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精選優質文檔-----傾情為你奉上精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業專心---專注---專業精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業框架結構設計第一部分:框架結構設計資料一工程概況:本工程為某市科技局擬建的辦公樓,其功能為該局提供日常辦公活動、舉辦各類小型學術報告的場所。結構形式為整體五層框架結構,局部六層,第六層為磚結構。建筑面積為5238m2,層高3.6m,總高為21.900m,室內外高差0.450m。框架平面柱網布置如圖二設計依據:2-1.氣象條件:2-1.1雪荷載:基本雪壓力為S0=0.45kN/m2(水平投影);2-1.2風荷載:全年主導風向為東南風,基本風壓力為W0=0.60kN/m2;2-1.3常年氣溫差值:年最高溫度390C,最低氣溫2-1.4最大降雨程度65.2㎜/h,降雨強度145㎜/h。.2-2.建筑耐久等級、防火等級為Ⅱ級。2-3.工程地質條件:2-3.1該場地地形平坦,地貌類型屬渾河沖積階地。根據建筑對基地的勘察結果,地質情況見表1:表1建筑地層情況表(標準值)序號巖土分類(m)土層深度(m)厚度范圍(m)地基承載力fak(kPa)1耕植土0-1.21.22粘土1.2-4.63.42203礫砂4.6-5.50.93204圓礫5.5-12.06.5360注:①地下潛水水位埋深4.7-6.3;②表中給定土層深度自然地坪算起.2-3.2建筑場地冰凍深度:-1.2M2-3.3建筑場地類別:Ⅱ類場地,擬建場地不存在軟土震陷、砂(粉)土液化的可能性,為建筑場地有利地段。2-3.4地震設防烈度:7度,設計地震基本加速度為0.1g,設計地震分組為第一組。2-3.5活荷載:走廊2.0KN/㎡,樓梯間2.0KN/㎡,廁所2.0KN/㎡,辦公室2.0KN/㎡,門廳2.0KN/㎡,庫房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡,不上人屋面0.5KN/㎡.2-4主要參考資料:2-4.1各專業課教材2-4.2國家標準和行業標準《建筑設計資料集》《建筑制圖標準》GB/T50104—2001《砌體結構設計規范》GB50003-2001《建筑抗震設計規范》GB50011-2001《建筑結構制圖標準》GB/T50105—2001《砼結構設計規范》GB50010-2002《建筑結構荷載規范》GB50009-2002《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002《建筑設計防火規范》GBJ16—87(2001年局部修訂)2-4.3設計手冊建筑設計資料集建筑結構靜力計算手冊砼結構設計手冊砌結設構計手冊2-4.4標準圖集國標建筑、結構圖集中南標建筑、結構圖集三、結構形式及所用材料強度等級:采用框架結構,以橫向承重為主。墻體厚度均為240㎜,采用空心粘土磚。混凝土的強度等級如下:3-1.基礎墊層為C10。3-2.梁、柱、樓梯等未注明的均為C30。Ec=3×107Kn/㎡。梁、柱縱向鋼筋均為HRB335級熱軋鋼筋,箍筋及樓梯的配筋均為HRB235級的熱軋鋼筋。四、屋面、樓面及頂棚的做法:4-1.屋面的做法:地磚屋面10厚,縫寬5,水泥砂漿填縫水泥膠結合層3厚1:3水泥砂漿找平20厚二氈三油撒粗砂,刷冷底子油1:3水泥砂漿找平15厚1:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡40厚(最薄處)刷冷底子油一道,熱瀝青瑪蒂脂兩道1:3水泥砂漿找平20厚預制空心鋼筋混凝土樓板120厚(標準重量2.28kN/m2)4-2.樓面的做法:大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3干硬性水泥砂漿30厚預制空心鋼筋混凝土樓板120厚(標準重量1.16kN/m2)4-3.頂棚做法:預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚(標準重量0.3kN/m2)(做法及標準重量查找于《工民建專業畢業設計手冊》)第二部分框架結構設計計算一確定柱、梁及板的尺寸:1-1.柱截面尺寸及柱高:1-1.1柱的截面尺寸:由房屋主體結構總高為21.9m柱截面尺寸確定如下:即先估算柱軸向力N,然后由軸壓比限制條件確定截面尺寸,查得λn=0.9(軸壓比)。對辦公樓上部結構的重量,按建筑面積為Pk=13KN/㎡估算。fc=14.3N/㎜2.底層邊柱:N=1.3×13KN/㎡×(9/2)m×3.9m×5=1428.975KN=1.43×106NA=1.43×106N/(0.9×14.3N/㎜2)=1.11×105㎜2取b×h=400㎜×400㎜底層中柱:N=1.25×13KN/㎡×(12/2)m×3.9m×=1901.25KN=1.902×106NA=1.902×106N/(0.9×14.3N/㎜2)=1.48×105㎜2取b×h=400㎜×400㎜為了便于計算所有柱的截面尺寸均取為b×h=400㎜×400㎜1-1.2.柱高的確定:底層高度:=600㎜+室內外高差+底層層高=600㎜+450㎜+3600㎜=4650㎜其中600㎜是假定基礎頂面在室外地面以下600㎜處。