目前，国内已有一些研究团队针对四边不出筋密拼连接叠合板开展了相关技术研究^[1,2,3,4,5]，中国工程建设标准化协会标准《钢筋桁架叠合楼板应用技术规程》^[6]也正在制订。本课题组前期针对四边不出筋、单缝密拼连接叠合双向板进行了足尺试验^[7]，试验结果表明:叠合板各项受力特性表现为明显的双向板特征，满足正常使用极限状态与承载能力极限状态的要求。该研究成果在实际项目中得到了应用，施工效率明显提高。

　　 为进一步研究叠合板在实际结构中的裂缝开展、承载力、刚度变化等受力性能，课题组在实际工程中选取了一块四边不出筋的双缝密拼连接叠合双向板开展原位加载试验，并设置了一块相同的现浇板作为对照组进行对比分析。

　　 试验板为某六层中学教学楼2层楼板，包括一块密拼叠合板(DBS)和一块现浇板(XJB)，平面轴线尺寸均为5.4m×9.2m。现浇板厚135mm，双层双向配筋;叠合板预制底板厚60mm，现浇层厚75mm，叠合板配筋与现浇板一致，且桁架筋下弦筋等强度代换板底钢筋。两块试验楼板的平面尺寸及四边支承条件均相同，其平面位置及配筋如图1所示。

　　 本试验中的叠合板底板由3块预制底板密拼连接而成，如图2所示。单块预制底板(PCB1)中桁架筋的分布如图3所示，拼缝侧预制底板第一道桁架筋边距135mm(1倍板厚)，第二道桁架筋与第一道桁架筋间距270mm，其余各道桁架筋间距750mm。拼缝处附加钢筋采用10@150(按弯矩值及现浇层的厚度计算确定)，长度为1 150mm，并且穿过第二道桁架筋，拼缝连接节点如图4所示。板端侧附加钢筋采用8@250且伸入支座280mm，如图5所示。

　　 该楼梁、柱均采用现浇，预制底板及现浇部分混凝土设计强度均为C30，钢筋均采用HRB400。浇筑时，在预制底板及现浇板下布置临时支撑，待后浇混凝土达到强度后拆除支撑。拼缝处预制底板设置有倒角，试验前用专用填缝砂浆填实、刮平，如图6所示。

　　 试验加载时现浇部分混凝土龄期已超过28d，且主体结构4层楼面浇筑完成。试验加载参照《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152—2012)进行，试验荷载值计算时根据楼板的实配钢筋及材料的实测参数，用弹性理论计算方法确定。其中，正常使用状态试验荷载值(Q_s)为6.6kN/m²，承载力状态荷载设计值(Q_d)为12.8kN/m²。利用沙包堆载来模拟均布荷载，每袋沙包均经过称量计数堆载，且在堆载时分堆均匀码放，避免楼板变形后产生拱效应。

　　 在荷载(包括楼板自重及堆载)达到Q_s前每级加载0.5kN/m²，之后每级加载1.0kN/m²，每级持荷时间15min左右，待应变、变形基本稳定后采集数据，再进行下一级加载，现场加载过程见图7。

　　 加载过程中对楼板的挠度、裂缝、跨中和板端的钢筋及混凝土应变、拼缝处附加钢筋应变等进行了实时监测，测点布置如图8所示，其中x表示沿楼板短跨方向，y表示沿楼板长跨方向。本次试验中测点对称布置，试验数据表明对称测点的数据大小接近，故在文中描述时均取其平均值(如ε_DBS-S1表示叠合板ε_S1a与ε_S1b的平均值)。

　　 现浇板板底在加载至10.4kN/m²(1.6Q_s)时，跨中出现第一条裂缝，沿y向开展;在加载至12.4kN/m²时，板底裂缝有沿板角45°从中心向四角发散的趋势;当加载至16.4kN/m²(1.3Q_d)时，现浇板板底裂缝发展已较为充分，板底裂缝最大宽度为0.34mm，位于板角45°方向，此时停止加载，现浇板板底裂缝发展情况如图9所示。完全卸载后再次测量裂缝宽度，测得板底残余裂缝最大宽度为0.12mm。

