电力配电柜隔震性能振动台试验研究

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作者 聂桂波 石宇杰 +2 位作者 王志詠 杜轲 王薇 《施工技术(中英文)》 2025年第9期37-42,共6页

电力配电柜在地震作用下可能出现损坏,需在提高结构强度和刚度的基础上,通过采用合理先进的隔震技术提高设施安全性能,从而降低过大地震激励对配电柜内部精密电气元件的破坏,提升配电柜功能可恢复性。基于多维隔震机理,提出适用于电力... 电力配电柜在地震作用下可能出现损坏,需在提高结构强度和刚度的基础上,通过采用合理先进的隔震技术提高设施安全性能,从而降低过大地震激励对配电柜内部精密电气元件的破坏,提升配电柜功能可恢复性。基于多维隔震机理,提出适用于电力配电柜的三维协同隔震策略,通过融合水平隔震与竖向耗能机制,研制可适配柜体内部断路器、继电器等设备振动敏感特性的三维隔震支座。开展配电柜振动台试验,通过输入多种地震动获得配电柜关键部位隔震加速度与位移响应,通过对比隔震与非隔震状态下的响应验证支座减震和隔震效果。研究结果表明,三维隔震支座可削弱水平与竖向地震响应传递率,其水平隔震效率在地震动强度调幅过程中保持稳定,而竖向隔震效率随地震激励强度的增加逐渐增大。 展开更多

关键词 电力设备 配电柜 隔震支座 隔震性能 加速度 位移 振动台试验

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基于双向门控循环单元的平板网架基底地震激励识别方法研究

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作者 聂桂波 严云山 +2 位作者 杨钦山 杜轲 王东旭 《施工技术(中英文)》 2025年第9期43-47,共5页

针对大跨空间结构在重大工程中的关键作用及健康监测需求,建立基于双向门控循环单元的深度学习框架,利用结构健康监测系统单点加速度响应数据反演基底地震激励。通过ABAQUS软件构建平板网架结构有限元模型,采用数据归一化与地震动调幅... 针对大跨空间结构在重大工程中的关键作用及健康监测需求,建立基于双向门控循环单元的深度学习框架,利用结构健康监测系统单点加速度响应数据反演基底地震激励。通过ABAQUS软件构建平板网架结构有限元模型,采用数据归一化与地震动调幅处理形成不同峰值加速度水平的标准化地震动时程数据,结合数值模拟获取对应的结构动力响应数据,形成包含训练集、验证集和测试集的地震激励与结构响应数据集。对比分析循环神经网络、长短期记忆网络、门控循环单元模型性能,结合Dropout正则化与Adam优化器提升模型泛化能力。研究结果表明,单测点输入下双向门控循环单元模型测试集决定系数为0.967,较循环神经网络、长短期记忆网络分别提升14.8%,2.2%;双向门控循环单元模型可在地震动峰值加速度为0.25~1g时实现常规监测数据到地震激励的映射。 展开更多

关键词 空间结构 网架 地震动 深度学习 反演 识别

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响应面参数筛选与智能算法优化的有限元模型更新

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作者 吴道奇 杜轲 +2 位作者 骆欢 马加路 聂桂波 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第2期295-306,共12页

在当前工程和科学研究中,由于大规模结构优化问题中的有限元模型受到高计算成本和复杂性的限制,引入响应面模型成为克服这一挑战的有效途径,研究人员可在保持相对准确性的同时显著降低计算成本,为结构设计和优化提供更为可行和经济的解... 在当前工程和科学研究中,由于大规模结构优化问题中的有限元模型受到高计算成本和复杂性的限制,引入响应面模型成为克服这一挑战的有效途径,研究人员可在保持相对准确性的同时显著降低计算成本,为结构设计和优化提供更为可行和经济的解决方案。然而,面对复杂模型拟合响应面时,考虑到个体差异和高成本的灵敏度分析,传统参数筛选导致了模型更新的准确性和效率下降。为解决参数筛选问题,本研究以一栋26层框架剪力墙结构有限元模型为对象,在构建响应面时引入了单因素试验和爬坡试验两个预处理步骤。这两步骤的目的是缩小搜索空间、筛选关键因素,并提供梯度信息,从而使得响应面的构建更为准确和可操作,为后续模型处理提供可靠基础。通过结合多种智能算法,本研究完成了对响应面的模型更新和优化操作。研究结果表明,经过预处理步骤筛选之后的参数构建的响应面,在多重类型算法应用时能与识别结果保持较低的误差率。这项研究为未来工程实践和相关领域的研究提供了有益的指导,为大规模结构优化问题中提高有限元模型更新的准确性和效率提供了更为灵活和通用的优化解决方案。 展开更多