其它層柱高等于層高,即3600㎜.梁尺寸的確定:該工程定為縱橫向承重,主要為橫向承重,梁尺寸初步確定:1-2.1框架梁:KL1邊跨:L=9000㎜h=(1/14~1/8)L=642.8~1125㎜取h=650㎜b=(1/3~1/2)h=217~325㎜取b=300㎜KL2中間跨=3000mmh=(1/14~1/8)L=214.3~375㎜綜合考慮,取h×b=400mm×250mm1-2.2連系梁:LL開間為3900mm,(1/15~1/10)L=×260㎜~390㎜取h=390㎜考慮到連梁兼做過梁使用,取h×b=400mm×250mm1-2.3.梁的計算跨度:取中框架梁⑧軸為計算單元,如圖3所示1-3.板的布置:屋面板、樓板均為預制鋼筋混凝土空心板。規格為3900mm×900mm×120mm(重量為25kN/m3×0.12m=3kN/m2)二梁柱剛度計算(取一榀橫向框架計算)假定框架柱嵌固于基礎頂面上,框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變,故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。多層框架考慮為縱橫向承重,主要為橫向承重,為超靜定結構,故在內力計算前,應預先估算梁,柱的截面尺寸及結構所采用的材料強度等級,以求得框架中各桿的線剛度。混凝土強度等級:梁用C30(Ec=3×107kN/㎡)柱用C30(Ec=3×107kN/㎡)結構計算簡圖如圖2梁的線剛度計算:KL1:I1==6.9×10mKL2:I2==1.33×10m全現澆框架梁:a.中框架梁Ib2=2.0I2=2.67×10mb.邊框架梁Ib1=1.5I1=10.3×10m邊框架梁(b=0.3m.h=0.65m):跨度為9m,ib1===3.44×10kN·m中框架梁(b=0.25m,h=0.65m):跨度為3m,ib2===2.67×10kN·m柱的線剛度計算(b=0.4m,h=第一層:柱高4.65m,Ic===2.1×10mic1===1.4×10kN·m第二~五層:柱高3.6m,Ic===2.1×10mic2===1.75×10kN·m柱的側移剛度計算見表2。對于高度小于50m,且高寬比h/b=21/62.4=0.34<4僅考慮梁柱彎曲變形引起的柱側移剛度,忽略柱的軸向變形。表2柱的側移剛度層號位置K=K=D=(kN/m)柱的根數底層邊柱2.460.664516026中柱4.360.764593632標準層邊柱1.9660.496803726中柱3.490.6361030632對底層:邊柱=5160×26=中柱=5396×32==對標準層:邊柱=8037×26=中柱=10306×32==+=2-4柱反彎點高度計算。第一層:邊柱:n=5,=2.46,,=1,,j=1,, =0.60中柱:n=5,,,=1,,j=1,, =0.55第二層:邊柱:n=5,,,=1,,j=2,,0.50中柱:n=5,,,=1,,j=2,,0.50第三層:邊柱:n=5,,,=1,,j=3,0.50中柱:n=5,,,,,j=3,,0.50第四層:邊柱:n=5,,,=1,,j=4,,0.45中柱:n=5,,,=1,,j=4,,0.50第五層:邊柱:n=5,,,=1,,j=5,0.40中柱:n=5,,,=1,,j=5,0.45三.重力荷載標準值計算和水平地震作用計算3-1.等效重力荷載代表值(標準值)的計算重力荷載代表值取上下兩層各半的荷載重量恒載---取100%雪載---取50%樓面(屋面)---取等效均布活載50%-80%一般民用建筑取50%一般樓層取G=1.0恒+0.5活+1.0(柱、梁、墻)分層總計,上下各半。第一層:樓面做法大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3硬性水泥砂漿30厚干合計1.16kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板120厚合計3kN/m2預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚合計0.3kN/m2樓面恒載總計:4.46kN/m2樓梯間重量:1.3×樓面恒載×面積=1.3×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN樓面恒載:4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2==4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2=3794.12kN樓面活載:走廊:3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2=366.66kN廁所:(3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN樓梯間:(3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN辦公室和大廳:3.9×9×14×2=982.8kN倉庫:3.9×9×4×6=842.4kN 