钢结构超市计算书

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1、中文摘要这是一个综合型超市设计。它是一钢框架结构的建筑物。占地面积为5000平方米，根据荷载规范和设计任务书查得基本雪压为0.55 KN/m2 。总建筑面积为14930平方米。根据开发商对超市使用工艺的要求。超市分为三层:一层有停车场，仓库及商业网点.二层有半成品，熟食品和儿童游乐区，餐饮区。三层有日用品百货区和办公区，办公区包括办公室，财务处，大会议室，业务部，店长室，值班室。根据使用工艺和超市特点，一至三层设有卫生间，休息区，存包区等。门采用玻璃门和防盗门，窗采用塑钢窗。设有两部货梯，四部楼梯和两部滚梯。根据对屋面荷载的要求，该超市采用彩色压型钢板，为不上人屋面，梁柱采用热轧H型钢。计算中

2、包括荷载计算，内力组合，基础设计，楼梯设计等。在结构设计中采用框架的各种计算方法，内力计算及组合分别按荷载基本组合和地震作用组合进行计算，其中又用了D值法，弯距分配等各种方法。并根据上述结果验算梁柱截面，形成了本设计的结果。应用大学所学知识，使我加深理解并将所学融会贯通,全面提高自己的能力。关键词： 柱， 框架结构， 梁abstractThis is a integrative supermarket design. It is a steel structure construction building. The area is 5,000 square meters, design as

3、signment the basic snow pressure according to the load standard and the designproject description is 0.55 KN/m2. The total floor space is 14,930square meters. According to the ower requst of supermarket craft sto supermarket use craftrequest. The supermarket is divided into three: There one car the

4、parking, the warehouse and the commercial mesh points in fist floor.There are have the half-finished product, the prepared food and thechild has the happy area, the dining area in second floor.There are the daily necessities to receive goods the area and thework area, the work area includes the offi

5、ce, the financial division,big conference room, service department, shopkeeper room, dutyofficers observation room. According to uses the craft and the supermarket characteristic, is equipped with the bathroom one to three, the rest area, saves Bao Qu and so on. The gate uses the glass door and thes

6、ecurity gate, the window uses models the metal window. Ladders is equippedwith two goods ladders, four staircases and two roll the ladder.According to According to roof the load request, this supermarket uses the colored Ya Xing steel plate,for on the person roof, Liang zhu does use the hot rolling

7、H section. In computation including load computation, endogenic forcecombination, foundation design, staircase design and so on. Uses the frame in the structural design each computational method, the endogenic force computation and the combination separately presses the load basic combination and th

8、e earthquake function combination carrieson the computation, has used the D value law, the curved distanceassignment answers and so on each method. And the basis above result yan suan liang zhu section, has formed this design result. I will study the knowledge using the university, will cause me to

9、deeped understandingand to study achieves mastery through a comprehensive study of asubject, comprehensively will sharpen own ability. Key word: Column, portal frame construction, Liang 引言 本设计意图在于让我们了解建筑结构设计具体工作步骤以及注意事项。通过设计使我熟悉超市建筑设计的基本方法、原则，掌握超市的功能设计、防火设计等基本设计方法：通过结构计算，掌握钢结构框架结构设计的基本步骤和设计计算方法，掌握规范

10、中相关的设计原则、计算方法和构造措施：掌握建筑及结构构图的绘制方法和原则。通过上述工作，使我们具备独立思考、独立计算、独立设计的工作能力，相信通过此次的学习，我们会对所学的专业有更深一步的认识和了解，更加热爱建筑结构设计工作。本结构设计计算书主要是为了完成毕业题目乐购综合型超市建筑结构设计。建筑面积14930平方米，层数3层。主要功能为；室内停车场，商业网点，餐饮、休闲，自由购货区，商品贮藏区。附属功能为：服务区、存包区、儿童游乐区、办公区、卫生间、电梯、楼梯。结构要求为钢结构，根据任务要求，做出方案，并根据各种参考文献进行具体的结构设计工作。设计主要以国家规范、教科书和设计任务书为依据，涉及