关键词 有限元模型 响应面模型 单因素试验 爬坡实验 模型更新

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2023年甘肃积石山M_(s)6.2地震宏观灾害特征与若干思考 被引量：9

4

作者 蒋伟 王永志 +5 位作者 袁晓铭 汤兆光 陈龙伟 聂桂波 李兆焱 张昊宇 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-11,共11页

2023年12月18日甘肃省积石山县发生了M_(s)6.2地震,与以往同等级地震相比,其表现出“同震重灾”特征和引发了特殊流滑地质灾害。通过现场震害调查、走访受灾群众和搜集地质资料及相关文献,重点探讨了本次地震的发震背景和孕育地质条件,... 2023年12月18日甘肃省积石山县发生了M_(s)6.2地震,与以往同等级地震相比,其表现出“同震重灾”特征和引发了特殊流滑地质灾害。通过现场震害调查、走访受灾群众和搜集地质资料及相关文献,重点探讨了本次地震的发震背景和孕育地质条件,对比了宏观烈度分布特征及与仪器烈度差异,统计了不同民居房屋的典型震害特征及所占比例,调查了造成人员伤亡的主要成因;踏勘了次生流滑灾害宏观特征,对揭示其成因与触发条件提出了若干关键问题。结果表明:宏观与仪器烈度具有较为明显差异,原因主要为地形地质条件复杂、不同乡镇经济发展水平与房屋抗震设防能力差异及烈度仪布设缺乏统一标准;强震观测记录地表加速度明显大于2021年漾濞M_(s)6.4地震,烈度Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区面积分别为2022年芦山M_(s)6.1地震的2.3、1.5、2.5倍,为造成同级地震重灾的一个重要成因;泥流掩埋摧毁房屋、炕头相连淋浴间隔墙倒塌及地震发生在深夜是造成本次地震人员伤亡重的重要因素。流滑区域长约3 km,前后高程差约85 m,总面积约39万m^(2),漫出地面约3 m高,塌陷区残留若干孤岛,其可能为长期农田灌溉、地下水体富集、地震主振方向与泥流运动和天然沟谷方向相同等外在因素和黄土湿陷、土体液化等内在机理综合诱发,具体成灾诱因、物理机制和触发条件需多种手段联合验证。调查证明,按照抗震设防标准进行房屋建设和既有建筑加固,强化农村居民防震减灾意识和应急避难知识,是减轻地震造成人员伤亡的有效措施。 展开更多

关键词 积石山6.2级地震 震害调查 地震烈度 流滑灾害

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芦山地震中大跨空间结构主要破坏模式及数值分析 被引量：33

5

作者 聂桂波 戴君武 +1 位作者 张辰啸 支旭东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1-6,共6页

2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生了7.0级地震,地震造成196人死亡和21人失踪,经济损失亦极其巨大。此次地震中一些大跨空间钢结构发生较显著的破坏,这是与以往历次震害最大的不同之处。文中总结了芦山体育馆和芦山中学体育馆这两... 2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生了7.0级地震,地震造成196人死亡和21人失踪,经济损失亦极其巨大。此次地震中一些大跨空间钢结构发生较显著的破坏,这是与以往历次震害最大的不同之处。文中总结了芦山体育馆和芦山中学体育馆这两个大跨空间钢结构在此次地震作用下结构发生破坏的主要部位和典型的破坏模式,并分析造成这些破坏的主要原因。针对芦山县体育馆进行现场实测,并与震害结果进行对比,结果表明,结构发生了较明显的扭转现象。以芦山县中学体育馆为例,通过有限元软件ANSYS对其地震下的破坏机理进行数值模拟,并与实际震害进行对比分析。在此基础上,对大跨空间钢结构的抗震设计和施工提出一些合理的意见和建议。 展开更多

关键词 芦山地震 大跨空间结构 地震破坏 数值模拟 地震损伤

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大连体育馆弦支穹顶结构张拉成形及静载试验研究 被引量：12

6

作者 聂桂波 支旭东 +1 位作者 范峰 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期1-10,共10页

