la columna, las cuales no se conocen al inicio del proceso de diseño. Por tanto, un proceso de diseño directo se convierte en uno de prueba y error. Por esta razón, los proyectistas usan, en general, diferentes auxiliares de diseño: gráfica, tablas o procesos en los que se utiliza la computadora.
Surge un problema debido al gran número de especies y clases de madera diferentes, lo que condce a muchas combinaciones diferentes de compresión admisible y módulo de elasticidad. Sin embargo, es común usar auxiliares, por lo menos, para la elección de un diseño preliminar, aun cuando las propiedades de la madera no coincidan bien con las condiciones de diseño. Hay una ventaja en la elección restringida de dimensiones de columna si se usa madera en tamaños estándares.
En la tabla a continuación se proporciona la capacidad a compresión axial para un intervalo de tamaños estándares de madera y valores especificos de longitud no arriostrada.
LINK PARA BAJAR MDSOLIDS
Este programa esta diseñado para calcular cualquier tipo de viga, si es simplemente apoyada, si es con dos apoyos, si es empotrada, si tiene cargas, momentos, y te ayudara a comprender mejor de una manera rápida los diagramas de Corte y momento
lo puedes bajar gratuitamente full serial de este link,
http://skorpion-descargas-1.blogspot.com/2013/04/descargar-mdsolids-35-fullserial.html
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Tablas para calcular estructuras de Acero
Debido a los metodos y procedimientos requeridos en las estructuras de acero, estas tablas te pueden servir para calcular mejor tu perfil o tu viga de Acero. acontinuación puedes verificar las tablas de perfiles laminados de Acero estructural.
las tablas fueron proporcionadas en clase.
Tablas principales para calcular estructuras en Maderas Guatemaltecas
Estas tablas acontinuación te ayudaran a calcular, vigas, piezas de madera segun los esfuerzos de trabajo de maderas guatemaltecas con sus propiedades estructurales de algunas maderas guatemaltecas, te ayudara para verificar cual es el punto donde tiene mas resistencia en flexion y corte de las vigas.
Las tablas fueron proporcionadas en clase.
lunes, 5 de mayo de 2014
Fotografías interesantes
Estructuras metálicas
Imagen de galera
http://generaia.wordpress.com/experiencia-profesional/proyectos-de-estructuras-de-obra-nueva-y-rehabilitacion/sede-corportativa-caja-vital/
Imagen de Edificación de oficinas
http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=1244747
Estructuras de madera
Imagen Colegio san francisco javier
http://www.taringa.net/posts/imagenes/14532998/Colegio-San-Francisco-Javier--Proyecto-Monstruoso.html
Imagen de estructura de madera
http://www.maderoharbour.com/blog/housing/metropol-parasol
Imagen de Complejo de las artes
http://www.arqydis.cl/tag/maderalaminada
Imagen del collar de heampstead
http://elcollardehampstead.blogspot.com/2011/04/benedetta-tagliabue.html
Fotografía Interesantes
PUENTES PEATONALES
Imagen de puente peatonla de Arganzuela http://parq001.archdaily.net/wp-content/uploads/2011/10/1317772253-captura-de-pantalla-2011-10-04-a-las-204105-472x700.png |
Imagen de pasareal peatona de Cartuja http://www.zetaestaticos.com/aragon/img/noticias/0/377/377725_1.jpg |
Imagen de pasarela peatonal http://www.construccionesmetalicaslosblancos.com/public/documentos/catalogo/177.jpg PÉRGOLAShttp://www.arqhys.com/wp-content/fotos/2013/05/Pergolas-de-dise%C3%B1o-moderno.jpeg Imagen de pérgola http://www.urbijuegos.com/images/stories/mobiliario-rustico/pergolas_medida6_mobiliario_rustico_urbijuegos.jpg Imagen de pérgola http://www.arquitexs.com/2012/10/albatross-house-bayden-goddard-design.html Imagen de pérgola http://www.elestanque.com/foro/phpBB2/viewtopic.php?f=24&t=10592&start=15#.U2hkBvl5NyU Imagen de pérgola http://www.proyectosinergias.com/2009_01_01_archive.html DECKS
Imagen de Deck
http://www.thisoldhouse.com/toh/how-to/intro/0,,1608991,00.html
Imagen de Deck
http://arquitecturadecasas.blogspot.com/2010/05/madera-exterior.html
Imagen de Deck
http://blogsdelagente.com/tecnohaus/tag/paisajismo/
Imagen de Deck
http://www.elparalex.com/canterbury-residence-victoria-australia-canny/
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Entrepiso de Acero
Imagen de entrepiso https://www.blogger.com/blogger.g?blogID=2978660721480874152#editor/target=post;postID=7841075171638064219
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Entramado de Madera para Deck, entrepisos y Cubiertas Horizontales
El entramado de uso más común para cubiertas horizontales y suelos que no suelen soportar grandes cargas está formado por viguetas tendidas entre paredes entramadas, paredes o vigas.