11、到房屋建筑学、建筑材料、力学、钢筋混凝土结构设计、钢结构设计、地基基础设计等多门专业和专业基础课，建筑设计中要做到适用、美观、经济，重点应用到防火设计、疏散设计、功能设计等原理：结构设计中，要做到安全、适用、耐久、经济，其中涉及到结构力学基本计算方法、抗震设计基本方法、钢结构设计基本方法等原理和具体计算方法。超市的建筑功能以服务型为主，体现以人为本的设计理念，提供适当的附属设施。本设计依据取一榀具有代表性的框架为研究对象，进行计算，然后分别对这一榀框架进行荷载计算，荷载组合及配筋计算。通过这次设计让我们掌握了结构设计的基本方法及步骤，提高我们的实际运算能力，尤其重要的是图纸的制作与完成提高了我

12、们计算机绘图的能力，为今后的工作奠定坚实的基础。通过这次设计主要让我们掌握结构设计的最基本方法以及计算机绘图的基本要求。钢结构设计说明1设计依据的规范及规定1.1 毕业设计任务书。1.2 国家有关的设计规范及规程。2设计尺寸与标高设计图均以毫米为单位，标高均以米为单位。3钢结构材料3.1钢材：钢材选用Q-345BF和 Q-235BF钢，其屈服强度为310KN/mm2 和 215 KN/mm2 钢材的化学成分和力学性质能符合GB-800-98及有关标准的求。3.2焊接材料:采用E43XX型焊条。3.3普通螺栓应按GB5780-98选购。3.4本工程选用的H型钢选HN5002001016 HM60

13、03001220C型钢选C22070202.54制作与安装4.1钢结构的制作与安装：施工及验收应符合GB50205-98(钢结构工程施工及验收规范)4.2焊缝质量的检验等级：钢梁，钢柱为二级，其于次要构件为三级。4.3所有需要拼接的构件一律要用等强拼接，上，下翼缘和腹板的拼接焊缝位置错开并避免与加劲肋重合。腹板拼接焊缝与它平行的加劲肋至少相距200mm,腹板拼接与上，下翼缘拼接焊缝至少相距200mm.4.4所有构件在制作过程中应力求尺寸及空洞位置的准确性，以利于现场的安装与焊接，设计中凡是未注明的焊缝均为满焊，焊缝高度6mm。5涂装5.1除锈：在制作前，钢材表面应进行喷沙除锈处理除锈等应达到G

14、B8923-98中的二级标准。5.2涂漆：钢材经过除锈处理后，应涂防锈两道，要求涂层于漆总厚度为120mm,并严格按照GB50205-98中的4.11条款执行。5.3现场焊接两侧50mm范围内，暂不涂锈，待现场焊接完成后，按规定补涂。5.4涂锈是应注意，凡是高强度螺栓连接范围内不允许涂刷油漆，要触面进行喷砂处理摩擦系数应达到0.45以上。5.5按要求在钢材外表面涂刷放火涂料一层。6. 焊缝符号焊接符号按GB324-98.7. 荷载依据7.1 基本风压： 0.55KN/m27.2 基本雪压： 0.55KN/m27.3 基本设防烈度为7度7.4 荷载取值按规范7.5 工程地质条件 建筑场地为二类，

15、场地标准冻结深度为1.2m。8. 其它8.1 本设计图中所有设计的重量及尺寸，仅供参考，实际以后材料为准。8.2 所有钢结构必须制造厂打上标签，位置位于构件两端。8.3 未尽事宜按国家有关规定及标准进行。结构计算书1、确定梁柱尺寸柱：当10H20时，hc =(1/18 1/25)H=(1/18 1/25) 13.510=750 540mm, hc/bc=3 bc=750/3=250mm 梁：hb=(1/8 1/15)L=(1/8 1/15) 7.210=900 480mm bb=(1/2.5 1/5)hb=200 100mm梁：bh=500200 柱：bh=6003002、 荷载计算2.1 屋

16、面恒荷载：彩色压型钢板 0.15 KM/m 檩条重 0.058KN/m 吊顶 0.4 KN /m 合计： 0.608 KN /m屋面活载： 荷载 0.7 KN /m 合计： 0.7 KN /m 总计： 1.308 KN /m 2.2 楼面恒载：30mm厚水磨石地面 0.65 KN /m 30mm厚现浇层 250.03=0.75 KN /m 200mm钢筋混凝土层 0.225=5 KN /m20mm厚刮大白 0.0217=0.34 KN /m 合计 6.74 KN /m 楼面活载： 3.5 KN /m总计 10.24 KN /m 2.3 重量计算2.3.1柱重计算（1）底层柱重： 1.515.6

