基于结构动力响应测量对结构刚度等物理参数进行识别,借此描述结构状态和损伤,评估结构状态与性能,进而对结构进行补强,提升结构的性能是土木工程领域重要的课题之一。实际工程中,结构的非线性特征往往难以用一个准确的参数化模型来描述,另外,结构的动力响应中加速度响应最容易直接测量,但是在结构上特别是一些大型结构上放置众多的传感器来监测所有的结构响应很难实现,因此,利用免模型和部分动力响应识别结构损伤识别的方法更具有一般意义。本文提出了仅结构部分自由度受激且仅部分自由度上加速度响应已知时的结构质量及非线性滞回力识别方法。该方法对土木工程结构在强动力荷载作用后的灾后性能评估具有重要意义。本文的主要研究内容如下:(1)介绍一种基于切比雪夫多项式的多自由度结构非线性恢复力识别方法的基础上,提出了基于扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法,在仅观测结构部分加速度响应的情况下结构非线性恢复力识别方法。(2)通过数值模拟首先验证了扩展卡尔曼滤波算法的多自由度线性系统在全观测和部分观测的情况下结构刚度、阻尼的识别效果;进而验证了该方法在带磁流变阻尼器(Magneto-Rheological damper,简称MR阻尼器)的多自由度系统中仅观测结构的部分加速度响应时对MR参数化模型的识别效果,结果表明在结构刚度、阻尼和质量分布未知时能有效识别结构质量和MR滞回力。(3)提出一种无需结构恢复力参数化模型,仅部分自由度受到激励且仅部分自由度加速度响应测量已知时结构质量分布和结构非线性恢复力的识别方法。利用切比雪夫多项式来描述非线性恢复力,结合无迹卡尔曼滤波算法,在结构刚度、阻尼和质量未知的情况下,实现结构质量和非线性恢复力的识别。(4)开展试验验证研究,在一个四层线性钢框架中安装MR阻尼器来模拟结构的非线性行为,通过观测部分自由度的加速度响应,利用无迹卡尔曼滤波算法对结构的非线性恢复力和结构质量进行识别,并且与实测结果进行对比分析,进一步验证本文提出的在部分自由度加速度响应已知的情况下,基于无迹卡尔曼滤波算法和二重切比雪夫多项式的非线性恢复力和结构质量识别方法的可行性。