本文针对三层钢框架模型,进行了有限元模态分析,并利用DASP采集及分析系统对该结构进行了多种方法的模态分析,即频域内的复模态导纳圆法、时域内的特征值实现法及随机子空间法进行模态参数识别,并与有限元分析的结果与模态试验分析中三种方法的分析结果进行对比,结果表明有限元分析与模态试验分析结果的较为吻合,说明了模态分析结果的正确性和有效性。本文针对基于频率指纹的识别选用时域内的随机子空间法进行了参数识别,利用稳定图确定模态参数的方法收取结构模态参数。依据模态分析的稳定图和识别出的模态频率,随机抽取小样本数量的频率指纹,利用W正态性检验的方法,证明了识别出的频率指纹服从总体正态分布,结合参数估计中置信域的基本思想,对识别的频率指纹进行不同置信度下的参数估计,确定了频率指纹的单正态总体的置信区间。以确定的单正态总体的置信区间为基础,采用附加质量法模拟结构的损伤,并利用模态置信准则搜索出多种工况中的最不利工况。以完好工况为基准工况,结合搜索出的最不利工况对识别的频率指纹进行双正态总体分布的参数估计,得到双正态总体分布的频率指纹在不同置信度下的置信区间。利用置信区间估计的原理并结合损伤的概念,得出了统计损伤域。针对基准工况和搜索的最不利工况,结合双正态总体的参数估计,得出最不利工况对应的损伤程度的估计区间。结合损伤可靠性的基本原理,推导出基于频率指纹的损伤可靠性的公式,并以此为依据,确定了最不利工况对应各阶频率指纹的失效概率。