17、=8.45 KN（2）标准层柱重： 4.51.51=6.79 KN /m 2.3.2 梁重 （1）横向框架承重梁 Gh=0.89KN /m（2）纵向框架边梁重 g=7.20.89=6.408 KN /m2.3.3 墙重和窗重 标准层墙重： 4.57.20.15=4.86 KN 标准层幕墙重： 4.57.20.421.2=16.32 KN标准层上半部分墙重 ： 2.257.20.15=2.43 KN标准层上半部分幕墙重： 2.257.20.421.2=8.16 KN底层门重： 2.72.10.42=2.38 KN顶层墙梁：0.0581/24.57.2=0.94 KN底层墙梁1/4：0.0581/

18、.7.2=. KN 2.4 荷载汇集 框架计算简图 图12.4.1均布荷载 屋面：1.3087.2+0.89=10.3 KN /m 楼面：10.247.2+0.89=74.61 KN /m 底层：74.61 KN /m2.4.2集中荷载 屋面：梁重6.408 KN /m 楼面：H轴：纵梁+墙重+檩条 =6.408+4.86+1.87=13.14 KN /m D轴：纵梁+幕墙+檩条=6.408+16.32+1.87=24.6KN /m 底层：H轴：13.14 KN /m D轴：24.6KN /m2.5水平荷载作用下结构内力与侧移W0: 0.5 KN/m2 s:0.74 z : 1.0风振高度系数

19、：0.743层： F3 = 0.51.41.00.744.54.5/2=5.24KN2层: F2 = 0.51.41.00.744.54.5=10.48 KN1层: F1 = 0.51.41.00.744.5(4.5+5.6)/2=11.77 KN 图2 框架楼面处集中风荷载值 2.6 地震荷载作用下水平结点荷载梁 柱线刚度计算 Ec =2.06105N/mm2.6.1 承重梁线刚度 ic = Ec Ix /l=2.06105 478000104 /7200=13.67103 KNm2.6.2 底层柱线刚度 id = Ec Ix /l=2.06105 1180000104 /5600=43.4

20、103 KNm 2.6.3 标准层柱线刚度 id = Ec Ix /l=2.06105 1180000104 /4500=54103 KNm 表1 2-3层D计算： 柱D中柱边柱K=il13.64= 0.50613.62= 0.2532ix542542a = K0.506= 0.2530.253= 0.112 + K2.5062.253D =aiZR6460 KN/m3520 KN/mh2 D = 64603 + 35202 =26420 KN/m 表2 底层D值计算： 柱D中柱边柱K=il13.62= 0.62913.67= 0.3142x43.443.4a =0.5 + K0.5 + 0.

21、63= 0.4290.5 + 0.31= 0.3512 + K2 + 0.632 + 0.31D =aiZR7120 KN/m5820 KN/mh2 D = 71203 + 58202 =33000 KN/m 2.7 地震荷载的计算G3=恒荷载+活荷载+横向梁重+半柱重+上半部分墙+上半幕墙+懔条重=1.3087.228.8+6.4085+0.8928.8+6.79/25+2.13+8.16+1/24.57.20.05=357.39KNG2=恒荷载+活荷载+横向梁重+全柱重+标准层墙重+标准层幕墙+懔条重=10.247.228.8+0.895+6.4085+6.795+4.86+16.32+1

22、.87=2238.03KNG1=恒荷载+活荷载+横向梁重+纵向梁重+上半部墙重+下部墙重1/4+上半部分幕墙重+幕墙重1/4+1/2上柱+下柱1/4+檩条1/4+1/2檩条=10.247.228.8+0.8928.8+6.4085+2.43+1.22+8.16+4.08+1/26.795+ 1/48.455+ 1/45.67.20.058+1/25.67.20.058=2226.17KN 地震荷载表 图3 表 3框架结构自振周期计算 层数Gi(KN)Qi(KN)DUi-ui-1=Qi/DUt(m)3357.39357.3926.421030.0130.257 22238.032595.4226

