随着建筑科学的进步以及人民需求的日益提高,中国已经成为超高层建筑发展的第一大国。超高层建筑施工周期长,施工过程中,超高层建筑的主体结构暴露在外界环境中,容易受到尤其是周期的日照辐射影响,从而产生非均匀温度场,结构产生水平位移和整体倾斜,严重时将导致混凝土构件局部开裂,结构先天损伤甚至是安全事故的发生。目前为止,对超高层建筑的主体结构在日照条件下非均匀温度场的求解方法具有较大的局限性。因此,本文以超高层建筑武汉长江航运中心为载体,重点讨论如何高效、准确地求解超高层建筑的主体结构在日照条件下的非均匀温度场及其影响规律,对提高超高层建筑施工质量、增强其施工期和运营期的安全性和耐久性具有非常重要的意义。首先,本文将BIM模型与进度计划结合,建立了基于BIM模型的超高层建筑施工阶段进度模拟方法。对超高层建筑的各个施工阶段进行了模拟,同时,借助BIM日照分析功能,对超高层建筑模型进行日照渲染。基于REVIT二次开发平台,实现了REVIT多角度三维视图开发和视图窗口的开发,扩大了BIM模型的可视化程度,实现了自动导出超高层建筑的各个施工阶段不同层和不同视角的日照渲染图像。其次,本文研究了超高层建筑日照渲染图像的特点,提出了基于通道加权的图像灰度化方法、基于最大类间方差法的阈值分割方法,批量处理了日照渲染图像,获取了图像中阳面像素点的三维坐标值,实现了日照渲染图像的数字化。同时,开发了基于二分法的阳面坐标查找算法,将用图像像素坐标系表示像素点转化为的用ANSYS坐标系表示有限元节点,最终用有限元节点编号表示阳面。为有限元热分析计算的实现奠定了基础。整个图像处理过程计算速度快、获取的三维坐标值精确度高,阳面识别效果显著。最后,本文分析了外界因素对混凝土结构表面的温度影响。在太阳辐射、对流换热、辐射放热计算公式的基础上,建立了既考虑环境温度又考虑太阳辐射的大气综合温度和综合换热系数。同时,在ANSYS中自动读取前述获取的阳面节点编号,实现了超高层建筑主体结构某施工阶段复杂的动态热边界条件的施加,得到了结构在任意时刻的整体非均匀温度场。温度场的计算结果符合太阳的实际运动轨迹,证实了日照辐射对结构表面温度分布的重大影响。此外,在温度场计算的基础上,通过有限元模型的单元转换,求得结构某施工阶段在日照辐射影响下水平位移的变化情况,为后续超高层的设计和施工过程中施工质量的保证提供了更多的参考。