　　 现浇板板面在加载至8.4kN/m²(1.3Q_s)时出现第一条裂缝，裂缝位于短跨支座处。最终加载结束时，板面沿支座四周形成大体呈椭圆形的环状裂缝。

　　 叠合板板底在加载至13.4kN/m²(2.0Q_s)时，跨中出现第一条裂缝，沿y向开展，与拼缝垂直;在加载至15.4kN/m²(2.3Q_s)时，板底拼缝处嵌缝砂浆中部出现裂缝，板底跨中已有裂缝逐渐延伸并穿过拼缝处;随着荷载的增大，荷载为16.4kN/m²(2.5Q_s)时另一条拼缝的嵌缝砂浆中部也出现了裂缝，板底跨中垂直拼缝方向的裂缝继续增多，并且逐渐沿板角45°方向发展;最终加载至19.4kN/m²(1.5Q_d)，板底两端均出现明显的向角柱方向的45°裂缝，此时板底裂缝最大宽度为0.16mm，位于跨中，拼缝处裂缝最大宽度为0.10mm，叠合板板底裂缝分布如图10所示。完全卸载后再次测量裂缝宽度，测得板底残余裂缝最大宽度为0.08mm。

　　 叠合板板面在加载前短跨支座处存在一条表面裂缝，在加载至8.4kN/m²(1.3Q_s)时，该裂缝宽度增大了0.05mm，此时板面未发现其余裂缝。叠合板板面的裂缝最终分布形态与现浇板基本一致。

　　 试验结果表明，现浇板与叠合板在正常使用状态试验荷载值(Q_s)下均未出现裂缝，且当荷载达到1.2Q_d时，两者的裂缝宽度均未达到承载力极限状态对应的裂缝宽度限值，两块楼板均满足正常使用极限状态及承载能力极限状态下的裂缝控制要求。

　　 从裂缝的发展情况来看，叠合板板底开裂荷载大于现浇板，且在相同荷载条件下叠合板的板底裂缝宽度小于现浇板，裂缝数量亦少于现浇板。

　　 对比叠合板与现浇板裂缝分布状态可以发现，叠合板板底裂缝形态与现浇板类似，呈现出较为明显的双向板特征，但叠合板跨中PCB2预制底板范围内的y向裂缝分布更广。

　　 现浇板与叠合板在跨中的荷载-挠度(P-Δ)曲线如图11所示。现浇板在荷载达到7.4kN/m²(1.1Q_s)之前，挠度随荷载的增加而线性增长，达到3.91mm之后，挠度增长速度加快;最终加载至16.4kN/m²(1.3Q_d)时，板底跨中挠度w_W1达到20.6mm，约为楼板计算跨度的1/247，小于承载能力极限状态对应的挠度限值1/50。

　　 叠合板在荷载达到9.4kN/m²(1.4Q_s)之前，挠度随荷载基本呈线性增长;当荷载达到10.4kN/m²时，板底跨中挠度w_W1达到3.51mm，之后挠度的增长速度加快;当加载至16.4kN/m²(1.3Q_d)时，板底跨中挠度w_W1为9.42mm，不到现浇板对应荷载下挠度的一半;最终加载至19.4kN/m²(1.5Q_d)时，板底跨中挠度w_W1达到14.15mm，约为楼板计算跨度的1/360，也未达到承载能力极限状态对应的挠度限值1/50。

　　 从图11可以看出，在相同荷载作用下，叠合板挠度与现浇板挠度比值约为1/2，分析认为，叠合板的整体抗弯刚度明显大于现浇板，主要原因包括桁架筋、预制底板面支座处附加筋、预制底板混凝土实测强度偏高等因素。

　　 叠合板和现浇板的x向板端面筋荷载-拉应变曲线如图12所示。叠合板和现浇板的x向板端面筋拉应变均随荷载的增加而增大，且在相同荷载下，叠合板x向板端面筋拉应变较现浇板更大。