大连体育馆屋盖采用了弦支穹顶结构,为探索不同张拉方案的优劣及可行性,校核结构数值分析时数值模型和计算结果的准确性,研究结构在施工、设计荷载下的受力特性,对大连体育馆缩尺模型结构进行张拉成形和静力加载试验,结合有限元软件ANSY... 大连体育馆屋盖采用了弦支穹顶结构,为探索不同张拉方案的优劣及可行性,校核结构数值分析时数值模型和计算结果的准确性,研究结构在施工、设计荷载下的受力特性,对大连体育馆缩尺模型结构进行张拉成形和静力加载试验,结合有限元软件ANSYS对试验进行全过程模拟。结果表明:撑杆的内力和节点位移的试验值与理论值吻合较好,以撑杆内力为张拉控制目标,达到了张拉要求;撑杆顶升成形方法在试验中需进行反复调试,可控性较差,且需要对索进行精确下料,难度高;斜索张拉法可控张拉点较多,且斜索索力相对较小,索力可控性好,成形精度更高,故在施工中建议采用斜索张拉方案;在静力加载试验中,弦支穹顶上部网壳节点的位移、撑杆轴力和杆件应变与荷载基本满足线性关系,表明结构整体竖向刚度在设计荷载范围内未出现弱化,网壳杆件整体应力水平在设计范围内,结构满足设计要求。 展开更多

关键词 弦支穹顶结构 张拉成形 缩尺模型试验 静载试验

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大跨空间结构性能水准划分及其易损性分析 被引量：9

7

作者 聂桂波 范峰 支旭东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1-6,共6页

为研究大跨空间结构强震作用下性能水准的确定和量化,以凯威特单层球面网壳为例,确定了结构分级性能水准,采用多地震动全过程分析的方法建立了结构基于多项特征响应的损伤模型,应用此损伤模型刻画了结构不同的损伤程度,并给出了分级性... 为研究大跨空间结构强震作用下性能水准的确定和量化,以凯威特单层球面网壳为例,确定了结构分级性能水准,采用多地震动全过程分析的方法建立了结构基于多项特征响应的损伤模型,应用此损伤模型刻画了结构不同的损伤程度,并给出了分级性能水准的界限值及对应的结构宏微观响应,从而实现了大跨空间结构分级性能水准易损性分析. 展开更多

关键词 大跨空间结构 基于性能 抗震设计 性能水准 易损性分析

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单层球面网壳结构失效机理振动台试验 被引量：6

8

作者 聂桂波 范峰 +1 位作者 支旭东 戴君武 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期17-25,共9页

为验证理论研究的正确性及考察网壳结构的强震失效机理,开展了单层球面网壳缩尺模型振动台试验,通过试验测定网壳结构的动力特性(固有频率和阻尼比)、测量网壳结构弹塑性阶段的动力响应(位移,加速度和应变等)、考察网壳结构在地震荷载... 为验证理论研究的正确性及考察网壳结构的强震失效机理,开展了单层球面网壳缩尺模型振动台试验,通过试验测定网壳结构的动力特性(固有频率和阻尼比)、测量网壳结构弹塑性阶段的动力响应(位移,加速度和应变等)、考察网壳结构在地震荷载作用下的动力响应以及结构的强震失效模式。根据试验结果可知,网壳结构抗震性能良好,试验模型倒塌前,塑性充分发展,经历了较长的结构受力性能不断削弱的过程,结构变形随荷载幅值的增加不断增大,可通过这些现象判定结构发生了动力强度破坏这一失效模式,从试验角度验证网壳结构失效模式的正确性。 展开更多

关键词 单层球面网壳 振动台试验 失效模式 动力强度破坏 材性试验

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大跨空间结构抗震理论发展综述 被引量：9

9

作者 聂桂波 王薇 +2 位作者 杜柯 王多智 马加路 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期21-34,共14页

大跨空间结构由于其体量大且多作为人流密集的公共场所,因而在各种非常规荷载作用下破坏将造成更大的经济损失、人员伤亡和社会影响。系统的从以下3个方面总结了近年来大跨空间结构抗震理论所取得的主要进展:(1)大跨空间结构精细化的抗... 大跨空间结构由于其体量大且多作为人流密集的公共场所,因而在各种非常规荷载作用下破坏将造成更大的经济损失、人员伤亡和社会影响。系统的从以下3个方面总结了近年来大跨空间结构抗震理论所取得的主要进展:(1)大跨空间结构精细化的抗震性能评估理论,主要包括材料本构模型、地震动多点输入和结构强非线性模拟;(2)大跨空间结构抗震性能提升与修复技术,主要包括结构减震技术和隔震技术的研究与应用;(3)大跨空间结构抗震设计理论与方法,主要包括基于性态的设计方法和功能可恢复性的抗震设计方法。通过以上部分的系统总结和论述,形成大跨空间结构统一的抗震设计指导思想,并对此类结构的抗震研究的发展趋势和方向进行展望,从而为大跨空间结构设计、施工和监测提供借鉴。 展开更多

