钢筋混凝土异形柱的轴压比限值与配箍构造
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1总则1.0.1为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。
1.0.2本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度(O.10g,O.15g)和8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。
1.0.3混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语、符号2.1术语2.1.1异形柱specially-shaped column截面几何形状为L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。
2.1.2异形柱结构structure with specially-shaped columns采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构2.1.3柱截面肢高肢厚比ratio of section height to section thickness of column leg异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。
2.2符号2.2.1作用和作用效应Gj——第j层的重力荷载代表值;Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值;Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值;N——轴向力设计值;Vc——柱斜截面剪力设计值;VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力;Vj-—节点核心区剪力设计值;σi——第i个混凝土单元的应力;σj——第j个钢筋单元的应力。
2.2.2材料性能fc——混凝土轴心抗压强度设计值;ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值;fy——钢筋的抗拉强度设计值;fyV——箍筋的抗拉强度设计值。
2.2.3几何参数as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离;A——柱的全截面面积;Aci-—第i个混凝土单元的面积;Asj-—第j个钢筋单元的面积;Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积;Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积;bc-—验算方向的柱肢截面厚度;bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度;bj——节点核心区的截面有效验算厚度;d——纵向受力钢筋直径;dv——箍筋直径;ea——附加偏心距;e1-—初始偏心距;e0--轴向力对截面形心的偏心距;eix--轴向力对截面形心轴y的初始偏心距;eiy--轴向力对截面形心轴x的初始偏心距;hb-—梁截面高度;hb0-—梁截面有效高度;hc-—验算方向的柱肢截面高度;hf----垂直于验算方向的柱肢截面厚度;hi——第i层楼层层高;hj—-节点核心区的截面高度;hc0——验算方向的柱肢截面有效高度;H——房屋总高度;Hc——节点上、下层柱反弯点之间的距离;l0——柱的计算长度;ra——柱截面对垂直于弯矩作用方向形心轴xa一xa的回转半径;rmin-—柱截面最小回转半径;s-—箍筋间距;Xci、Yci——第i个混凝土单元的形心坐标;Xsj、Ysj——第j个钢筋单元的形心坐标;X0、Y0——截面形心坐标;α——弯矩作用方向角。
钢筋混凝土异形截面框架柱轴压比限值的研究结构设计中,钢筋混凝土异形截面框架柱是一种广泛应用的结构形式。
在设计过程中,柱的轴压比是一项极为重要的参数。
对于柱的轴压比,国内外有不同的限值标准。
本文主要对钢筋混凝土异形截面框架柱的轴压比限值进行研究。
一、现有轴压比限值标准国内的《建筑结构设计规范》中规定,普通钢筋混凝土柱的轴压比不得超过0.65,高强钢筋混凝土柱的轴压比不得超过0.6。
国外许多标准也对轴压比进行了规定。
美国规定,钢筋混凝土柱的轴压比应小于0.45,且应满足公式(1):(1) Pu<=0.2fc′A_g+0.4fyA_s其中Pu为柱的轴向受力,fc′为混凝土的轴心抗压强度,Ag为柱的截面面积,fy为钢筋的屈服强度,As为钢筋的截面面积。
欧洲规定,钢筋混凝土柱的轴压比应小于0.45,且应满足公式(2):(2) Pu<=N_A+M_b/N_z其中NA为柱截面的压杆承载力,Mb为柱截面受弯矩作用产生的弯矩,Nz为柱截面杆件的压杆弹性模量。
二、影响因素1.截面形状异形截面柱的构造比较复杂,不同的截面形状对柱的轴压比限值有不同的影响。
通常来说,异形截面柱的轴压比应比矩形截面柱的限值略小。
2.钢筋种类和状态钢筋种类和状态对柱的轴压比限值也有很大的影响。
不同的钢筋种类和状态所表现出来的受力性能、屈服强度等都不同,因此对轴压比限值的影响也就不同。
3.混凝土强度等级混凝土强度等级对柱的轴压比限值也有很大的影响。
一般来说,混凝土强度等级越高,柱的轴压比限值应该越大。
但是,如果强度等级过高,混凝土内部强度分布不均匀,反而会使得柱的轴压比限值降低。
三、结论与建议根据国内外标准可知,大多数标准都是规定柱的轴压比不得超过0.45,并给出了相应的公式计算方法。
在异形截面柱的设计中,应该根据实际情况选择合适的公式计算柱的轴压比,并满足相应的限值。
同时,截面形状、钢筋种类和状态、混凝土强度等级等因素也需要考虑在内,以保证设计的安全可靠。
1 总则为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。
本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度,和8度抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。