　　 叠合板和现浇板的y向板端面筋荷载-拉应变曲线如图13所示。叠合板和现浇板的y向板端面筋拉应变在荷载达到9.4kN/m²之前增长速度较慢，两者数值基本一致，9.4kN/m²之后y向板端面筋拉应变开始明显增大，且在相同荷载下，叠合板y向板端面筋拉应变较现浇板小。

　　 可见，受拼缝的影响，叠合板现浇层x向面筋所受拉力大于现浇板对应位置处面筋所受拉力，而y向则相反。

　　 叠合板和现浇板在x向跨中底筋荷载-拉应变曲线如图14所示。叠合板和现浇板的底筋拉应变均随荷载的增大而增长，在荷载达到9.4kN/m²之前，叠合板的x向跨中底筋拉应变与现浇板底筋拉应变基本一致，之后叠合板的x向跨中底筋拉应变一直小于同荷载下的现浇板x向跨中底筋拉应变。

　　 叠合板及现浇板y向跨中底筋荷载-拉应变曲线如图15所示。可以认为，受拼缝影响，在加载过程中叠合板y向跨中底筋拉应变增长速度较慢且在相同荷载下小于现浇板对应位置处的钢筋拉应变。

　　 拼缝处附加钢筋的荷载-拉应变曲线如图16所示。由图可知:附加钢筋上各测点钢筋拉应变在荷载加载至10.4kN/m²(1.6Q_s)之前均较小;随着荷载的继续增大，附加钢筋中点处的拉应变逐渐增大，而位于拼缝处第一道桁架筋及第二道桁架筋下方的附加钢筋拉应变始终较小。可见，本试验采用的拼缝构造措施可实现拼缝附加钢筋的可靠锚固，从而实现拼缝处力的有效传递。

　　 叠合板板端预制底板面附加钢筋拉应变发展如图17所示。由图可知，板端附加钢筋拉应变随荷载的增加而增长。x向板端附加钢筋拉应变与y向板端附加钢筋拉应变在整个加载过程中都较为接近。

　　 叠合板和现浇板的x向、y向板端下表面混凝土荷载-压应变曲线分别如图18、图19所示。现浇板板端下表面混凝土压应变随着荷载的增大增长迅速，而叠合板板端下表面混凝土压应变在荷载达到10.4kN/m²之前几乎为零，在10.4kN/m²之后开始明显增加，荷载-压应变曲线出现明显拐点。

　　 由图可见，在相同的荷载下，叠合板板端下表面混凝土压应变小于现浇板对应位置处的混凝土压应变，且叠合板板端下表面混凝土受力相对现浇板存在滞后现象。

　　 四边不出筋双缝密拼连接叠合双向板与现浇板原位加载对比试验结果表明，当采用本文中提出的构造时:

　　 (1)本次试验的叠合板能满足该工程正常使用极限状态与承载能力极限状态的要求。

　　 (2)叠合板与现浇板板底裂缝均表现出较为明显的双向板特征，叠合板的板底开裂荷载大于现浇板;相同荷载下，叠合板裂缝宽度小于现浇板，叠合板跨中y向裂缝最终分布区域较现浇板更广。

　　 (3)在相同荷载下，试验用叠合板的挠度小于现浇板的挠度，仅为现浇板挠度的1/2，分析认为，受桁架筋、预制底板面支座处附加筋等因素影响，叠合板的整体抗弯刚度大于现浇板。

　　 (4)受拼缝等因素影响，叠合板钢筋与现浇板钢筋的受力存在差异，其中叠合板短跨方向支座面筋应力大于现浇板，设计时应予以考虑。

　　 (5)本试验采用的双缝密拼叠合板的拼缝附加钢筋在设计荷载作用下受力较小，拼缝的裂缝宽度可控;采用的拼缝构造措施可实现拼缝附加钢筋的可靠锚固，从而实现拼缝处力的有效传递。