結果:(366.66+127.32+238.68+982.8+842.4)×0.5=1278.93kN柱:重(25kN/m3)400㎜×400㎜57根(2.325+1.8)×0.4×0.4×25×1.1×57=1034.55kN梁:重(25kN/m3)KL1:650㎜×300㎜28根25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2)=1163.22kNKL2:400㎜×250㎜17根25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)=132.42kNLL:400㎜×250㎜54根25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)=481.43kN窗:鋁合金窗:0.4KN/㎡C1:3.5×2.1×18×0.40=52.92kNC2:2.1×1.8×4×0.40+2.1×1.03×4×0.40=9.51kNC3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN門:鋁合金門:0.4KN/㎡木門:0.2KN/㎡M1:3.53×(3.0-1.8)×4×0.4=6.78KNM2:1.8×1.8×3×0.2=1.94KNM3:1×0.6×8×0.2+1×1.8×11×0.2=4.92KNM4:2.1×0.6×2×0.4=1.01KNM5:2.1×0.6×0.2=0.25KN玻璃幕墻:玻璃幕墻1.5KN/㎡3.5×3.6×6×1.5+3.5×1.8×2×1.5=132.3kN外墻:貼瓷磚墻面0.5KN/㎡,粘土空心磚15KN/m3,水泥砂漿20KN/m3,外墻采用粘土空心磚240厚,外墻面抹灰20厚,貼瓷磚,內墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5kN/m2=4.9kN/m2[3.5×1.1×18+3.5×0.2×4+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=961.86kN內墻:內墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2[3.5×3.2×14+3×3.2+3.74×3.48×2-(3.53×1.2×4+1.8×1.8×3+1×0.6×8+1×1.8×11+2.1×0.6×2+2.1×0.6)+3.5×1.8×4]×4.4=715.4kN電梯墻:全部鋼筋混凝土現澆,重(25kN/m3)(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96kN隔墻:隔墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2(8.6×2.83×9+6.1×2.83-2.1×1.03×4)×4.4=1001.67kN合計G1=11749.92KN第二層:樓面做法大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3硬性水泥砂漿30厚干合計1.16kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板120厚合計3kN/m2預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚合計0.3kN/m2樓面恒載總計:4.46kN/m2樓梯間重量:1.3×樓面恒載×面積=1.3×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN樓面恒載:4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2==4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2=3794.12kN樓面活載:走廊:3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2=366.66kN廁所:(3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN樓梯間:(3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN辦公室和大廳:3.9×9×20×2=1404kN 結果:(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5=1068.33kN柱:重(25kN/m3)400㎜×400㎜57根3.6×0.4×0.4×25×1.1×57=902.88kN梁:重(25kN/m3)KL1:650㎜×300㎜28根25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2)=1163.22kNKL2:400㎜×250㎜17根25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)=132.42kNLL:400㎜×250㎜54根25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)=481.43kN窗:鋁合金門窗:0.4KN/㎡C1:3.5