结构健康监测已发展成为土木工程学科研究与发展的一个重要领域。杆件结构具有易于制作、形式简单、应用范围广的优点,应用于大量实际工程(如火车站、体育场等)中,因此杆件结构的轴力识别具有广阔的应用前景。本文对杆件结构轴力识别问题的研究主要有以下几个方面：(1)通过对Euler-Bernoulli初等梁、初始Timoshenko梁和经典Timoshenko梁三种理论进行对比分析,通过引入变形系数,对转动惯量进行修正,从本质上改变Timoshen-ko梁理论将单元假设为刚体的情况,进而得到了修正Timoshenko梁理论。通过分析对比修正Timoshenko梁与经典Timoshenko梁第一频谱的精确度,对变形系数的取值给出了建议。(2)在修正Timoshenko梁理论的基础上,推导出了包含轴力的修正Timoshenko梁质量阵和刚度阵,建立了受轴力影响的梁自由振动四阶微分方程,全面考虑了剪切变形、转动惯量、以及剪切变形引起的转动惯量的影响,从而推导出基于频率的改进杆件轴力识别方法。在数值模拟过程中采用三种不同的边界条件：两端固支,两端简支,一端固支一端自由,验证了该法的可行性与适用性。该方法仅需测得对象杆件的基频,即可实现对杆件轴力的识别,简易可行,在工程实际中具有一定的实用性。(3)在第三章频率法的基础上,增加了杆件测点模态信息,提出了改进的杆件轴力识别方法。该法不仅充分了考虑杆件的剪切变形、转动惯量以及剪切变形引起的转动惯量的影响,而且考虑了传感器附加质量的影响,进一步完善了杆件轴力识别方法。然后通过MATLAB软件进行数值模拟,提取某杆件的前五阶的频率和模态参数,以此构建特征方程从而识别杆件轴力,从四个方面分析了修正Timoshenko梁相对经典Timoshenko梁识别精度提高的原因,进而通过实验数据验证了该方法的准确性。(4)为了对文中第三、四章中所提方法进行进一步验证,在第五章中,选择了不同状态(空间状态、长细比、宽厚比等)的杆件进行实验室试验,在大连理工大学力学实验室MTS810材料伺服机上进行步进式轴力加载试验,同时测量杆件在脉冲激励下的加速度响应,通过模态分析获得杆件前五阶的频率和模态参数,从而识别了该杆件在不同加载工况下的轴力,有力地验证了所提方法的有效性。基于动力方法的改进杆件轴力识别法突出优点在于无需事先假定杆件的边界条件,识别精度高、适用范围广