钢管混凝土结构具有承载力高、延性好、抗震性能优越、施工方便快捷等诸多优势，被广泛应用于高层建筑、大跨空间结构等重大工程中。但随着结构向体量“更大”、跨径“更长”、高度“更高”发展时，对钢管混凝土结构的承载能力和稳定性有了更高要求，存在现有设计方法精细化程度不足，大型钢管加工焊接与管内大体积混凝土密实浇筑施工困难，施工过程中监测信息易缺失、诊断效率低，精准预警难等难题，需要针对大型钢管混凝土精细设计、高精施工和精准预警开展了深入研究。

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精细设计方法

①建立高强钢管混凝土柱承载力与收缩徐变变形设计方法，承载力计算误差减少20%，收缩徐变计算精度提升50%。

②研发新型钢牛腿式连接节点和开洞穿梁式连接节点，可缩短工期15%，降低节点造价20%。

③发明日照时变温度与强风地震作用下结构精准设计技术，提升结构优化迭代计算效率，缩短设计周期15%。

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高精施工技术

①发明现场柔性焊接机器人，焊缝定位精度达0.5mm，率先实现现场机器人规模化应用。

②研发复杂节点变形控制和巨柱桁架延迟连接技术，有效解决外框-核心筒不均匀沉降问题。

③研发钢管混凝土结构施工全过程设计平台和整体精度控制技术，主编《钢结构工程深化设计标准》。

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精准预警技术

①研发大量程传感器多阶段监测与机器视觉全域损伤检测技术，解决钢管表面及复杂节点裂纹监测难题。

②建立子结构与时间序列模型的损伤诊断与安全预警方法。诊断精度提高40%，预警效率提升50%，研究成果纳入《结构健康监测海量数据处理标准》。

③研发施工期数字化监测与预警集成系统，精准预警竖向变形差超限，标高调控达毫米级。研究成果纳入《结构健康监测系统施工及验收标准》。

项目获授权国家发明专利 26 件、软件著作权 5 件，专著 3 部、主参编国家和行业标准 11 部、工法 8 项，发表论文100余篇。鉴定专家组一致认为，该成果总体达到国际先进水平，其中大截面构件柔性机器人焊接技术、现场巨柱与伸臂桁架延迟连接技术达到国际领先水平。成果应用于北京中信大厦、深圳会展中心、乌鲁木齐T4 航站楼等重大工程中，推动了大型钢管混凝土结构建造领域科技进步，取得了显著的经济和社会效益，具有广阔的应用前景。