焊接连接是钢结构构件连接的重要方式。焊接过程复杂，随机性高，涉及材料、力学、化学、电热学等多种学科。焊缝的焊接质量直接影响结构的工作性与安全性。焊接过程中，不均匀的温度场作用于焊接结构，其在冷却后会在结构内部产生较大的焊接残余应力及焊接残余变形。这对钢结构的使用性能尤其是疲劳性能是极为不利的。所以，钢结构内部焊接残余应力的大小及分布是非常重要的。本文依托国家自然科学基金项目（51578357），研究内容、研究方法及研究成果如下：
　　1、从基本概念出发阐述了焊接残余应力的产生机理及影响因素。并详细介绍了焊接残余应力对结构的影响。
　　2、应用VISUAL Environment焊接模拟软件对3种尺寸的焊接空心球节点M1（D400×10mm，159×8mm）、M2（D200×8mm，48×3.5mm）、M3（D900×45mm，300×25mm）温度场和应力场进行了有限元分析，得到焊缝处温度场和残余应力场结果，以及沿球面焊趾、管面焊趾的残余应力分布曲线。
　　3、盲孔法对GQ6-3、GQ6-4、GQ6-5三个焊接空心球节点管-球对接焊缝球面焊趾和管面焊趾处的48个测点焊接残余应力进行测定。理论和试验标定对比计算了本次试验选取的应变片的应变释放系数。通过Scara-Mangas经验公式对计算得到的球面径向、环向焊接残余应力进行塑性修正，最终得到焊接残余应力分布曲线。并与有限元计算结果进行了对比分析，得到焊接空心球节点球面焊趾和管面焊趾残余应力数值大小和分布规律。对部分计算焊接残余应力超过钢材屈服强度的原因进行了分析。
　　本文结合已有焊接空心球节点疲劳试验结果，研究分析了焊接残余应力对疲劳强度的影响机理。研究成果为国家规范疲劳条文的修订以及工程设计提供了参考依据。