关键词 大跨空间结构 抗震性能评估 基于性态的抗震设计 地震可恢复性理论 地震可恢复性评价方法 韧性城乡

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网壳结构基于性能的抗震设计方法研究 被引量：5

10

作者 聂桂波 刘坤 +1 位作者 支旭东 戴君武 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期8-12,19,共6页

基于性能的抗震设计是结构抗震设计的发展趋势,该文在考虑材料损伤及损伤累积的基础上,建立网壳结构的数值模型,通过基于IDA的全过程分析方法,考察网壳结构强震下的抗震性能;建立了分别基于多项特征响应和变形能量的结构损伤模型,对比... 基于性能的抗震设计是结构抗震设计的发展趋势,该文在考虑材料损伤及损伤累积的基础上,建立网壳结构的数值模型,通过基于IDA的全过程分析方法,考察网壳结构强震下的抗震性能;建立了分别基于多项特征响应和变形能量的结构损伤模型,对比两种损伤模型的精度,实现结构不同损伤状态的量化,并利用此模型量化结构的分级性能水准;通过多组地震动的IDA分析,实现结构分级性能水准易损性分析和综合易损性分析;确定结构性能目标,初步实现结构的优化设计,从而为建立网壳结构完整的基于性能的抗震设计方法奠定了基础。 展开更多

关键词 网壳结构 基于性能 抗震设计 本构模型 性能水准 优化设计

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单层球面网壳模型动力特性测试实验 被引量：3

11

作者 聂桂波 范峰 +1 位作者 支旭东 戴君武 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第22期200-204,共5页

为测定单层球面网壳模型振动台实验时的动力特性,进行噪声采集实验,剔除对实验干扰较大的各种环境噪声。通过模型在各种不同幅值白噪声及快速正弦扫频作用下动力响应确定实验所需测试幅值,测定模型的动力特性。通过锤击测定结构动力特性... 为测定单层球面网壳模型振动台实验时的动力特性,进行噪声采集实验,剔除对实验干扰较大的各种环境噪声。通过模型在各种不同幅值白噪声及快速正弦扫频作用下动力响应确定实验所需测试幅值,测定模型的动力特性。通过锤击测定结构动力特性,并通过随机减量技术与HHT相结合方法对锤击结果进行分析。实验结果表明:网壳结构频率密集,各种环境噪声对实验结果干扰较大,应剔除环境噪声影响;采用快速正弦扫频、白噪声激励、锤击法均可准确测定结构的动力特性且结果相差不大。采用有限元软件ABAQUS对实验进行数值模拟,与实验结果对比分析表明,建模精确,有限元模拟可准确确定结构的动力特性。此可为模型振动台实验及结构抗震性能研究奠定基础。 展开更多

关键词 单层球面网壳 动力特性测试 白噪声激励 快速正弦扫频 锤击法 数值模拟

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圆钢管空间滞回性能试验 被引量：4

12

作者 聂桂波 支旭东 范峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期169-174,共6页

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优... 为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优化,实现了圆钢管空间加载的模拟,并获得了这些试件的荷载位移滞回曲线及典型部位的应变曲线.试验结果表明:圆钢管具有良好的滞回性能,在很大的位移作用情况下,仍能保持良好的耗能能力.为后续开展符合圆钢管截面钢材的本构模型研究奠定基础. 展开更多

关键词 圆钢管 滞回性能 空间滞回试验

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基于精细化本构的单层柱面网壳强震失效机理研究 被引量：3