混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号术语异形柱 specially-shaped column截面几何形状为L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。
异形柱结构 structure with specially-shaped columns采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构柱截面肢高肢厚比 ratio of section height to section thickness of column leg 异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。
符号作用和作用效应Gj——第j层的重力荷载代表值;Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值;Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值;N——轴向力设计值;Vc——柱斜截面剪力设计值;VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力;Vj-—节点核心区剪力设计值;σi——第i个混凝土单元的应力;σj——第j个钢筋单元的应力。
材料性能fc——混凝土轴心抗压强度设计值;ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值;fy——钢筋的抗拉强度设计值;fyV——箍筋的抗拉强度设计值。
几何参数as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离;A——柱的全截面面积;Aci-—第i个混凝土单元的面积;Asj-—第j个钢筋单元的面积;Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积;Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积;bc-—验算方向的柱肢截面厚度;bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度;bj——节点核心区的截面有效验算厚度;d——纵向受力钢筋直径;dv——箍筋直径;ea——附加偏心距;e1-—初始偏心距;e0--轴向力对截面形心的偏心距;eix--轴向力对截面形心轴y的初始偏心距;eiy--轴向力对截面形心轴x的初始偏心距;hb-—梁截面高度;hb0-—梁截面有效高度;hc-—验算方向的柱肢截面高度;hf----垂直于验算方向的柱肢截面厚度;hi——第i层楼层层高;hj—-节点核心区的截面高度;hc0——验算方向的柱肢截面有效高度;H——房屋总高度;Hc——节点上、下层柱反弯点之间的距离;l0——柱的计算长度;ra——柱截面对垂直于弯矩作用方向形心轴xa一xa的回转半径;rmin-—柱截面最小回转半径;s-—箍筋间距;Xci、Yci——第i个混凝土单元的形心坐标;Xsj、Ysj——第j个钢筋单元的形心坐标;X0、Y0——截面形心坐标;α——弯矩作用方向角。
结构施工图审查要点异形柱篇《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-20171.0.2本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度和8度地区的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计、施工及验收。
3.1.1当根据建筑功能需要设置底部大空间时,可通过框架底部抽柱并设置转换梁,形成底部抽柱带转换层的异形柱结构,其结构设计应符合本规程附录A的规定。
3.1.2异形柱结构房屋适用的最大高度应符合表3.1.2(表略)的要求。
底部抽柱带转换层的异形柱结构,房屋适用的最大高度应符合本规程附录A的规定;8度(0.30g)的异形柱框架-剪力墙结构仅限用于H、11类场地。
3.1.4异形柱结构体系应通过技术、经济和使用条件的综合分析比较确定,除应符合国家现行标准对一般钢筋混凝土结构的有关规定外,尚应符合下列规定:1不应采用部分由异形柱框架与部分砌体墙承重组成的混合结构形式;2抗震设计时,不应采用单跨框架结构,不宜采用连体和错层等复杂结构形式;3楼梯间、电梯井宜根据建筑布置及受力的需要,合理地布置剪力墙、一般框架柱或肢端设暗柱的异形柱;楼梯间的抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的相关规定;4异形柱结构的柱、梁、楼梯、剪力墙均应采用现浇结构。
抗震设计时,楼板宜采用现浇,也可采用现浇层厚度不小于60mm的装配整体式叠合楼板;非抗震设计时,楼板宜采用现浇,也可采用带现浇层的装配整体式叠合楼板。
3.2.5不规则的异形柱结构,其抗震设计应符合下列规定:1扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件的最大弹性水平位移和层间位移分别与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45;2侧向刚度不规则时,刚度小的楼层地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数;3楼层承载力突变时,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.25的增大系数;楼层受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%;4竖向抗侧力构件不连续时,构件传递给水平转换构件的地震内力应根据不同条件和情况乘以1.25〜1.50的增大系数;5受力复杂不利部位的柱,宜采用肢端设暗柱的异形柱或一般框架柱。
钢骨混凝土柱轴压比限值控制的讨论
李云云;鄂红
【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》
【年(卷),期】2005(024)001
【摘要】介绍了钢筋混凝土柱和钢骨混凝柱的轴压比限值,并通过试验研究,分析了轴压比对钢骨混凝土柱抗震延性的影响,得出了满足一定位移延性要求、对应于不同体积配箍率的钢骨混凝土柱的轴压比限值.
