我们知道结构构件所受的宏观力可分为：拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转。通常拉伸、压缩、弯曲产生的是正应力；剪切、扭转产生的是剪应力（可能吧？）。但请注意：扭矩作用下的应力计算其实比我们想象的要复杂得多。
正式版《钢结构设计规范》从来没有给出过钢梁扭转计算的实用计算公式，新版《钢结构规范》征求意见稿中确实给出了一个公式，如下：
但真要用这个公式去算的话，就会觉得很难了，看看这些参数，倍扭矩，主扇区坐标，扇区惯性矩，约束扭转扭矩与自由扭转扭矩，扇区静扭矩，是不是很吓人？
工作第二年，领导给我布置了一项任务，计算工字钢梁的扭转承载力，并告诉我这个公式在征求意见稿中。
看似简单，按照公式就可以了。但是我花了好大力气才找到这些参数的表达式。
幸好，这个问题有理论上的解决办法，我给出了完整的例子，问题也就解决了。
但是在后来的工作过程中，同事/朋友也经常遇到同样的问题，我干脆把这个例子放到网上，并留下我的联系方式，希望大家可以和我交流。
在百度文库搜索“工字钢梁扭转计算”还能找到这篇文献，目前这篇（苦）文献已经被阅读了近7k次，可见结构工程师们已经被钢梁扭转计算折腾了很久了。
这个资料发布后，很多陌生人加我QQ，希望得到更多参考资料。这次我干脆把所有参考资料，包括Excel计算表都打包好，放在微信公众号（JIE结构生活）学习资料里，供有兴趣的朋友获取。（回复公众号主页：学习资料）
翻过这座山头，又是一座巍峨的大山矗立在眼前钢结构应力比计算公式，矩形管的抗扭强度该如何计算呢？
对于直的非圆形杆而言，当杆受到扭转变形之后，其横截面将发生弯曲，不再保持平直，这意味着我们最熟悉的平直横截面假设彻底失效。
说到非圆直杆的扭转，我们需要了解自由扭转和约束扭转，不然总会有人说扭转只会产生剪应力。
自由扭转（纯扭转）：当直杆两端受到外力偶作用，且端部能自由弯曲时，杆上所受的扭转为自由扭转。由于两相邻横截面的翘曲程度完全相同，所以横截面上只存在剪应力，而不存在正应力。
约束扭转：杆件两端受到约束，不能自由弯曲，此时相邻两截面的翘曲程度不同，将在截面内引起附加正应力。
对于一般的实心型材，约束扭转引起的附加法向应力通常很小，可以忽略不计；然而，对于薄壁杆件，这个附加法向应力就变得不可忽略了。
为什么钢筋混凝土梁可以给出扭转计算公式，而钢梁却不能？上面两句话是不是解答了你的疑惑？注意，我给出的工字钢扭转计算示例中，在支撑位置，正应力是剪应力的17倍！
曾经有一段时间，我为了寻找矩形钢管扭转的（实用的）理论计算公式，踏上了漫长的征程，但基本上无功而返。
有一天，一个大佬告诉我，他有一个插件可以计算矩形管的扭转力，我心里欣喜若狂钢结构应力比计算公式，但忐忑不安地看完了插件给出的计算公式，读到：
眼泪都流下来了！这简直就是欺负人啊！
寻找矩形钢管扭转（实用）理论计算公式的伟大工程已经圆满结束！
当然，这个问题不会自动消失。作为勇敢的结构工程师，我们不能轻易说我们不够好。
当我们告诉甲方，这里扭矩比较大，截面可能承受不住的时候，甲方朋友就会很无奈地说，好啊，那别用工字钢了，用矩形管吧。
我给大家讲一个神奇的现象，在钢结构设计中，当不可避免地要承受扭矩时，矩形管就像是一剂强心针，只要用矩形管，大家就觉得不会有问题，这是骗人的。
有一天，我们因为建筑效果的限制，设计了一个很大的钢梁，上面有很多单向悬臂，所以梁承受的扭矩很大。当梁遇到大扭矩的时候，我们该相信谁呢？是钢梁大，还是扭矩大？
作为一名专业的工程师，当大家都在讲概念的时候，我们应该学会量化，经过多次量化之后形成的概念才是真正的概念。
其实，只要你放弃追求理论公式的执念，一切都会变得简单。别说ABAQUS、ANSYS了，SAP2K、Midas也能算。
最后提醒大家，如果按照杆单元计算，由于标准公式没有考虑扭转，所以我们看到的应力比也没有考虑扭转，不要因为应力比较小就以为是安全的，这又是谎言。
