随着社会的发展,为实现相互交流,人们对大型公共空间的要求也与日俱增,因此大型钢结构在我国公用建筑中得到了广泛的应用,而北京奥运会和上海世博会场馆的建设将进一步推动大型钢结构的发展。大型钢结构施工方法的多样化和复杂化,加大了结构施工难度和控制难度。为确保工程建设安全、经济、顺利、快速地进行,有必要进行施工全过程模拟分析,以了解结构在施工阶段的力学特性,同时研究结构施工过程中的一系列相关问题。当前,对施工过程的模拟主要集中在结构线模型模拟上,这已不能满足目前大型复杂钢结构施工过程模拟的需要。计算机软硬件的发展,汽车、航天等领域的机械仿真设计越来越形象和逼真,这些都为推进结构施工过程三维实体模拟的发展提供了可借鉴的理论和技术基础。本文简要介绍了施工模拟的重要性和结构施工技术及模拟方法的研究现状,详细阐述了虚拟样机原理和多体动力学理论,并在其基础上,深入研究机械系统中的运动仿真技术;基于COSMOS/Motion的运动仿真技术,提出了用于仿真模拟大型钢结构施工过程的方法和实施步骤,使其能应用于大型钢结构施工过程的仿真模拟中;在COSMOS/Motion平台上,对一网壳结构实际施工过程的“折叠展开”过程及一大型门式结构的滑移过程进行了全过程的数值模拟,分析各种模拟过程中的运动状态、力学性态和控制参数等,提出该施工方法中施工过程预警的参数和运动状态,了解该施工过程的薄弱环节或危险环节,并为大型钢结构施工过程预警提出一种策略方法,即观察运动状态的预警方法。通过实际工程施工比较,验证了这种大型钢结构施工过程模拟方法的可行性,为施工过程的三维实体仿真提出了新的方向。