【总页数】4页(P30-32,40)
【作者】李云云;鄂红
【作者单位】内蒙古科技大学,建筑与土木工程学院,内蒙古,包头,014010;包头钢铁(集团)公司,内蒙古,包头,014010
【正文语种】中文
【中图分类】TU312
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一、钢筋混凝土结构柱轴压比限制的定义钢筋混凝土结构柱轴压比即钢筋混凝土结构柱受压时,柱截面所受作用力的比值。
在工程设计中,限制轴压比是为了保证钢筋混凝土结构柱在受力状态下不会出现过大的变形或破坏,保证结构的安全性和稳定性。
1.1、轴压比的计算公式在计算钢筋混凝土结构柱轴压比时,一般采用以下公式:P/A_f +Mz/(σ_bbh^2 )<=P_n/A_gf_y其中,P为轴向压力,A_f为受拉带钢筋的截面积,Mz为弯矩,σ_bb 为混凝土应力,h为柱截面的高度,P_n为轴向承载力,A_g为柱截面的面积,f_y为钢筋的屈服强度。
1.2、轴压比的限制根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的规定,一般情况下,筒体、矩形、T形截面的钢筋混凝土柱轴压比的限制如下:- 对于普通截面构件,轴压比不得大于0.65;- 对于受剪或受扭钢筋混凝土柱,轴压比可以增大到0.75;- 对于较矮柱子,轴压比的限制可以适当放宽。
二、轴压比限制的影响2.1、对结构安全性的影响轴压比限制的大小直接关系到钢筋混凝土结构柱的安全性。
当轴压比超过规定限制时,柱子可能出现轴向压力过大而导致破坏,甚至引起整个结构的倒塌。
严格控制轴压比限制对于保障结构的安全性至关重要。
2.2、对结构稳定性的影响轴压比限制的大小也会影响结构的稳定性。
当轴压比过大时,柱子受力不均,易产生侧向位移和倾斜,从而影响整个结构的稳定性。
严格控制轴压比限制可以确保柱子在受力时保持稳定,从而保证整个结构的稳定性。
2.3、对柱截面尺寸的影响轴压比限制的大小也会影响钢筋混凝土柱截面的尺寸设计。
在设计柱子的截面尺寸时,需要根据轴压比的限制确定柱子截面的尺寸大小,以满足结构的安全性和稳定性要求。
2.4、对钢筋配筋率的影响轴压比限制的大小还会对钢筋混凝土柱的配筋率造成影响。
当轴压比过大时,需要增加钢筋的配筋率,以保证柱子在受力时不会产生过大的变形或破坏。
在设计柱子的配筋率时,需要考虑轴压比的限制,合理确定钢筋的配筋率。
项目Z-1
Z-2
Z-3
箍筋形式L 形T 形十字形抗震等级三
三
四
轴压比0.560.560.85前一个λv 0.160.150.22二后一个λv 0.180.170.22三计算特征值λv 0.1620.1520.220四混凝土强度等级C20C20C40二混凝土强度fc 9.69.619.1三箍筋规格HPB300HRB335HRB400四箍筋强度值270300360
二计算体积配箍率 1.00%0.85% 1.17%三构造体积配箍率
0.60%0.60%0.50%
四柱截面b 250250250柱截面b1300
30012536柱截面b2450125
0.550.55柱截面h 3003002500.600.60柱截面h1450450
125
正常正常柱截面h2125
正常正常截面面积277500412500187500L形
T形
h1中附加箍数n 220
h2中附加箍数n 0
b1中附加箍数n 110
b2中附加箍数n 20
保护层as 303030箍筋直径101010箍筋间距S
100100100
T形
十字形计算λv的中异形柱体积配箍率计算
二,三,四级异形框架柱构造体积配箍率为0.8%,0.6%,0.5% 6.2.9 异形柱箍筋加密区的
抗震等级箍筋形式L形。
这条信息告诉你,柱轴压比不符合规定,应另选截面。
轴压比也不宜太小。
下面我将柱轴压比限值列出,希望对你有用:
柱轴压比限值
结构体系抗震等级
特一级、一级二级三级
框架结构 0.70 0.80 0.90
框架-剪力墙结构0.75 0.85 0.95
筒体结构 0.75 0.85 0.95
部分框支剪力墙结构0.60 0.70 ----
注:1:表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。
当混凝土强度等级为C65—C70时,柱轴压比限值应减少0.05;为C75—C80时应减少0.10。
2:表内数值适用于剪跨比λ大于2的柱。
当,1.5≤λ≤2时,柱轴压比限值应减少0.05;当剪跨比λ<1.5时,柱轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
