薄壁箱形截面梁不仅具有薄壁构件自重轻材料利用率高的优点,还有较大的侧向刚度和抗扭刚度,因此被广泛应用于现代建筑特别是桥梁工程中。薄壁箱梁的扭转问题复杂的力学问题,时至今日闭口薄壁构件的约束扭转理论还在不断地完善和发展中。计算薄壁箱梁扭转问题的传统方法是分别运用Bredt自由扭转理论和Wumanski约束扭转理论再进行简单的叠加,其中Wumanski约束扭转理论使用了Vlasov扇形面积定律,使得实际的计算工作十分麻烦,且扇性坐标的概念也限定了该理论仅适合单一材料组成的构件。而本文基于“板-梁理论”,即由Kirchhoff薄板和Timoshenko梁力学模型所建立的一套新的薄壁箱梁组合扭转理论,定量地描述了薄壁箱梁的自由扭转、约束扭转、次剪力流扭转和次翘曲扭转现象,其中位移、应力应变在同一个理论框架下完成,得到了扭转刚度,完成了扭转角及弯扭屈曲临界弯矩的计算。最后经过ANSYS有限元分析软件的模拟,验证了理论解析解的正确性。因此,本文的研究不仅有利于人们基于经典板壳梁理论和方法认识薄壁箱梁扭转和屈曲机理,也对深入开展薄壁箱梁扭转与弯扭屈曲理论研究及应用具有重要的理论价值。本文分别对单轴对称薄壁箱梁以及带悬臂板的薄壁箱梁的组合扭转和弯扭屈曲进行了理论研究,具体内容如下:（1）以板-梁理论为基础,建立了薄壁箱梁组合扭转问题的能量变分模型,推导了箱梁组合扭转的总应变能方程,得到了薄壁箱梁截面的自由扭转刚度和约束扭转刚度表达式。建立了悬臂薄壁箱梁在端部集中扭矩作用下组合扭转的微分方程模型,给出悬臂梁受端部集中扭矩的最大扭转角的理论解析解。运用ANSYS有限元分析软件分别对截面为单轴对称箱形和带悬臂板的箱形的悬臂钢梁在端部集中扭矩作用下的组合扭转进行模拟,得出了最大扭转角的有限元分析结果,并将理论解与有限元结果进行对比。（2）以板-梁理论为基础,建立了薄壁箱梁弯扭屈曲问题的能量变分模型,推导了总应变能方程,进而得到了薄壁箱梁截面的自由扭转刚度、约束扭转刚度表达式和绕弱轴的抗弯刚度。推导了薄壁箱梁弯扭屈曲问题的初应力势能方程,得到了单轴对称薄壁箱梁绕强轴的Wagner系数。以纯弯曲简支梁为例,由微分方程模型得到纯弯曲简支梁弯扭屈曲临界弯矩的精确解。运用ANSYS有限元分析软件分别对截面为单轴对称箱形和带悬臂板箱形的简支钢梁在两端集中弯矩作用下的弯扭屈曲进行模拟,得出了临界弯矩的有限元分析结果,并将理论解与有限元结果进行对比。