×2.1×20×0.40=58.8kNC2:2.1×1.8×4×0.40=6.05kNC3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN門:木門:0.2KN/㎡M2:1.8×0.6×3×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.24KNM3:1×0.6×11×0.2+1×1.8×7×0.2=3.84KN玻璃幕墻:玻璃幕墻1.5KN/㎡3.5×3.6×8×1.5=151.2kN外墻:貼瓷磚墻面0.5KN/㎡,粘土空心磚15KN/m3,水泥砂漿20KN/m3,外墻采用粘土空心磚240厚,外墻面抹灰20厚,貼瓷磚,內墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5kN/m2=4.9kN/m2[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=966.76kN內墻:內墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2[3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2-(1.8×0.6×3+1.8×1.8×4+1×0.6×11+1×1.8×7)]×4.4=888.05kN電梯墻:全部鋼筋混凝土現澆,重(25kN/m3)(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96kN隔墻:隔墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2(8.6×2.83×9+6.1×2.83-8.6×1.8)×4.4=971.61kN合計G2=11622.64KN第三層:樓面做法大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3硬性水泥砂漿30厚干合計1.16kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板120厚合計3kN/m2預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚合計0.3kN/m2樓面恒載總計:4.46kN/m2樓梯間重量:1.3×樓面恒載×面積=1.3×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN樓面恒載:4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2==4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2=3794.12kN樓面活載:走廊:3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2=366.66kN廁所:(3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN樓梯間:(3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN辦公室和大廳:3.9×9×20×2=1404kN 結果:(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5=1068.33kN柱:重(25kN/m3)400㎜×400㎜57根3.6×0.4×0.4×25×1.1×57=902.88kN梁:重(25kN/m3)KL1:650㎜×300㎜28根25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2)=1163.22kNKL2:400㎜×250㎜17根25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)=132.42kNLL:400㎜×250㎜54根25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)=481.43kN窗:鋁合金門窗:0.4KN/㎡C1:3.5×2.1×20×0.40=58.8kNC2:2.1×1.8×4×0.40=6.05kNC3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN門:木門:0.2KN/㎡M2:1.8×2.4×4×0.2=3.46KN