3:当沿柱全高采用井字复合箍,且箍筋间距不大于100mm,肢距不大于200mm、直径不小于12 mm或沿柱全高采用复合螺旋箍,且螺旋距不大于100mm, 肢距不大于200mm、直径不小于12 mm;或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍,且螺旋距不大于80mm, 肢距不大于200mm、直径不小于10mm时,柱轴压比限值均可增加0.10。
上述三种箍筋的配筋特征值λ均应按增大的轴压比按《钢筋混凝土设计规范》的规定确定。
4:当在柱截面中部设置有附加纵向钢筋形式的芯柱,且附加钢筋总截面面积不少于柱截面面积的0.8%时,柱轴压比限值可比表中增加0.05,当本项措施与注3的措施同时采用时,,
柱轴压比限值可比表中增加0.15,但配箍的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定。
5:,柱轴压比限值不应大于1.05。
钢筋混凝土异形柱结构及其构件受力性能分析结构工程, 2011,硕士【摘要】钢筋混凝土异形柱结构作为住宅建筑的新生力量,和钢筋混凝土短肢剪力墙结构一道成为目前小高层建筑中颇受欢迎的结构形式,具有广泛的应用前景。
由于自身截面的特殊性,异形柱在地震时破坏严重。
本文就钢筋混凝土异形柱框架结构和普通的矩形柱框架结构进行了整体分析,并对T形柱在不同体积配箍率、不同高厚比以及不同轴压比下的受力性能进行了比较分析。
主要内容有以下几个方面:一、对异形柱框架结构和普通矩形柱框架结构的弹性阶段和弹塑性阶段的性能做出比较,认为等惯性矩条件下异形柱框架结构和矩形柱框架结构动力性能差不多,但矩形柱框架结构的延性要优于异形柱框架结构。
对异形柱框架结构进行了深入的研究,将柱的高厚比增加以后,整体结构的屈服荷载和极限承载力增加,但是整体结构的延性改变不多。
二、利用SAP2000软件分析了不同中和轴定向角度下的异形柱正截面承载能力,每类柱达到最大承载力的中和轴角都有所不同,在同样的中和角下,十字柱的承载力最高,延性最好,L形柱的承载力最差,T形柱的延性最差。
三、利用ANSYS有限元分析软件,对不同配箍率、不同高厚比、不同轴压比的T形柱进行了单调加载模拟试验,认为箍筋间距增大时,构件延性降低;高... 更多还原【Abstract】 R.C special-shaped column structure, as a newforce in residential buildings,together with short-pier shearwall R.C structure,is one of the popular structure forms in sub-high rise building at present.There is a broad application background.Special-shaped columns will be seriously destroyed in earthquake because its special section.This paper makes a research on the integral analysis of R.C frame structure with special-shaped columns and frame structure with rectangular columns.At the same time... 更多还原【关键词】钢筋混凝土;异形柱结构;中和轴角;配箍率;高厚比;轴压比;【Key words】R.C;structure with specially shaped columns;neutral axial angle;stirrup ratio;ratio of height to thickness;axial compression ratio;摘要3-5ABSTRACT 5-6第一章绪论10-221.1 前言101.2 异形柱结构10-131.2.1 异形柱10-111.2.2 异形柱结构的特点11-121.2.3 异形柱结构的适用范围12-131.3 异形柱结构的研究现状13-141.3.1 国内关于异形柱的研究13-141.3.2 国外研究现状141.4 结构的弹性和弹塑性变形分析方法14-181.4.1 静力分析方法15-171.4.2 时程分析方法17-181.5 延性18-211.5.1 什么是延性结构18-201.5.2 异形柱框架延性结构设计201.5.3 异形柱截面的延性性能20-211.6 本文的主要工作21-22第二章有限元理论及分析软件介绍22-282.1 有限元理论222.2 软件介绍22-282.2.1 PKPM 22-242.2.2 有限元分析软件24-28第三章异形柱框架结构和矩形柱框架结构的整体受力性能分析28-703.1 模型概述及参数说明28-323.1.1 模型概述283.1.2 结构材料及截面大小28-293.1.3 