23、.421030.0980.244 12226.44821.62331030.1460.146结构的自振周期为： T1 = 1.7T(UT)1/2 = 1.70.90.2571/2 = 0.77 (2-1)T1 = 0.1n n为层数 T1 = 0.3秒 取两者中最大的T1 = 0.77由设计要求，7度设防类场地 max=0.08 Tg=0.35水平地震影响系数a1为：a1 = (Ty)0.9(0.35)0.90.08 T10.77= 0.039 (2-2) Fek=aGeg=0.0390.854832.67=159.83KN 表4 水平地震作用标准值计算 层数层间高度hi(m)总高度Hi(m)

24、Gi(KM)GiHi(KMm)GiHi/GiHiFi=GiHi/GiHiFek层间剪力Qi(KM)34.514.6357.395217.890.12921.321.324.510.12238.0322604.10.56189.39110.6915.65.62226.2112466.770.30949.34160.03 图4 层间剪力图 表5 楼层弹性位移计算 层数地震剪力抗侧移刚度D层间相对位移=Fi/D总位数Ui层高（m）层间位移(m)顶点位移(m)321.326.42103 0.00080.00574.51/56251/10001/7892110.6926.421030.00340.004

25、94.51/13231/10001/9181160.03331030.00150.00155.61/37331/10001/37332.8水平地震力作用下框架内力计算水平地震力作用下框架柱端弯矩计算表表6 边柱计算 层数321层高h(m)4.54.55.6地震21.3110.69160.03地震刚度D26.4210326.4210333103边柱的D3.521033.521035.82103D/D0.1330.1330.17柱中剪力Fik2.8414.7528.22K0.2530.2530.314y00.20.420.74M下2.55627.87116.94M上10.2238.4941.08M

26、下=Fikhy0 M上=Fikh(1y0 )表7 中柱计算 层数321层高h(m)4.54.55.6地震21.3110.69160.03地震刚度D26.4210326.4210333103边柱的D6.461036.461037.12103D/D0.2440.2440.215柱中剪力Fik5.227.0634.52K0.5060.5060.629y00.30.450.68M下7.0254.79131.45M上16.3866.9761.86M下=Fikhy0 M上=Fikh(1y0 )表8 水平地震力作用下梁端剪力及柱轴力 层数梁端剪力柱轴力7.2米跨7.2米跨边柱D轴中柱E轴3(10.22+8.

27、19)/7.2(8.19+8.19)/7.2-2.55KN2.55-2.27= 0.28 KN=2.55 KN=2.27 KN2(41.05+36.99)/7.2(36.99+36.99)/7.2-2.55-10.83-0.28+10.83-10.27=10.83KN=10.27 KN= 13.38KN= 0.28 KN1(68.95+658.32)/7.2(58.32+58.32)/7.2-13.38-17.67-0.28+17.67-16.2= 1.19KN=17.67 KN=16.2 KN= -31.05 KN 图5 水平地震作用下的弯距 图6 荷载汇集图 3、 内力计算及组合 3.1

28、恒荷载：均布 屋面 0.6087.0+0.89=5.27KM/m 楼面 6.747.2+0.89=49.42KM/m 底面 49.42 集中 屋面 ：6.408 KN 边柱楼面：H轴6.408+4.86+1.87+6.79=19.93 KN D轴 6.408+16.32+1.87+6.79=31.39 KN 底面：H轴19.93+6.79=26.72 KN D轴 31.39+6.79=38.18 KN中柱：6.408+6.79=13.19 KN 底面： 13.19+6.79=19.98 KN 图7 恒荷载布置 图8 恒荷载弯矩图表9 恒荷载内力值表杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆

29、端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -453.147935 -22.3184769 44.1587688 -453.147935 -22.3184769 -80.8247019 2 -237.351168 -51.0785902 115.081936 -237.351168 -51.0785902 -114.771719 3 -27.7913471 -25.7473743 83.2994762 -27.7913471 -25.7473743 -32.5637081 4 -25.7473743 21.3833471 -32.5637081 -25.7473743 -

