焊接结构件疲劳是一个十分复杂的问题，其研究过程中涉及因素众多，加之实验条件和结构件实际工作条件间存在较大差距，国内外研究者们在此方面做了大量工作并取得一定成果，但对于金属焊接结构的疲劳强度和疲劳寿命问题研究仍未取得较通用且精确的结论。塔式起重机（以下简称塔机）是一种典型的金属焊接结构，随着建筑业的飞速发展，其满载率和工作繁忙度也大大增加。近几年来，塔机事故时而发生，并呈上升趋势，根据行业调查，有很大一部分塔机事故是由于结构件疲劳引起的。本论文基于断裂力学、结构疲劳等理论知识，研究了塔机的实际载荷情况，分析了其疲劳类型，总结出适用于计算塔机疲劳寿命的方法；以陕西省某制造厂生产的QTZ40塔机为研究对象，建立塔机起重臂某节焊接结构有限元实体模型，计算结构焊接残余应力大小及分布。针对塔机起重臂结构特点，制定不同的焊接方案，通过有限元分析软件计算出不同焊接顺序下结构焊接残余应力大小，分析了焊接顺序对焊接残余应力的影响及焊接残余应力对有载结构疲劳寿命的影响。建立QTZ40塔机起重臂整体有限元模型，根据其起升曲线对其进行静力学分析，计算出了塔机起重臂在各种工况下的应力大小及分布。结合参考文献中同型号塔机实际运行数据，编制载荷时间历程，通过疲劳分析软件MSC.Fatigue计算塔机起重臂在外载荷和焊接残余应力双重作用下的疲劳寿命。分析计算结果，研究了焊接残余应力与外载荷双重作用对塔机起重臂疲劳寿命影响程度。本论文的分析结果对塔机的安全使用和指导下一代塔机的设计与制造具有一定的理论与应用价值。