Las viguetas se recubren con tablones extendidos sobre las mismas, en sentido diagonal.
El tablonado se hace con tablas cepilladas con cantos escuadrados o machimbreados. Clavados en la superficie al entarimado. El espaciado entre las viguetas suele ser determinado por l resistencia máxima de las tablas al pandeo.
Generalmente son proyectados a resistir los esfuerzos cortantes y transmitir las sobrecargas laterales como el empuje del viento, hacia los miembros del contorno y por ellos a otros elementos de apoyo o a los cimientos.
- Entablado transversal, en sentido perpendicular a los postes, cabrios, etc. La resistencia a los esfuerzos cortantes es baja debido enteramente a los pares de fuerzas del clavado en la intersección o a la fricción cuando se usa una sola hilera de clavos.
- Entablado diagonal. Aunque las tablas absorben parcialmente el momento de flexión, la principal resistencia a las cargas consiste en compresiones directas o tensión en el eje. Estas solicitanciones son máximas en los contornos, por lo que son vitales las junturas.
- Revestimiento con madera. Como en el entablado diagonal de dos capas, no se introduce ningún momento de flexión en los mienbros del perímetro que han de proyectarse teniendo en cuenta únicamente las solicitaciones axiales. Según las cargas el espaciado de los miembros de la estructrua, pueden tolerarse reducciones del espesor a minimos de 1/4 de pulgada o menor.
Fuente: H.J. Burguess
Sección de Diseño de Exteriores, MADERA Según Tipo de Construcción
La planificación de viviendas, tanto desde el punto de vista de la estructuración general de las casas como de la distribución de los aposentos y servicios, influye decisivamente en la economía de la construcción, cualesquiera que sean los materiales utilizados. El clima y las costumbres son factores primordiales, pero influyen también el tipo de estructura y las características y restricciones impuestas por los propios materiales de construcción disponibles. Hay pocos datos prácticos sobre la economía relativa de planos de viviendas diversos, pero que ofrezcan alojamiento comparable. No obstante, es posible indicar unas cuantas tendencias comprobadas de particular importancia para el uso económico de la madera.
La imagen muestra el uso de madera en elementos estructurales, su uso potencial según el tipo de madera.
Fuente: http://www.fao.org/docrep/c3848s/c3848s08.htm
Historia del Acero:
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Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar y consolidar el hierro.
El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.
Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.
La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. EL proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra.
Propiedades del Acero.
Resistencia al Desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). Propiedades del Acero.
Resistencia al Desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.
El hierro se produce silicato de calcio, llamado también escoria. El hierro y la escoria se separan por gravedad, ya que la escoria es menos densa y flota sobre el metal. El Acero es una mezcla de metales(aleación) formada por varios elementos químicos, principalmente hierro y carbón como componente minoritario(desde el 0,25% hasta el 1,5% en peso). El acero inoxidable se caracteriza por su alta resistencia a la corrosión. Es una mezcla de metales(aleación), formada por hierro p. Los cuatro tipos principales de acero inoxidable son:
1. Austenitic: es el tipo de acero inoxidable más usado, con un contenido mínimo de níquel del 7%.
2. Ferritic: tiene características similares al acero suave pero con mejor resistencia a la corrosión. El contenido en cromo varia del 12% al 17% en peso.
3. Duplex: Es una mezcla del ferritic y austenitic. Incrementa su resitencia y ductilidad.
4. Martensitic: contiene cromo entre el 11 hasta el 13% , es fuerte y duro y resistencia moderada a la corrosión.
Clasificación del acero estructural o de refuerzo:
El acero estructural, según su forma, se clasifica en:
A. PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo.
B. BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños.
C. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.