30、16.5606528 -15.2020089 5 -41.5876749 -2.04449169 5.86273064 -41.5876749 -2.04449169 -3.33748197 6 -413.224694 3.78355021 -7.98232371 -413.224694 3.78355021 9.04365224 7 -792.312929 -1.13493603 3.10505722 -792.312929 -1.13493603 -3.25058457 8 28.7601132 174.636766 -195.906638 28.7601132 -181.187233 -

31、219.488318 9 -25.3312159 175.189821 -198.071195 -25.3312159 -180.634178 -217.670881 10 -27.7918660 18.6190220 -21.0647395 -27.7918660 -19.3249779 -23.6061805 11 -19.5031740 177.812840 -213.026039 -19.5031740 -178.011159 -213.739986 12 23.8416270 177.921001 -213.549723 23.8416270 -177.902998 -213.484

32、910 13 -45.0579558 0.00000000 0.00000000 -45.0579558 0.00000000 0.00000000 14 -414.270274 0.00000000 0.00000000 -414.270274 0.00000000 0.00000000 15 -790.056270 0.00000000 0.00000000 -790.056270 0.00000000 0.00000000 16 -27.7918660 19.3249779 -23.6061805 -27.7918660 -18.6190220 -21.0647395 17 -19.50

33、31740 178.011159 -213.739986 -19.5031740 -177.812840 -213.026039 18 23.8416270 177.902998 -213.484910 23.8416270 -177.921001 -213.549723 19 -41.5876749 2.04449169 -5.86273064 -41.5876749 2.04449169 3.33748197 20 -413.224694 -3.78355021 7.98232371 -413.224694 -3.78355021 -9.04365224 21 -792.312929 1.

34、13493603 -3.10505722 -792.312929 1.13493603 3.25058457 22 -25.7473743 16.5606528 -15.2020089 -25.7473743 -21.3833471 -32.5637081 23 -25.3312159 180.634178 -217.670881 -25.3312159 -175.189821 -198.071195 24 28.7601132 181.187233 -219.488318 28.7601132 -174.636766 -195.906638 25 -27.7913471 25.7473743

35、 -32.5637081 -27.7913471 25.7473743 83.2994762 26 -237.351168 51.0785902 -114.771719 -237.351168 51.0785902 115.081936 27 -453.147935 22.3184769 -80.8247019 -453.147935 22.3184769 44.15876883.2 活荷载： 屋面 0.77.2=5.04 KN /m 楼面 3.57.2=25.2 KN /m 底面 25.2kn/m 图9 活荷载布置图 图10 活荷载弯距 表10 活荷载内力值表 杆端内力值 ( 乘子 = 1)

36、- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -197.804920 -11.4298984 22.6105828 -197.804920 -11.4298984 -41.3968485 2 -108.627460 -25.9374281 58.9374980 -108.627460 -25.9374281 -57.7809286 3 -19.0298909 -15.3692509 44.3249359 -19.0298909 -15.3692509 -24.8366934 4 -15.3692509 19.0298909 -24.8366934 -15.3

37、692509 -17.2581090 -18.4582788 5 -35.2208158 -0.86379338 2.44125416 -35.2208158 -0.86379338 -1.44581605 6 -217.701784 1.60118341 -3.15708957 -217.701784 1.60118341 4.04823578 7 -400.694853 -0.56613195 1.52762681 -400.694853 -0.56613195 -1.64271208 8 14.5075297 89.1774598 -100.334346 14.5075297 -92.2

38、625401 -111.440635 9 -10.5681771 89.5975692 -102.105864 -10.5681771 -91.8424307 -110.187366 10 -16.2330443 17.9627067 -20.8995330 -16.2330443 -18.3252932 -22.2048444 11 -8.10320039 90.6385383 -108.476092 -8.10320039 -90.8014616 -109.062616 12 12.3402143 90.7305286 -108.920026 12.3402143 -90.7094713

39、-108.844219 13 -36.6505865 0.00000000 0.00000000 -36.6505865 0.00000000 0.00000000 14 -218.253509 0.00000000 0.00000000 -218.253509 0.00000000 0.00000000 15 -399.672452 0.00000000 0.00000000 -399.672452 0.00000000 0.00000000 16 -16.2330443 18.3252932 -22.2048444 -16.2330443 -17.9627067 -20.8995330 1

