建筑钢结构由于具有抗震性能好、绿色无污染等优点，目前已经正快速发展成为顺应时代要求的高效结构体系。焊接技术以其显著的优点已成为钢结构中最主要的连接手段。但由于焊接局部快速加热和冷却形成不均匀的温度场，一般在焊后会产生较大的焊接残余应力和变形，从而对钢结构在服役中的安全造成危害。因此有效的预测和控制钢结构中焊接接头的残余应力与变形不仅具有重要的学术意义，同时在工程领域具有较高的应用价值。　　本文基于有限元分析软件MSC.Marc，开发了用于模拟焊接温度场、残余应力和焊接变形的热-弹-塑性非线性有限元计算方法，采用所开发的数值方法计算了T型接头焊接残余应力的分布特征，并且探究了焊接产生的机理。同时，也数值模拟了箱型柱焊接残余应力的分布及其变形考察了焊接顺序对焊接残余应力的影响。此外，为了提高计算精度，本文基于实测得到的母材与焊缝高温热物理性能和力学性能数据，重点考察了高组配接头的屈服强度对焊接残余应力的影响。　　研究结果表明:对T型接头实施单边多层多道焊时，由于变形量的积累，使得腹板产生了较大变形，而翼缘板的变形相对较小。数值结果显示，在完成最初的几个焊道时，腹板上的变形相对较大，而在完成随后的焊道时，产生的变形相对较小。厚板多层多道焊的最大纵向拉伸应力存在于焊缝区的内部，且超过材料的屈服强度，且由于试件较厚，焊缝中的三轴残余应力的倾向较大。对于箱型柱而言，焊接顺序对箱型柱的纵向残余应力有明显的影响;同时对焊接变形也具有一定的影响;但是对横向残余应力无明显的影响。在分别考虑焊缝与母材的屈服强度条件下得到的焊接纵向残余应力与实验值十分吻合，而不单独考虑焊缝屈服强度时计算得到的焊缝处纵向残余应力值与实验值有明显差异。因此，在计算类似于SM490A钢材料的焊接残余应力时，必须要分开考虑母材和焊缝的屈服强度，否则不能得到精确的计算结果。　　最后，由于实际钢结构生产过程中，焊接钢结构件的尺寸一般都比较大，如采用常规的焊接方法的话，不仅计算时间很长，有的时候甚至因为不收敛等原因导致最后无法得到计算结果。本文在保证计算精度的前提下，为了提高计算效率减少计算时间，基于有限元软件MSC.Marc平台，开发出一种高效的焊接热源模型-瞬间热源，并与移动热源做了计算效率的对比，同时还考察了沿焊接方向网格长度对焊接残余应力计算结果的影响。　　本文所开发的建筑钢结构不同接头焊接残余应力和变形的数值模拟方法，为进一步理解焊的指接残余应力的分布和变形机理奠定了基础。文中所得的结论对建筑钢结构制定合理的焊接工艺以获得较小的焊接残余应力和变形提供了有力导。