焊接作为钢构件之间的主要连接方法广泛应用于各类钢结构中。焊接过程会在结构中产生焊接残余应力，而焊接残余应力的存在会对结构的施工和使用性能产生不利影响。因此，研究钢结构焊接残余应力的分布规律，特别是厚板焊接残余应力的分布规律，对于科学合理的进行钢结构设计和施工有着重要的理论意义和工程应用价值。 本文总结了钢结构焊接残余应力的理论与实验研究成果及方法，介绍了焊接过程中的热传导基本概念，推导了焊接温度场控制方程，讨论了温度场的初始条件和边界条件，概述了焊接温度场和残余应力的有限元计算方法，从而获得了钢结构焊接残余应力计算机数值模拟的理论基础。本文重点研究了板件焊接时多物理场的简化、对称模型的使用、材料性能的简化、网格密度的影响、焊接热源的选择等关键性技术问题，建立了钢结构中板件焊接残余应力数值模拟的三维有限元模型。提出了可行的板件焊接残余应力数值模拟技术路线。最后，在所取得的研究成果基础上，应用大型通用有限元分析软件ANSYS对建筑钢结构中经常使用的薄板和厚板焊接问题进行了焊接残余应力数值模拟，总结了板件焊接残余应力场的分布特点，还讨论了坡口形式对厚板焊接残余应力分布的影响。