Historia de la Madera, sus Propiedades, Resistencia y Mecánicas
Historia de la Madera
La madera es un material organico natural y con una estructura celular, se llama madera al conjunto de tejidos que forman el tronco, las raices y las Ramas, de los vegetales leñosos, excluidas de la corteza. fue uno de los materiales predilectos para la construcción de palacios, templos y casa desde el siglo XX a.c. y hasta el siglo XVI d.c. donde al descubrirse nuevas tecnicas y materiales para la construcción, tales como el hormigón armado, el hierro, el cristal, el cartón, la fibra textil y todos los sustitutos de la madera, disminuyeron en gran medida el uso de esta.
Estructura de la madera
- Médula y radios medulares:
Es la parte central, la más antigua, y se forma por secado y resinificación. Forma un cilindro en el eje del árbol y está constituída por células redondeadas que dejan grandes meatos en su ángulos de unión.
- Duramen:
Es la parte inmediata a la médula o corazón, formado por madera dura y consistente impregnada de tanino y de lignina, que le comunica la coloración rosa.
- Albura:
La albura de la madera joven, posee más savia y se transforma con el tiempo en duramen al ser sustituído el almidón por tanino, que se fija en la membrana celular, volviéndola más densa e imputrescible.
- Cambium:
Es la capa generatriz, que se encuentra debajo de la corteza fomada por células de paredes muy delgadas que son capaces de transformarse por divisiones sucesivas en nuevas células, formándose en las cara interna células de xilema o madera nueva, y en la externa líber o floema. Las capas de xilema están formadas por la madera de primavera, de color claro y blanda, debida a la mayor actividad vegetal durante la primavera y parte del verano. Durante el otoño sucede lo contrario y se aprecian los anillos de crecimiento, constituídos por un doble anillo claro y blando el de primavera, y oscuro y compacto el de otoño. En la zona tropical, como la actividad vegetal es continua, no se aprecian los anillos de crecimiento.
- Corteza:
Su objetivo principal es la protección y aislamiento de los tejidos del árbol de los agentes atmosféricos.
Propiedades Físicas de la Madera:
Las propiedades de la Madera dependen del crecimiento, edad, contenido de humedad, clases de terreno y distintas partes del tronco.
- Anisotropía:
Las propiedades físicas y mecánicas de la Madera no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado. Podemos definir tres direcciones principales en que se definen y miden las propiedades de la madera, que son la axial, la radial y la tangencial.
La dirección axial es paralela a la dirección de crecimiento del árbol (dirección de las fibras).
La radial es perpendicular a la axial y corta al eje del árbol.
La dirección tangencial es normal a las dos anteriores.
- Humedad:
Como la Madera es higroscópica, absorbe o desprende humedad, según el medio ambiente. El agua libre desaparece totalmente al cabo de cierto tiempo, quedando, además del agua de constitución, el agua de saturación correspondiente a la humedad de la atmósfera que rodee a la madera , hasta conseguir un equilibrio, diciéndose que la Madera está secada al aire.
La humedad de la Madera varía entre límites muy amplios. En la Madera recién cortada oscila entre el 50 y 60%. Las variaciones de humedad hacen que la Madera se hinche o contraiga, variando su volumen, y, por consiguiente, su densidad.
- Deformabilidad:
La Madera cambia de volumen al variar su contenido de humedad, hinchamiento y contracción. Como lamadera es un material anisótropo, la variación en sentido de las fibras es casi inapreciable, siendo notable en sentido transversal. El fundamento de estos cambios dimensionales reside en la absorción de agua de las paredes de las fibras leñosas, el agua se aloja entre las células separándolas o acercándolas, el punto de saturación de las fibras corresponde al contenido de humedad, para el cual las paredes de las mismas han absorbido todo el agua que pueden absorber: es el momento de máxima separación de células, y por tanto laMadera ha alcanzado el mayor volumen (30% de humedad). La Madera puede seguir aumentando su contenido en agua pero no aumentará más de volumen, ya que ahora ocupará los vasos y traqueidas del tejido leñoso, se trata de agua libre. La deformación al cambiar la humedad de la Madera, dependerá de la posición que la pieza ocupaba en el árbol, así nos encontramos distinta deformación radial y tangencial.
