高强钢具有强度高的特点，在相同设计荷载下可以减小构件断面，从而节省材料，有较高的经济效益，在桥梁、电力塔架和大跨空间结构中得到了广泛的应用，而残余应力对钢结构构件的受压稳定性、疲劳断裂、脆性破坏和应力腐蚀开裂等都有影响。轴心受压钢管的稳定承载力与构件的整体稳定系数φ有关，构件的整体稳定系数和构件的材料、力学、几何缺陷有关，并受到构件两端约束情况的影响。其中，构件端部约束情况可以通过计算长度系数来考虑，几何缺陷（初弯曲和初偏心）按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）取值，这两个影响因素对于高强钢和普通钢并无差异，但力学缺陷—残余应力的影响却差别较大。因此，需对高强钢管截面残余应力分布进行研究，可以为钢管柱整体稳定系数φ的确定奠定基础。本文首先对Q690焊接高强钢管截面的纵向残余应力进行了实测，系统地说明了采用盲孔法和锯割法测试残余应力的步骤，并将最终的测试结果进行了对比分析；接下来以实测结果为依据，采用有限元软件ANSYS对焊接残余应力进行数值模拟，通过热—结构耦合功能将温度场分析与应力场分析联系起来，分析了3组共计12个有限元模型；最后，对实测数据和数值模拟结果进行归纳总结。本文主要研究成果如下：（1）对截面规格为φ250×8的圆管分别采用盲孔法和锯割法进行测试，通过对比两种方法测得的试验结果可以发现，采用锯割法进行残余应力测试时，一定要保证手持式应变仪的测量精度，不要大于0.001mm；（2）对相同截面规格的未镀锌钢管和镀锌钢管分别进行残余应力测试，得出钢管镀锌对残余应力分布的影响。结果发现，钢管镀锌可有效降低焊接残余应力值；（3）考察了钢管端部焊接底板和加劲肋以后对钢管截面纵向残余应力影响。结果发现影响很小，在实际工程中可不用考虑；（4）根据加工厂提供的试件加工及焊接参数，运用ANSYS建立有限元模型，通过对温度场和应力场的模拟，得出了Q690钢管截面纵向残余应力分布的数值模拟结果，通过与试验结果对比，证明了模型的准确性；然后以钢管管径和壁厚为变量，对不同截面形式的Q690高强钢管的截面纵向残余应力进行了数值模拟；（5）通过对测试结果和数值模拟结果的分析可以发现，Q690高强钢管的截面纵向残余应力与屈服刚度的比值明显小于普通钢材，同时得出了Q690钢管截面纵向残余应力分布的建议分布图，并提出了残余应力计算的数学表达式，为今后的实际应用提供了依据。