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在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上，提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下，组合梁截面各单元分别处于一维应力状态（体系1）和二维应力状态（体系2），体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力，体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力，两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证，结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度，而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析，提供了有效途径。