当前,大多数钢筋混凝土板的抗火试验未考虑面内约束,混凝土板可以在其平面内自由膨胀变形,然而,实际结构中楼板的抗火性能会受到相邻构件面内约束作用的影响。因此,有必要开展面内约束混凝土双向板的火灾行为研究,进而深入分析面内约束作用对混凝土楼板抗火性能的影响规律。本文对试验炉进行了改造,并研制双向板面内加载装置。对4块混凝土双向板进行了火灾试验,试验板尺寸为3900×3300mm×100mm,其中1块为简支板、3块为面内约束板,即在板边施加恒定面内约束力。对比分析了4块试验板的裂缝发展规律、破坏模式、温度、平面内(外)位移和板角约束力等火灾行为。结果表明:面内约束力对板的变形及变形速率产生重要影响,特别是后期阶段,面内约束力越大,变形越大,变形速率也越快;板角区域应加强配筋,防止板角过早出现破坏,不利于板内受拉薄膜效应开展。采用VULCAN软件对试验板进行数值分析,研究了板温、板平面外位移(几何线性和几何非线性)以及薄膜机理开展等,并与试验结果进行对比分析。此外,开展参数分析,研究了长宽比、板厚、面内约束类型、配筋率和钢筋层数等对约束混凝土板火灾行为影响。结果表明:混凝土膨胀应变和几何非线性对约束板火灾行为有重要影响;对任一约束工况,较大混凝土膨胀应变导致较大变形;几何线性模型倾向于高估简支板或低估约束板变形,但几何非线性模型计算结果总体则较为合理。面内约束力作用工况对板的薄膜机理有重要影响,即不同面内约束下混凝土板具有完全不同的薄膜机理和破坏机理。火灾下约束混凝土板变形行为、耐火极限、破坏模式和薄膜效应主要取决于面内约束类型、约束水平、长宽比及其相互作用,进而建立约束板破坏准则时,应考虑上述因素影响;对于任一约束工况,增加板厚和配筋率有助于改进火灾下约束板延性,防止发生脆性破坏。提出钢筋应变差破坏准则,建立火灾下面内约束混凝土双向板极限承载力计算模型,并与已有理论模型计算结果进行试验板极限承载力对比分析。结果表明:随着面内约束力的增大,极限承载力逐渐减小;相比单向面内约束作用,双向面内约束下混凝土板极限承载力降低较大。