随着我国国民经济的发展及基础设施建设的推广，近年来涌现出大量的大型博览中心，展览馆，体育馆等钢结构建筑，其规模愈来愈大，建筑结构形式愈来愈新颖，新的规模、形式、特点给钢结构安全施工带来了新的挑战。近年来，我国大型钢结构施工事故时有发生，其中大型钢结构吊装过程事故率尤为突出。钢结构吊装施工过程中因结构失稳以及周围实体发生干涉与碰撞等问题而导致倾覆或倒塌事故已俨然为钢结构施工的一大难点，而传统的施工手段和方法存在不足，尚无法有效解决这些问题难点。随着计算机技术的飞速发展，虚拟施工技术应用于大型钢结构吊装施工已成为一种新的趋势。本论文分析了目前国内外钢结构施工的主要特点及钢结构安全施工事故发生的原因与面临的主要难点与挑战，总结了国内外虚拟施工技术的研究现状与主要优势，以武汉国际博览会展中心为项目背景，构建了钢结构虚拟施工平台系统框架，将虚拟施工技术应用于其大型钢结构吊装施工过程。重点研究了虚拟施工技术的关键支撑技术——建模技术与仿真系统的构建技术。其中钢结构建模技术主要包括虚拟吊装施工钢结构建模以及虚拟吊装施工与碰撞检测，力学分析结合建模技术。最后通过武汉国际博览中心钢结构施工工程项目应用，基于二维-三维联动技术平台，实现了钢结构虚拟吊装过程与力学分析结合的实时动态仿真，以及与碰撞检测、起重机械设备安全稳定性分析相结合的分析仿真,为解决目前大型钢结构施工遇到的重难点问题，提供了一条可借鉴的技术方案。