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空间网格结构是一种由杆单元或梁柱单元组成的空间三维结构体系，具有受力合理、刚度大、自重轻、抗震性能好、工期短、造价低等优点，尤其能够满足建筑造型丰富、功能齐全等要求，被广泛用于大跨度工业与民用建筑及公共建筑领域，成为反映一个国家建筑科学技术水平的标志。由于材料老化、疲劳作用、腐蚀和环境荷载等灾害因素影响，空间网格结构容易产生损伤累积和抗力衰减，甚至会发生破坏乃至倒塌的灾难性事故。因此，对大跨度空间网格结构在使用期间的健康监测以及各种灾害影响下的损伤识别进行研究，具有重要的理论和实用价值。 本文结合国内外健康监测领域的研究现状，对基于动力检测的结构整体损伤识别技术进行了系统研究，并为模态识别、模型修正、损伤识别方面的实际应用提供了有价值的理论方法，且通过了数值仿真、模型试验及实际工程现场实测验证。主要内容和成果如下: (1)基于环境激励的空间网格结构模态识别方法研究根据空间网格结构模态密集的特点，对传统的功率谱峰值法进行了改进。为避免模态遗漏和进行重叠频率的筛选，根据空间网格结构模态密集的特点提出一种改进的功率谱峰值法，即在获得所有测点平均正则化功率谱的基础上，结合结构的理论振型特点计算辅助正则化功率谱，取两者并集为模态识别结果的方法，并结合结构的理论振型讨论了相位及振型准则，使其适用于空间网格结构。最终给出了计算流程图并编制了相对应的分析程序，以正交正放四角锥网架结构有限元模型作为仿真算例，其模态识别结果表明:采取辅助正则化功率谱及相位准则、振型准则的判别策略可较好地避免模态遗漏和进行重叠频率的识别，有效的避免了传统方法的不足。 (2)空间网格结构损伤识别方法的研究空间网格结构的结构复杂，节点、杆件众多，且能够获得的实际测试数据非常有限，利用一个步骤完成对结构损伤位置和损伤程度的识别是很困难的。因此，研究了适合于空间网格结构损伤的三步损伤识别方法，即首先将损伤定位到子结构，然后具体定位到所在的节点，最后识别具体杆件及损伤程度。考虑了杆件和螺栓球节点损伤的不同工况，通过一个单层凯威特网壳及单层柱面网壳试验模型的数值算例对本文提出的损伤识别方法进行了详细说明，并讨论了训练样本库的选取。结果表明:适合于不完备的模态数据，利用低阶模态数据即可较准确识别出损伤的具体位置;损伤识别的成功率与杆件灵敏度密切相关，为了保证识别结果准确性，其灵敏度达到2％以上才能正确识别，当杆件的灵敏度过低时将无法通过动力测试识别;采用分步损伤定位方法可以显著减少损伤精确定位时训练样本的数量，从而可解决神经网络技术中的样本组合爆炸问题，使计算工作量大大减少，从而增强神经网络技术对空间网格结构进行损伤定位的适用性。 (3)考虑螺栓球节点半刚性的网格结构有限元模型修正研究由于杆件的几何尺寸及材料弹性参数可精确获得，网格结构有限元模型是否精确的关键取决于杆件与螺栓球节点连接方式的计算假定。为了获取用于螺栓球节点网格结构健康监测的准确有限元模型，首先将节点的半刚性用具有刚度可调的节点单元来描述，然后采用神经网络技术，利用有限测点的模态信息构造网络输入参数CPFM,提出了对螺栓球节点单元刚度折减系数进行分步修正的新方法。在国内外文献的基础上本文建议单元刚度折减系数的基准值取0.5，优化范围为[0.2，0.8]，并通过单层柱面网壳振动台试验模型的数值算例验证了算法的有效性。 (4)单层柱面网壳模型试验研究设计了具有一个157个节点、414根杆件的单层柱面网壳模型，并对其的振动特性进行了实测。首先基于不完备测点的实测模态数据对初始模型进行了修正，然后通过对其发生单杆损伤和多杆损伤的五种工况及螺栓球节点松动工况下的损伤识别，对本文所提出的螺栓球节点半刚性的模型分步修正方法、面向子结构的损伤识别方法的有效性进行了试验验证。结果表明，所提出的方法均是可行的，并具有较高的效率，为这些方法的实际应用提供了有力的试验依据。 (5)深圳大运会主场馆钢屋盖结构健康监测研究深圳市大运中心体育场钢屋盖结构体系为单层折面空间网格结构，该工程属于创新的结构体系，传力路径曲折，受力复杂，且深圳是海滨城市，每年台风肆虐。要求在运营阶段进行监测，及时发现结构响应的异常、结构损伤或退化，确保结构安全。本文首先对2012年第8号台风“韦森特”期间的应力应变、位移变化情况进行了分析对比，然后采用本文所提出的改进功率谱算法对有、无台风时刻的模态数据进行了分析对比，最后采用本文的损伤识别方法对其安全性进行了评估，结果表明钢屋盖在台风前后受力状态无明显改变。从而进一步验证了改进功率谱算法及损伤识别方法的有效性及工程应用价值。