因为超高层建筑的结构形式独特,结构设计难度大以及施工过程的复杂性等特点,使得超高层建筑在整个建设过程中面临着巨大的挑战。施工过程中结构整体刚度、荷载和应力都在不断发生变化,结构内部受力复杂;在使用阶段,结构在遭受外力作用如台风和地震作用时会产生一定的损伤,造成结构强度降低,带来一定的安全隐患,施工期间和使用阶段结构的安全性越来越受到关注。运用数值模拟和结构健康监测两者相结合的方法对超高层建筑施工全过程中结构的变形和受力状态进行监测和评估,优化施工方案并确保施工安全有序进行,具有重要的意义。本文首先介绍了超高层建筑结构健康监测系统和研究现状。然后利用深圳平安金融中心的结构健康监测平台,对塔楼的关键构件进行了施工阶段全过程模拟分析,并将实测数据与模拟进行对比,主要内容如下:对平安金融中心进行竖向变形模拟分析,探讨施工期间和使用阶段长期荷载效应下核心筒和巨柱的累积竖向变形发展规律,并研究是否考虑收缩徐变、考虑施工过程等对结构竖向变形的影响。分析结果说明不考虑收缩徐变和一次性加载的模拟将严重低估竖向变形结果,超高层建筑在施工过程分析应注意考虑收缩徐变和施工过程对竖向变形的影响。研究了平安金融中心的核心筒型钢柱、核心筒剪力墙和巨柱以及带状桁架和伸臂桁架杆件在施工阶段的内力和应力变化情况,并分析了收缩徐变对构件应力的影响。结果表明,收缩徐变对钢结构的应力变化影响相对较大,不可忽略其影响,设计中应予以考虑;桁架构件中的弦杆在施工过程中受力变化较稳定,腹杆受力变化较大,且受收缩徐变影响也较大。结合现场实测数据和有限元模拟数据进行对比分析,核心筒和巨柱的竖向变形和应力数据对比结果较为吻合,而桁架钢结构受温度影响大,部分数据对比结果相差较大。主要由于有限元模拟与现场实际施工环境状况存在一定差别,并且数据采集时容易受到环境因素的干扰而导致部分数据不准确。总的来说,本文提出的数值模型可以提供和现场实测一致的结果,对施工过程优化和结构安全都具有重要的意义。