- Densidad:
La densidad real de las Maderas es sensiblemente igual para todas las especies: 1,56. La densidad aparente varía de una especie a otra, y aun en la misma, según el grado de humedad y zona del árbol.
Madera de Pino Silvestre: 0.32 – 0.76Kg/dm3
Madera de Tea:0.83 – 0.85Kg/dm3
Madera de Abeto:0.32 – 0.6Kg/dm3
Madera de Alerce:0.44 – 0.80Kg/dm3
Madera de Roble:0.71 – 1.07Kg/dm3
Madera de Encino: 0.95 – 1.20Kg/dm3
Madera de Haya: 0.60 – 0.90Kg/dm3
Madero de Oya: 0.56 – 0.82 Kg/dm3
Madera de Nogal:0.60 – 0.81 Kg/dm3Las Maderas se clasifican según su densidad aparente, en pesadas, ligeras y muy ligeras.
- Propiedades Térmicas:
Como todos los materiales, la Madera dilata con el calor y contrae al descender la temperatura, pero este efecto no suele notarse pues la elevación de temperatura lleva consigo una disminución de la humedad: Como esto último es mayor, lo otro es inapreciable. También son mayores los movimientos en la dirección perpendicular a las fibras.
La transmisión de calor dependerá de la humedad, del peso específico y de la especie. No obstante, se efectúa mejor la transmisión en la dirección de las fibras que en las direcciones perpendiculares a ésta.
- Propiedades Eléctricas:
La Madera seca es un buen aislante eléctrico, su resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo).
- Dureza:
La Dureza de la Madera es la resistencia que opone al desgaste, rayado, clavado, etc. Cuanto más vieja y dura es, mayor resistencia opone.
Por su dureza se clasifican en:
Muy Duras:
- Madera de Ebano
- Madera de Encino
- Madera de Tejo
Semiduras:
- Madera de Roble
- Madera de Arce
- Madera de Álamo
- Madera de Acacia
- Madera de Cerezo
- Madera de Almendro
- Madera de castaño
- Madera de Haya
- Madera de Nogal
- Madera de Peral
- Madera de Manzano
Blandas:
- Madera de Abeto
- Madera de Sauce
Muy Blandas:
- Madera de Tilo
- Madera de Álamo blanco
- Peso:
El peso de la madera depende de varios factores:
-Humedad: la madera recién aserrada pesa más que la que ha tenido tiempo para secar.
-Resina: la madera que contiene resina pesa más que la que no contiene este compuesto.
-Edad del árbol: el duramen de los árboles maduros es más denso y pesado que el de los árboles jóvenes.
-Velocidad de crecimiento: la madera del árbol que crece lentamente es más densa y pesada que la del árbol que crece rápido.
-Presencia de albura: la albura es más liviana que el duramen, y por lo tanto una muestra con albura pesará menos que la misma muestra compuesta sólo de duramen.
-Densidad: mientras más compacta es la madera, es decir mientras menos espacio hay dentro de y entre los vasos o fibras que forman la madera, más tejido leñoso y menos aire tendrá la muestra seca. Un pedazo de algarrobo pesa muchísimo más que uno de idénticas dimensiones de un tipo de madera que tenga conductos anchos y espacios grandes entre los conductos, los cuales se han llenado de aire en la madera seca. La madera de balsa es sumamente liviana porque hasta el 92 por ciento de su volumen seco es aire.
- Estabilidad:
La Madera recién aserrada pierde agua hasta alcanzar un equilibrio con el medio ambiente. El secado al aire puede durar semanas o meses, dependiendo de la densidad de la madera, el grosor de las piezas, la humedad relativa del aire y la velocidad del aire que circula alrededor de las tablas. Las maderas más estables, como la caoba y la teca, se contraen poco durante el secado y mantienen su forma, mientras que las menos estables, como la maría y el mamey, se contraen más y sufren desperfectos tales como arco, copa, curva, torsión y rajaduras.Para reducir los desperfectos, la madera recién aserrada debe estibarse en un lugar protegido del sol, la lluvia y las corrientes excesivas de aire. Las maderas menos estables deben secarse lentamente, para lo cual se emplean listones finos y la madera se protege más del viento.
