超高层建筑在施工期所受荷载与临时支撑体系多变,应变变化过程复杂,在运营期内受到环境温度影响产生温度应力,易对结构产生影响。因此,在超高层建筑的施工与运营阶段布置结构健康监测系统进行长效的结构安全状态评估非常必要。结构健康监测系统大量传感器的数据采集与传输是个耗时的巨大工程,不可避免的会由于设备或者环境因素导致监测数据异常或缺失,进而影响结构安全性能评估的准确性。现有主要的缺失数据恢复方法在应用于超高层建筑缺失监测数据恢复时均存在一定的局限性。本文针对超高层建筑温度与应变缺失数据恢复展开研究,提出了一种高效率、高精度的缺失数据的恢复方法——“有限元独立构件法”。本文以武汉长江航运中心工程为研究背景,开展有限元独立构件数据恢复方法的研究。首先简述了温度效应计算中的热传导分析基本理论以及太阳辐射下建筑结构施加热边界条件的理论方法。然后介绍了项目监测系统概况与有限元独立构件法恢复温度数据的原理,在ANSYS有限元平台上建立了武汉长江航运中心各监测层的边柱和核心筒等核心构件的有限元模型,并利用控制变量法进行参数敏感性分析。经过有限元模型试算得到每个构件确定的材料参数,再对模型施加热边界条件并输入气象参数,从而计算出监测层核心构件的温度场分布。通过有限元独立构件法计算恢复的温度数据与工程实测数据曲线高度吻合,与武汉长江航运中心监测层整体模型的计算结果相比,计算效率显著提高,而且相对误差和绝对误差均明显减小。随后提出了一种结合温度与应变线性关系模型的超高层建筑应变数据恢复方法。基于有限元独立构件法恢复温度数据,再运用偏最小二乘回归法求解出长江航运中心监测层边柱与核心筒的应变数据,从而实现从环境温度到测点温度再到测点应变的数据恢复路径。通过与工程实测应变数据对比验证和与整体模型应变计算数据对比,结果表明本文提出的超高层建筑应变数据恢复方法在效率提高的同时,数据恢复的精度显著提升且不易受数据样本容量大小的影响。