目前,国内外有大量的大跨空间结构正在服役。它们的安全服役问题引起广泛关注。大跨空间结构体量非常庞大,即使仅发生局部破坏也会造成严重后果。因此,及时发现此类结构的早期损伤非常重要。利用静、动力测试采集的响应数据来建立相应的损伤识别算法,是监测结构损伤常见的解决思路。由于测试成本的限制,大跨空间结构的现场测试往往只能布置远少于节点数和杆件数的测点。这就导致实测信息非常有限,难以满足大跨空间结构庞大识别规模的求解需求,最终造成此类结构损伤识别的精度较低。因此,需要将少数测点的实测信息扩展至其他非测点来解决测试信息不足的问题。鉴于静力测试直接反映刚度变化且测试精度较高,本文考虑静力测试这一技术手段,围绕大跨空间结构的静力位移扩展进行系统研究。具体工作如下所述。（1）推导了静力位移的近似模态表达式。将动力模态视作自由度空间的一组基向量,则静力位移可以表达为各阶动力模态的线性组合。对于给定荷载,将模态组合系数较大的少数模态定义为贡献模态,则静力位移可以近似表达为少数贡献模态的线性组合。进一步推导发现,在相同荷载作用下,理想结构和具有随机参数偏差的实际结构均可以近似表达为同一组理想结构贡献模态的线性组合。实际结构和理想结构静力位移的变化体现在贡献模态组合系数的变化上。算例表明,静力位移的近似模态表达式是有效的。该表达式仅利用少数贡献模态就能近似表达出结构的静力位移,因此可以将静力位移的监测问题转化为贡献模态组合系数的测量问题,从而为后续研究奠定理论基础。（2）提出一种基于贡献模态的静力位移扩展方法。利用前述静力位移的近似模态表达式,提出一种基于Fisher信息阵的迭代策略来优化测点位置,同时实现贡献模态组合系数的无偏估计。利用贡献模态组合系数的估计值可以快速计算出完整的静力位移,从而实现静力位移的扩展。算例表明:提出的贡献模态法与经典的Guyan法对静力位移的扩展精度相当;当加载点数量大于贡献模态数量时,贡献模态法比Guyan法需要的测点数量更少,这有利于提高现场测试的效率、节约测试成本。（3）提出一种静力位移扩展改进贡献模态法。为了弥补模态截断误差和解决贡献模态数量过多的问题,提出一种将模态补偿策略和模态优化策略相结合的静力位移扩展改进贡献模态法。模态补偿策略将所有的截断模态视作一阶补偿模态,以弥补模态截断误差;模态优化策略通过寻找最佳的虚拟质量分布来减少贡献模态数量。采用三种智能算法来求解模态优化问题。算例表明:粒子群优化算法可以快速找到最佳的虚拟质量分布;在统计意义上,改进贡献模态法所需测点数量比贡献模态法和Guyan法更少,但却具有更高的扩展精度。