當(dāng)梁承受的橫向荷載偏心或不通過截面剪心時(shí)，將會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，當(dāng)梁在彎矩作用下平面外失穩(wěn)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。因此，梁的扭轉(zhuǎn)對于梁的承載能力有很大影響。由于鋼梁主要為開口薄壁截面，它的扭轉(zhuǎn)不同于困桿。根據(jù)加載形式和約束情況的不同，梁的扭轉(zhuǎn)可分為兩種形式，一種為自由扭轉(zhuǎn)(圣維南扭轉(zhuǎn))，另一種為約束扭轉(zhuǎn)(彎曲扭轉(zhuǎn))。

鋼結(jié)構(gòu)梁的自由扭轉(zhuǎn) 

自由扭轉(zhuǎn)是指構(gòu)件截面在扭轉(zhuǎn)時(shí)能夠自由翹曲，縱向纖維不受任何約束。其中翹曲是指原為平面的構(gòu)件截面在扭轉(zhuǎn)時(shí)不再保持平面，截面上各點(diǎn)沿桿軸方向發(fā)生縱向位移。

非圓形構(gòu)件自由扭轉(zhuǎn)時(shí)各截面產(chǎn)生相同翹曲，縱向纖維不產(chǎn)生變形，在截面上只產(chǎn)生剪應(yīng)力，元正應(yīng)力，而且變形前后縱向纖維始終保持直線，如圖5-8所示。

由于大多數(shù)鋼梁是由狹長矩形截面板件組合而成，我們首先分析狹長矩形截面構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)特性，如圖5-9 (α)所示。根據(jù)彈性力學(xué)分析，狹長矩形截面的扭矩與扭轉(zhuǎn)率的關(guān)系為

矩形鎖商上的剪應(yīng)力環(huán)繞截面四周形成閉合剪力流，并沿截面窄邊厚度呈線性分布，在邊緣處達(dá)到簸大。

對于工字形和T形等開口截面，可以看成由狹長的矩形在盤西組合而成，

應(yīng)特別注意箱梁等閉口截面的抗扭慣性矩與開口截面梁有很大區(qū)別，閉口箱形戳面的抗扭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工字形裁面，在扭矩作用下剪應(yīng)力可視為沿~厚均勻分布，將在其在2面內(nèi)將形成沿各板件中線方向的閉口形剪力派，

鋼結(jié)構(gòu)梁的約束扭轉(zhuǎn) 

約束扭轉(zhuǎn)(彎曲扭轉(zhuǎn))是指截面的自由翹幽受到約束，不能自由變形。這種約束可以是由荷我形式引起的，直oW 5-10 (α)所示，由于梁的對稱使得中央銀面不可能發(fā)生翹曲， HP翹曲變形受到約束，而梁兩峭的翹曲變形是大，由于連續(xù)性導(dǎo)教梁各個(gè)截面的翹幽變形不等。約束也可由支座條件引起，如圖5-10 (b)所示懸臂梁.固定端在島而不能出現(xiàn)翹幽變形，自由棟i截商翹曲變形最大。

由于梁截面的翹曲變形受到約束，使得截面上產(chǎn)生的翹曲變形沿縱向不等，這樣構(gòu)件的縱向纖維就會(huì)受到拉伸或壓縮作用，從而產(chǎn)生正應(yīng)力，稱為翹曲正應(yīng)力。與受彎構(gòu) 

件類似，由于各截面上產(chǎn)生的正應(yīng)力是大小不等的，為了與之平衡，截面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力，稱為翹曲剪應(yīng)力。如圖5-11 (b)所示。此外約束扭轉(zhuǎn)時(shí)，截面也會(huì)產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)動(dòng)，存在自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力凡，如圖5-11 (α)所示。因此，截面上的外扭矩MT 將由自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和翹曲剪應(yīng)力組成的扭矩共同平衡。