40、7 -8.10320039 90.8014616 -109.062616 -8.10320039 -90.6385383 -108.476092 18 12.3402143 90.7094713 -108.844219 12.3402143 -90.7305286 -108.920026 19 -35.2208158 0.86379338 -2.44125416 -35.2208158 0.86379338 1.44581605 20 -217.701784 -1.60118341 3.15708957 -217.701784 -1.60118341 -4.04823578 21 -400.6

41、94853 0.56613195 -1.52762681 -400.694853 0.56613195 1.64271208 22 -15.3692509 17.2581090 -18.4582788 -15.3692509 -19.0298909 -24.8366934 23 -10.5681771 91.8424307 -110.187366 -10.5681771 -89.5975692 -102.105864 24 14.5075297 92.2625401 -111.440635 14.5075297 -89.1774598 -100.334346 25 -19.0298909 15

42、.3692509 -24.8366934 -19.0298909 15.3692509 44.3249359 26 -108.627460 25.9374281 -57.7809286 -108.627460 25.9374281 58.9374980 27 -197.804920 11.4298984 -41.3968485 -197.804920 11.4298984 22.6105828-3.3恒荷载加活荷载 均布荷载:屋面 1.3087.2+0.89=10.3KN/m楼面 10.247.2+0.859=74.61 KN /m底面 74.61 KN /m集中荷载 :屋面: 6.408 K

43、N边柱楼面：H轴6.408+4.86+1.87+6.79=19.93 KN D轴 6.408+16.32+1.87+6.79=31.39 KN底面： H轴19.93+6.79=26.72 KN D轴 31.39+6.79=38.18 KN中柱： 6.408+6.79=13.19 KN底面： 13.19+6.79=19.98 KN图11 恒加活荷载布置 图12 恒荷载加活荷载弯矩表11 恒荷载值加活荷载值表杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -650.846392 -33.7437828 66.7602934 -650.

44、846392 -33.7437828 -122.204890 2 -345.907708 -77.0063767 173.995790 -345.907708 -77.0063767 -172.532904 3 -46.7863801 -41.1033345 127.601298 -46.7863801 -41.1033345 -57.3637069 4 -41.1033345 40.3783801 -57.3637069 -41.1033345 -33.7816198 -33.6153695 5 -76.7353836 -2.90892644 8.30585739 -76.7353836 -

45、2.90892644 -4.78431159 6 -630.781555 5.38494552 -11.1406402 -630.781555 5.38494552 13.0916146 7 -1192.79036 -1.70098378 4.63261548 -1192.79036 -1.70098378 -4.89289367 8 43.2625938 263.778683 -296.200681 43.2625938 -273.413316 -330.885357 9 -35.9030421 264.751328 -300.134203 -35.9030421 -272.440671 -

46、327.815836 10 -44.0122610 36.5457637 -41.9212269 -44.0122610 -37.6142362 -45.7677276 11 -27.6091701 268.415500 -321.459508 -27.6091701 -268.776499 -322.759101 12 36.1766645 268.615491 -322.426358 36.1766645 -268.576508 -322.286016 13 -81.6364724 0.00000000 0.00000000 -81.6364724 0.00000000 0.0000000

47、0 14 -632.379470 0.00000000 0.00000000 -632.379470 0.00000000 0.00000000 15 -1189.51248 0.00000000 0.00000000 -1189.51248 0.00000000 0.00000000 16 -44.0122610 37.6142362 -45.7677276 -44.0122610 -36.5457637 -41.9212269 17 -27.6091701 268.776499 -322.759101 -27.6091701 -268.415500 -321.459508 18 36.17

48、66645 268.576508 -322.286016 36.1766645 -268.615491 -322.426358 19 -76.7353836 2.90892644 -8.30585739 -76.7353836 2.90892644 4.78431159 20 -630.781555 -5.38494552 11.1406402 -630.781555 -5.38494552 -13.0916146 21 -1192.79036 1.70098378 -4.63261548 -1192.79036 1.70098378 4.89289367 22 -41.1033345 33.7816198 -33.6153695 -41.1033345 -40.3783801 -57.3637069 23 -35.9030421 272.440671 -327.815836 -35.9030421 -264.751328 -300.134203 24