结构健康监测中传感器数量以及采集的实测数据种类有限的情况,造成结构荷载作用状况和整体响应状况认知受限,尤其是结构形式复杂的空间结构。因此基于有限的实测数据获取结构荷载信息和响应信息尤为重要。本文以珠海歌剧院为研究背景,提出了模拟结构荷载作用方法,施加更新后的有限元模型,获得计算响应,并基于上述方法分别研究了结构响应信息实时获取方法和荷载长期作用下响应特征。具体研究成果如下:基于实测数据的结构整体响应分析方法。温度作用模拟主要考虑结构整体温度水平和温度场的不均匀性。利用Ecotect Analysis 2011计算不同时段太阳辐射累积量并依据累积量差异进行温度分区,结合不同分区温度传感器实测值计算各分区温度代表值。风荷载模拟基于健康监测系统实测传感器和缩尺模型风洞试验共同支持,获得风场的相关参数;表面复杂的结构可进行风场分区,分别计算各分区等效静风荷载。根据结构实际工况,对有限元模型中构件的连接形式信息更新,保证有限元模型能准确反映实际结构性能。将温度作用和风荷载模拟值施加在更新后的有限元模型获取计算响应,对比测点的计算和实测响应并验证该方法的有效性,从而获得准确的非测点响应信息。基于实测数据的环境变化与响应关联分析方法。基于环境变化提出影响因素概念,结构周边环境对结构响应的影响,简化为若干种影响因素并确定各因素取值。基于结构整体响应分析方法,计算各因素不同取值单独作用的结构响应大小和位置,建立响应识别信息库。依据实测环境变化计算响应,与实测响应比较,验证方法的准确性。依据上述方法,将待测环境对结构的作用分解为若干影响因素及取值,对照响应识别信息库分别获取实时响应信息,综合各响应信息得到结构总体响应。长期荷载作用下结构响应特征研究方法。探究引起各影响因素取值变化的环境参数种类,同时得到影响因素取值变化与对应环境参数变化的内在关系;选择合适的数据库并查询历史数据,研究选定的环境参数长期变化规律,基于此规律获得影响因素取值长期变化的关系;利用结构整体响应分析方法,获得荷载长期作用下结构响应特征及变化情况。