M3:1×2.4×7×0.2=3.36KN玻璃幕墻:玻璃幕墻1.5KN/㎡3.5×3.6×8×1.5=151.2kN外墻:貼瓷磚墻面0.5KN/㎡,粘土空心磚15KN/m3,水泥砂漿20KN/m3,外墻采用粘土空心磚240厚,外墻面抹灰20厚,貼瓷磚,內墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5kN/m2=4.9kN/m2[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=966.76kN內墻:內墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2[3.5×3.2×18+3×3.2-(1×2.4×7+1.8×2.4×4)+3.74×3.48×2]×4.4=893.86kN電梯墻:全部鋼筋混凝土現澆,重(25kN/m3)(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96kN隔墻:隔墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2(8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63Kn合計G3=11589.21KN第四層:樓面做法大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3硬性水泥砂漿30厚干合計1.16kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板120厚合計3kN/m2預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚合計0.3kN/m2樓面恒載總計:4.46kN/m2樓梯間重量:1.3×樓面恒載×面積=1.3×4.46×(3.9×9×2+7.8×6.3)=692kN樓面恒載:4.46×[3.9×9×10+3.9×3×7+3.9×5.1+3.14×(3.92+32)/4+0.9×3-7.8×6.3]×2==4.46×(351+81.9+19.89+19+2.7-49.14)×2=3794.12kN樓面活載:走廊:3.9×3×14×2+3.14×32/4×2×2+0.9×3×2×2=366.66kN廁所:(3.9×5.1+3.14×3.92/4)×2×2=127.32kN樓梯間:(3.9×9×2+7.8×6.3)×2=238.68kN辦公室和大廳:3.9×9×20×2=1404kN 結果:(366.66+127.32+238.68+1404)×0.5=1068.33kN柱:重(25kN/m3)400㎜×400㎜57根3.6×0.4×0.4×25×1.1×57=902.88kN梁:重(25kN/m3)KL1:650㎜×300㎜28根25×0.65×0.3×1.05×(8.6×24+4.7×2+3.14×3.9-0.4×2)=1163.22kNKL2:400㎜×250㎜17根25×0.4×0.25×1.05×(2.6×15+3.14×3-0.4×2)=132.42kNLL:400㎜×250㎜54根25×0.4×0.25×1.05×(3.5×52+0.7×2)=481.43kN窗:鋁合金門窗:0.4KN/㎡C1:3.5×2.1×20×0.40=58.8kNC2:2.1×1.8×4×0.40=6.05kNC3:2.4×0.9×2×0.40=1.73kN門:木門:0.2KN/㎡M2:1.8×0.6×4×0.2+1.8×1.8×4×0.2=3.46KN M3:1×0.6×7×0.2+1×1.8×9×0.2=4.08KN玻璃幕墻:玻璃幕墻1.5KN/㎡3.5×3.6×8×1.5=151.2kN外墻:貼瓷磚墻面0.5KN/㎡,粘土空心磚15KN/m3,水泥砂漿20KN/m3,外墻采用粘土空心磚240厚,外墻面抹灰20厚,貼瓷磚,內墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04+0.5kN/m2=4.9kN/m2[3.5×1.1×20+(3.14×3×3.2-0.4×2×3.2)+(3.14×3.9×2.83-0.4×2×2.83)+0.7×2×3.2+(8.6+4.7)×2.83×2-2.1×1.8×4-2.4×0.9×2]×4.9=966.76kN內墻:內墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2[3.5×3.2×18+3×3.2+3.74×3.48×2-(1.8×0.6×4+1.8×1.8×4+1×0.6×7+1×1.8×9)]×4.4=878.02kN電梯墻:全部鋼筋混凝土現澆,重(25kN/m3)(5.1×0.24×3.6×2+1.8×0.24×3.6×3)×25=336.96kN隔墻:隔墻采用粘土空心磚240厚,內外墻面抹灰20厚:15kN/m3×0.24+20kN/m3×0.04=4.4kN/m2(8.6×2.83×8+6.1×2.83)×4.4=932.63Kn合計G4=11574.09KN※第五層下半層:樓面做法大理石面層20厚,水泥漿擦縫1:3硬性水泥砂漿30厚干合計1.16kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板120厚合計3kN/m2預制板用水加10%火堿清洗油膩1:1:4水泥石灰砂漿中層8厚1:2.5水泥砂漿7厚噴大白漿兩道2厚合計0.3kN/m2樓面恒載總計:4.46kN/m2屋面做法:地磚屋面10厚,縫寬5,水泥砂漿填縫水泥膠結合層3厚1:3水泥砂漿找平20厚二氈三油撒粗砂,刷冷底子油1:3水泥砂漿找平15厚1:8水泥膨脹珍珠巖找2%坡40厚(最薄處)刷冷底子油一道,熱瀝青瑪蒂脂兩道1:3水泥砂漿找平20厚合計2.28kN/m2預制空心鋼筋混凝土樓板

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