土木工程建设不仅需要国家的大量投资,而且其产生的效应往往要延续百年,对国家的现在和未来都产生重大影响,桁架结构也更是如此。由于构件材料存在初始缺陷以及受到载荷与环境的共同作用,结构在经过长时间的使用或遭受某些自然灾害后,通常会产生一定程度的损伤。研究发现,目前,我国有大量的建筑结构处于带病工作状态,尤其是处在恶劣环境中的钢筋混凝土结构,更容易发生严重的损伤;有些构件的抗震设计不达标,安全性能有先天不足,这些安全隐患若不及时排除将会造成更大的事故。因而,定期对构件实行损伤诊断与健康监测,及时找出构件的损伤,并且对受损结构实施评估已然成为土木工程行业发展的一个重要领域。本文利用现有的空间桁架结构模型,通过理论分析与试验手段对结构的损伤进行了识别与研究分析,主要内容有:1、介绍了空间桁架的有限元计算方法,并对试验所用空间桁架模型构建的编程思路作了详尽地展示。2、引入了一种考虑到静力测试数据的随机结构损伤诊断方式,并应用统计学的方法研究了外力作用下空间桁架结构的模型误差与测量噪声误差。利用随机有限元法和静力凝聚法原理求解空间桁架结构的各个杆件单元的损伤指数统计特性,给出了每个杆件单元损伤概率的估算方法。3、重点采用试验手段,对空间桁架简支结构模型实行了损伤诊断研究。分别在桁架模型的第4、6、14单元换上存在损伤的圆形实杆,测得桁架构件中间六个节点的竖向挠度值,每次试验测6组数据,并利用课题组提出的损伤识别算法得出损伤指数均值和损伤概率指标图,通过试验分析所得识别结果与真实损伤情况吻合,从而对本文的空间桁架统计损伤识别方法进行了验证。4、为了提高损伤识别效果的准确度和稳定性,本文发展出了一种改进后的随机结构损伤新方法。这种方法的思想是将已判断出的损伤概率较小的杆件视为无损伤的杆件,然后重新调整杆件单元的损伤指数均值和标准差,反代回控制方程中进行损伤识别。由识别结果可知,改进后的方法能更为有效地诊断出构件的损伤,同时能减少误判的可能性,识别精度得到了很好的提升。