智能建造机的发展符合我国“十四五”规划中推进发展智能建造技术的要求。近年来由我国技术人员自主研发的顶升模架体系已在多项工程中成功应用,然而顶升模架体系虽有智能建造的趋势,但其不能较好的适应核心筒墙体随着高度的增加截面形式发生较大变化,致使支撑点位在高空中不易选取,以及难以实现钢桁架的装配式安装、全生命周期健康监测和高空拆改时达到“拆加平衡”的目标,至此,新型模架施工装备——智能建造机应时而生。本文依托西安某超高层项目对智能建造机的关键系统开展了选型设计、数值分析、安装施工模拟分析和现场试验研究,并在数值分析结果的基础上对其进行改进设计得到了一种装配式轻量化的智能建造机。从设计验算、安装施工到现场试验全方面保障了智能建造机在工程应用中的安全性,具体内容如下:（1）在系统梳理国内外文献的基础上,明确了智能建造机各个组成系统的功能与特点并阐明其工作原理,重点对关键系统进行了选型分析,以西安某超高层项目为背景,根据建筑结构特点以及设计面临的重难点对智能建造机的关键系统进行设计,并给出了标准层施工的工艺流程。（2）结合工程实际与现有的相关规范和标准,确定智能建造机关键系统在三种运行阶段下的荷载取值与作用组合原则,对其开展数值分析以考察结构在承载能力和正常使用两种极限状态下的安全性。由计算长度系数法的分析结果可知,智能建造机关键系统在三种运行阶段下的强度、刚度、稳定性均满足钢结构设计标准的要求;由直接分析法的验算结果可知,结构施加上初始缺陷后的应力与竖向位移均满足钢结构设计标准,但其极限承载力下降了17.6%,为了确保安全应以非线性屈曲分析得到结果作为结构稳定承载力设计的限值。在数值分析结果的基础上建立了优化数学模型对钢桁架进行改进设计,并利用直接分析法验算改进后结构的安全性,最终得到了一种用钢量减少15.04%的装配式轻量化智能建造机。（3）利用有限元软件对智能建造机的关键构件开展了吊装验算,并采用“生死单元法”模拟了智能建造机关键系统的安装施工过程,分析结果表明,构件在安装施工过程中的应力和累计变形均符合要求,验证了安装施工方案的可行性。（4）对钢桁架关键位置的构件开展了现场试验研究,得到了关键构件在顶升、施工和提升三种运行阶段下的实际应力曲线图。试验结果表明,三种运行阶段下各个测点位置处的构件安全储备较高,结构整体运行安全可靠,并且其应力变化趋势与数值分析得到的结果相吻合,表明建立的有限元模型能够较好的反映智能建造机关键系统的受力情况。