工程结构在复杂的服役环境中常会遭受各种损伤，从而引起灾难性事故的发生。因此，研究结构的损伤识别问题对结构的安全性具有重要的实际意义。目前国内外对于损伤识别指标的构造，有两种主要的思路。一是利用基准有限元模型，结合有限元更新法和模式匹配法识别损伤（有模型法）；二是不需要基准有限元模型，直接利用结构模态参数或响应的改变来识别结构的损伤（无模型法）。通常情况下，实际结构的基准有限元模型和模态参数不容易得到，抑或精度不高，这就限制了有模型法在实际工程中的应用。因而，无模型法逐渐引起研究者的重视，尤其是其中的时域法直接利用响应数据构造损伤指标，且理论严密，具有较好的应用前景。在时域法中，随机子空间法是一种基于环境激励响应的时域模态参数识别方法。它概念清楚，理论严密、直接利用时域数据，克服了频域法和时频域法的频率分辨率影响，近年来成为模态参数识别领域的基准算法，广泛应用于大型工程结构的振动特性分析。而在损伤识别领域，随机子空间法的研究尚不完善，有待进一步研究。因此，本文选择随机子空间算法及其识别指标作为主要的研究对象，分析随机子空间算法中加权方式和系统矩阵求解算法对损伤识别的影响，并将其应用在输电塔架结构中，实现输电塔架结构的损伤判定和损伤定位。本文所做的工作如下：1.研究了基于子空间正交特性和基于预测误差指标的损伤判定和损伤定位，针对目前常规采用的奇异值曲线确定随机子空间系统阶次的不足，分别引入了奇异熵理论和稳定图方法进行系统定阶，使系统阶次的选取更清晰，避免了系统阶次选择的随意性。2.随机子空间算法作为一个系统的识别算法理论，其中有多种系统矩阵求解算法及加权算法，以往有部分学者研究了不同的系统矩阵求解算法及加权算法对于模态参数识别效果的影响，而它们对损伤识别指标的影响少有人进行讨论。本文讨论了两种不同的系统矩阵求解算法和三种不同加权方法的计算特性，研究了不同系统矩阵求解算法和加权方法对于损伤识别指标的计算效果、区分度的影响，对比研究表明UPC和PC加权方法对于损伤识别指标的区分度和计算精度是最好的，且最小二乘算法的识别效果优于观测矩阵算法，建议应用随机子空间指标进行损伤识别时采用UPC方法进行加权，采用观测矩阵求解系统矩阵。3.本文运用互补角指标和归一化指标首先判别结构是否发生损伤和严重程度，然后运用预测误差损伤指标判别结构的损伤位置，建立了一套结构损伤判定和损伤定位的两步法。4．考虑到输电塔体系复杂的工作环境，如健康状态和未知状态的测试温度存在差异等。因此本文对输电塔体系在温度变化，及裹冰厚度较大等特殊原因影响下的结构损伤进行了识别，指出特殊因素对基于随机子空间法的指标的影响。