近几年我国钢结构的建筑规模日渐趋向大型化与多样化,其中不规则钢结构凭借独特的造型设计和巧妙的构造形式,应用越来越广泛。但不规则钢结构施工工艺复杂、操作精度要求高,使用传统二维深化设计方法难以实现不规则构件的精准放样、定位及加工。同时不规则钢结构的拆分设计与构件安装存在风险,拆分的钢构件过大会使得安装过程荷载较大吊装受限,过小会导致施工工效低。传统的监测项目只能提供监测数据,无法实现可视化预警,难以保障钢结构在施工过程中的安全性与稳定性。本文以季华实验室钢结构工程为研究对象,利用BIM技术可视化、信息化集成的特点,对实验室钢结构进行了深化设计方法研究、施工过程仿真模拟分析方法研究以及可视化监测预警方法研究,具体包含以下内容:（1）结合实验室钢结构特点和施工条件,利用Tekla软件建立钢结构BIM模型,对其进行节点深化、碰撞检查,根据构件拆分原则实施整体钢结构的拆分路径,完成深化设计,动态反馈于施工放样定位,指导施工下料。（2）基于SAP2000软件建立钢结构支撑结构和整体结构的有限元仿真模型,模拟不同工况下构件的应力应变和关键节点位移变化的情况,为监测系统的预警值提供计算结果参照,评价结构体系的稳定性,保证施工的质量和安全动态。（3）基于BIM的施工可视化监测预警方法研究。通过无线传输的信息自动化采集模块和数据库信息管理模块,利用Dynamo可视化预警脚本,将BIM模型与包含监测数据的IFC相关联,结合有限元模拟实现不规则钢结构的可视化预警。（4）实验室钢结构监测方案的对比与分析。根据仿真模拟计算结果的反馈,以此数据为基础设立施工过程中的安全预警阈值,通过与施工现场的实际监控数据进行比对分析,根据偏差值和风险大小设计预警级别并修正预警值。本文的研究结果不仅可以指导季华实验室钢结构的施工方案并验证其合理性,同时也可以为类似的大型钢结构工程施工阶段的仿真模拟分析和可视化监测预警方法提供参考依据,为大型复杂钢结构的智能化、信息化建造的研究积累经验。