荷载情况29-303.1.4 结构的平面及立面布置30-313.1.5 部分参数的选择和设置31-323.2 模型对比分析32-503.2.1 结构的振型比较32-343.2.2 结构自振周期比较34-363.2.3 结构的位移对比36-433.2.4 两种结构的内力比较43-443.2.5 两种结构的轴压比对比44-473.2.6 延性对比47-503.3 异形柱截面高厚比对结构的影响50-683.3.1 模型概况50-513.3.2 弹性静力分析51-593.3.3 弹性动力时程分析59-603.3.4 EPDA弹塑性动力时程分析60-643.3.5 EPSA弹塑性静力计算分析64-683.4 本章小结68-70第四章中和轴定向角对异形柱的影响70-764.1 计算基本假定70-714.2 混凝土和钢筋的应力应变关系714.3 正截面承载能力分析71-764.3.1 中和轴定向角度不同时,等肢异形柱截面的承载能力71-734.3.2 中性轴定向角度不同时,不等肢异形柱截面的承载能力73-76第五章T形柱截面的受力性能分析76-945.1 体积配箍率对T形柱的影响76-855.1.1 概述76-775.1.2 材料的本构模型及边界条件77-785.1.3 裂缝分布图,应力云图及其规律78-835.1.4 承载能力分析835.1.5 变形能力分析83-845.1.6 不同体积配箍率下的单调加载下的荷载—位移曲线84-855.2 截面高厚比对T形柱的影响85-895.2.1 裂缝分布图及其规律85-875.2.2 承载能力和变形能力分析87-895.3 轴压比对T形柱的影响89-945.3.1 裂缝分布图及其规律89-915.3.2 承载能力及变形能力分析91-94第六章结论及展望94-966.1 主要结论946.2 有待以后研究的问题94-96参考文献。
配箍特征值与轴压比配箍特征值与轴压比是混凝土结构设计中的两个重要参数。
配箍特征值是指在混凝土构件中,钢筋与混凝土之间的粘结性能。
轴压比是指混凝土构件所受轴向压力与其承载能力之比。
这两个参数在混凝土结构设计和施工中起着非常重要的作用。
首先,我们来看一下配箍特征值。
在混凝土构件中,钢筋与混凝土之间的粘结性能是决定构件整体性能的关键因素之一。
配箍特征值是用来描述钢筋与混凝土之间粘结性能的一个指标。
它反映了钢筋与混凝土之间的粘结强度和粘结刚度。
配箍特征值越大,表示钢筋与混凝土之间的粘结性能越好,构件的抗震性能和承载能力也会相应增加。
因此,在混凝土结构设计中,我们要根据具体的工程要求和设计规范,选择合适的配箍特征值。
接下来,我们来看一下轴压比。
轴压比是指混凝土构件所受轴向压力与其承载能力之比。
轴压比越大,表示混凝土构件所受轴向压力越大,承载能力越小。
当轴压比超过一定的临界值时,混凝土构件就会发生轴心受压破坏。
因此,在混凝土结构设计中,我们要根据具体的工程要求和设计规范,合理控制轴压比,确保混凝土构件的安全性和承载能力。
配箍特征值和轴压比之间存在一定的关系。
一般来说,当配箍特征值较大时,钢筋与混凝土之间的粘结性能较好,可以提高构件的抗震性能和承载能力。
而当轴压比较小时,混凝土构件所受轴向压力较小,承载能力较大。
因此,在进行混凝土结构设计时,我们要综合考虑配箍特征值和轴压比的影响,选择合适的参数,确保构件的安全性和经济性。
在实际工程中,为了满足设计要求和规范要求,我们需要进行配箍特征值和轴压比的计算和分析。
对于配箍特征值的计算,一般可以采用试验方法或者理论计算方法。
而对于轴压比的计算,则需要考虑混凝土构件的几何形状、材料性能和工况等因素,并进行相应的计算和分析。
总之,配箍特征值和轴压比是混凝土结构设计中非常重要的参数。
它们直接影响着混凝土构件的抗震性能、承载能力和安全性。
在进行混凝土结构设计时,我们要根据具体的工程要求和设计规范,合理选择配箍特征值和控制轴压比,确保构件的安全可靠。
钢筋混凝土异形柱轴压比限值探讨
张晋;潘小华;等
【期刊名称】《工程力学》
【年(卷),期】2001()A02
【摘要】对于钢筋砼异形柱的轴压比限值,本文总结分析了按照大小偏压界限破
坏状态条件来确定的现行规范方法以及按延性性能来确定的方法,认为后者更加合理。
通过使用第二种方法对不同肢长肢宽比的异形柱进行进一步的计算分析,得
出了相应的结论和轴压比限值建议。
【总页数】5页(P350-354)
【关键词】异形柱;延性;轴压比;钢筋混凝土
【作者】张晋;潘小华;等
【作者单位】东南大学土木工程学院,南京210096;深圳市第一建筑工程有限公司,深圳518028
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.3
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