钢管混凝土结构由于其优良的力学性能，在建筑业得到了广泛地应用。但是，组合结构在周期性的环境气温变化以及日照辐射作用下，混凝土内部温度变化明显滞后于钢管表面，因此会在核心混凝土中形成较大的温度梯度，从而产生温度变形及温度应力，甚至导致两种材料的脱空和内力失控。本文在太阳物理学以及传热学的基础上，研究了钢管混凝土组合结构与环境之间的换热机理，建立了日照温度效应的数学模型。从理论分析、实验测量、有限元模拟三方面，系统地研究了环境温度变化、空气对流和日照辐射等因素对钢管混凝土构件温度效应的影响规律。在此基础上，以广州电视塔为实际工程依托，研究了温度效应对广州塔这种超高结构的影响，着重考虑了温度载荷沿高度以及沿周向方位的变化，找出温度场随太阳照射时间、太阳入射角变化的分布规律。沿着塔身圆周方向，向阳面受到太阳直射，其温度明显高于背阴面温度，由于混凝土传热滞后，热量不能有效地传到背阴面，即产生显著的温差，筒体就会向背阴面弯曲，产生较大的侧向变形；沿着塔身高度方向，对流换热与环境气温等边界条件受到高度以及时间的共同作用，是复杂的三维模型，同一根立柱的不同区域会处于向阳或背阴，所受太阳辐射强度不同，并且随高度变化，其对流换热系数不同，因此在同一根立柱上会产生较大的竖向温差。同时，本文采用红外热像仪对广州塔在太阳辐射下的温度场进行测试，对该建筑施工和维护过程中的温度分布提供技术性描述和规律分析，并与有限元模拟出的温度分布作比较。结果表明，模拟结果与实测结果吻合良好，两者的温度分布趋势是一致的，只是在数值上略有偏差。