13

作者 聂桂波 范峰 支旭东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期30-35,共6页

基于材料考虑损伤累积的精细化本构模型,通过全过程分析方法,考察材料损伤累积对结构抗震性能和失效特征的影响。结果表明,考虑材料损伤累积将显著降低结构的失效极限荷载;通过大规模参数分析,获得单层柱面网壳结构响应随不同的矢跨比... 基于材料考虑损伤累积的精细化本构模型,通过全过程分析方法,考察材料损伤累积对结构抗震性能和失效特征的影响。结果表明,考虑材料损伤累积将显著降低结构的失效极限荷载;通过大规模参数分析,获得单层柱面网壳结构响应随不同的矢跨比、屋面质量、初始缺陷、长宽比和地震动的变化规律;随着矢跨比、屋面质量、初始缺陷的减小,结构的失效极限荷载显著增大,塑性发展范围更广,塑性发展程度更深;随着长宽比增加,结构的失效极限荷载显著提高;随着地震动荷载的改变,结构的失效极限荷载显著改变,并且失效极限荷载的大小与结构的塑性发展程度并没有显著的关联。 展开更多

关键词 单层柱面网壳 强震作用 损伤累积 参数分析 本构模型

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大跨度单层球面网壳的损伤模型及强震失效 被引量：13

14

作者 支旭东 聂桂波 +1 位作者 范峰 沈世钊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期6-11,共6页

为对大跨度单层球面网壳在强震下的失效进行系统的分析,采用考虑材料损伤累积影响的全过程分析方法.考察了大跨度单层球面网壳在强震下失效时刻的多项响应指标随矢跨比、跨度、屋面质量等参数变化的规律,分析了失效极限荷载受这些参数... 为对大跨度单层球面网壳在强震下的失效进行系统的分析,采用考虑材料损伤累积影响的全过程分析方法.考察了大跨度单层球面网壳在强震下失效时刻的多项响应指标随矢跨比、跨度、屋面质量等参数变化的规律,分析了失效极限荷载受这些参数变化的影响,同时讨论了考虑初始几何缺陷对结构失效特征的影响.通过分析发现,单层球面网壳在强震下基本属于动力强度破坏范畴,基于这些强度破坏算例失效时刻的特征响应,分别建立了理想网壳和缺陷网壳的强震损伤模型,可以表征结构在动力荷载下的损伤程度并判定强度破坏极限荷载. 展开更多

关键词 单层球面网壳 损伤模型 损伤累积 几何缺陷

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圆钢管空间滞回试验及材料本构模型 被引量：7

15

作者 范峰 聂桂波 +1 位作者 支旭东 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期18-24,共7页

在多种方案对比的基础上,设计圆钢管空间滞回试验,该试验中的加载装置适用于空间三向加载;试验考虑了构件不同长细比、不同空间加载方案的情况,据此设计加载、监测及数据采集系统;通过试验得到不同长细比、不同加载方案下的圆钢管荷载... 在多种方案对比的基础上,设计圆钢管空间滞回试验,该试验中的加载装置适用于空间三向加载;试验考虑了构件不同长细比、不同空间加载方案的情况,据此设计加载、监测及数据采集系统;通过试验得到不同长细比、不同加载方案下的圆钢管荷载位移滞回曲线,考察这些试验数据随参数变化的规律;编制基于通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,对试验进行数值模拟,确定各圆钢管试件材料本构方程中的参数,并通过最小二乘拟合方法,获得圆钢管考虑损伤累积的本构方程。通过所编制的接口程序进行理论与试验对比分析表明,数值计算曲线与试验曲线吻合良好,证明该本构方程是准确的,所编制的程序也可用于深入的理论研究工作。 展开更多

关键词 圆钢管 损伤累积 滞回性能 空间滞回试验 本构模型

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某核级一次水事故泵抗震性能评估的振动台试验研究 被引量：5

16

作者 高永武 戴君武 +1 位作者 金波 聂桂波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期174-178,共5页

由于一次水事故泵运行条件下的振动台试验可评估抗震性能,用钢丝橡胶波纹管连接进出口水管、沙堆支撑橡胶管提供柔性约束。合理模拟水泵在试验过程中所受接管荷载,保证试验过程中水泵与循环水箱变形协调。对正常运行的事故泵进行5次OBE... 由于一次水事故泵运行条件下的振动台试验可评估抗震性能,用钢丝橡胶波纹管连接进出口水管、沙堆支撑橡胶管提供柔性约束。合理模拟水泵在试验过程中所受接管荷载,保证试验过程中水泵与循环水箱变形协调。对正常运行的事故泵进行5次OBE、1次SSE人造地震动输入振动台试验,并据动应变曲线判断仍处于弹性状态。试验表明,经5次OBE、1次SSE人造地震动输入后的一次水事故泵仍能保证压力边界完整性及功能可运行性。较试验前各项功能指标无明显变化,抗震性能良好。 展开更多

关键词 一次事故泵 完整性 可运行性 振动台试验

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