La estabilidad de la Madera dependerá también del crecimiento del árbol y de la posición de las tablas dentro del tronco. Si se sacan tablas de las ramas o de un tronco que creció inclinado, la madera a ambos lados del centro diferirá en densidad y se producirá una tensión interna que puede causar curvaturas, torceduras y fibra deshilachada en las tablas. El corte que recibió la pieza también afecta la estabilidad de la madera. Las tablas aserradas radialmente, es decir aquellas cuyos anillos de crecimiento son perpendiculares a la superficie de la tabla, son más estables que las aserradas tangencialmente, donde los anillos de crecimiento son aproximadamente paralelos a la superficie.
- Olor:
Algunas Maderas producen un olor característico al cortarse. El olor puede ser más o menos intenso dependiendo de la localidad donde creció el árbol. Al igual que el color, el aroma de la Madera se debe a compuestos químicos almacenados principalmente en el duramen.
- Aislamiento Térmico y Acústico:
Los huecos que posee la Madera dificultan el paso del calor y la convierten en un buen aislante térmico así como también retardan el paso del fuego en el caso de vigas de Madera gruesas.
Frente al sonido, sus propiedades de aislamiento son bajas, sobre todo en comparación con otros materiales más eficientes.
Propiedades Mecánicas de la Madera
- Dureza:
Es la resistencia opuesta por la madera a la penetración o rayado. Interesa por lo que se refiere a la facilidad de trabajo con las distintas herramientas y en el empleo de la madera en pavimentos. Es mayor la dureza del duramen que la de la albura y la de la madera vieja que la de la joven.
- Resistencia a la Compresión:
En la cual influyen varios factores: La humedad: En general, por debajo del punto de saturación de las fibras (30%), la resistencia a compresión aumenta al disminuir el grado de humedad, no obstante, a partir de ese % la resistencia es prácticamente constante.
También la dirección del esfuerzo tiene una gran repercusión en la resistencia a compresión de la madera, la máxima corresponde al esfuerzo ejercido en la dirección de las fibras y va disminuyendo a medida que se aleja de esa dirección. La rotura en compresión se verifica por separación de columnillas de madera y pandeo individual de éstas.
Cuanto mayor es el peso específico, mayor es su resistencia.
- Resistencia a la Tracción:
La madera es un material muy indicado para el trabajo a tracción, su uso en elementos sometidos a este esfuerzo sólo se ve limitado por la dificultad de transmitir a dichos elementos los esfuerzos de tracción.
También influye el carácter anisótropo de la madera, siendo mucho mayor la resistencia en dirección paralela que en perpendicular a las mismas. La rotura en tracción se produce de forma súbita, comportándose lamadera como un material frágil.
La resistencia no estará en función del peso específico.
- Resistencia al Corte:
Es la capacidad de resistir fuerzas que tienden a que una parte del material se deslice sobre la parte adyacente a ella. Este deslizamiento, puede tener lugar paralelamente a las fibras; perpendicularmente a ellas no puede producirse la rotura, porque la resistencia en esta dirección es alta y la madera se rompe antes por otro efecto que por éste.
- Resistencia a la Flexión:
Puede decirse que la madera no resiste nada al esfuerzo de flexión en dirección radial o tangencial. No ocurre lo mismo si está aplicado en la dirección perpendicular a las fibras.
Un elemento sometido a flexión se deforma, produciéndose un acortamiento de las fibras superiores y un alargamiento de las inferiores. Al proyectar un elemento de madera sometido a flexión no sólo ha de tenerse en cuenta que resista las cargas que sobre él actúan, es necesario evitar una deformación excesiva, que provoque un agrietamiento en el material de revestimiento o alguna incomodidad de cualquier otro tipo, bastaría con aumentar el canto de la pieza aumentando la rigidez.
- Elasticidad:
El módulo de elasticidad en tracción es más elevado que en compresión. Este valor varía con la especie, humedad, naturaleza de las solicitaciones, dirección del esfuerzo y con la duración de aplicación de las cargas.
- Fatiga:
Llamamos límite de fatiga a la tensión máxima que puede soportar una pieza sin romperse.
- Hendibilidad:
Propiedad que presenta la madera de poderse romper a lo largo de las fibras, por separación de éstas, mediante un esfuerzo de tracción transversal. Es una cualidad interesante cuando se trata de hacer leña, en cambio es perjudicial cuando la pieza ha de unirse por clavos o tornillos a a otras adyacentes.
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