随着近年来我国经济的快速发展，大量的高层建筑、超高层建筑得到建造并投入使用。由于这些建筑物结构较高，建筑体型、平面布置复杂，震害经验缺乏，设计没有充分的依据，需要继续进行更多的分析研究。通过在这些高层建筑上布设强震观测台阵，取得结构在强震作用下的反应记录，以建立正确反映结构的计算模型。这不仅对此类结构抗震规范的修改有很大帮助，而且也能促进高层建筑结构设计理论的发展。因此，在高层建筑结构上布设观测强震观测台阵是很有意义和很有必要的。本文首先研究了三种传感器优化布设方法：基于列主元QR分解的改进的逐步累积法、基于列主元QR分解的逐步削去法和基于二重结构编码的广义遗传算法。为了便于对三种方法进行比较，采用统一的优化布设准则：模态置信度准则(Modal Assurance Criterion，MAC)。这三种方法里面，前两种方法是局部寻优的，广义遗传算法是全局寻优的。利用大型科学计算软件MATLAB，对上述三种方法进行编程，并实现了程序可视化，便于操作和应用。然后，在分析已有文献的基础上，重点研究了在高层建筑结构中优化布设强震观测台阵时要考虑的问题，提出了一些适用于此类结构的优化布设准则。优化布设时一般需要考虑自由场测点的选定问题、测点所在楼层的选择问题和测点分向的确定问题。通常选择距离结构1／2～1／3个地震波长、约为1.5～2倍结构物高度的位置作为结构的自由场测点。通过优化方法计算得到楼层测点，再结合结构设备层和避难层的位置选择若干楼层测点。在自由场测点上安装三分向传感器用于记录结构的地震动输入；在选定的每个楼层上，几何中心上安装三分向传感器，其中两个水平分向用于记录结构的平动，竖向分向用于记录结构的竖直振动情况，在相应楼层的两端安装两分向传感器，两个平行于墙体的分向用于分析结构的扭转振动，而相向的两个分向用于分析楼板的变形情况。最后，以大连国贸大厦地震反应观测台阵的布设作为实践。首先建立结构的有限元模型，对结构进行模态分析，然后运用三种优化布设方法对结构进行优化，再结合适用于高层建筑结构的优化布设准则，最后给出三种优化布设方案。通过对它们进行分析比较，给出较优的方案。