随着我国经济水平的大力发展,形式多样的桥梁和大跨空间结构逐渐成为各个城市的标志性建筑。杆系结构因其有着受力明确、安装便捷、外观优美等特点,越来越受到设计者的青昧。例如网架结构体育馆中的空心杆,钢管混凝土桥中的吊杆等。在这些重要的建筑结构中,杆件作为其主要受力构件并且多以承受轴力为主,对于这些关键杆件的轴力准确检测对结构整体安全至关重要。近年来经过不少学者的研究,涌现了许多轴力识别方法,并以频率法运用最为广泛。但大量研究表明频率法对于长细杆有着很高的识别精度,但是对于短粗杆识别精度较低,同时当杆件的边界约束条件不确定时也会影响识别精度。部分学者提出了以经典Timoshenko梁理论为基础,同时利用频率和振型识别未知边界下短杆的轴力识别方法。但是该方法将杆件的抗弯刚度通常看作材料弹性模量与几何惯性矩乘积的已知量,而许多研究表明实际工作中的杆件由于受到环境作用自身弹性模量会发生改变,部分杆件中的钢绞线间滑移导致其惯性矩也不同于理论惯性矩,从而使抗弯刚度不再为固定值。因此,本文在前人的研究基础上,进一步研究Timoshenko梁理论,对在未知边界约束条件和未知抗弯刚度下识别短吊杆内力识别方法展开研究。本文首先通过对经典Timoshenko梁理论公式的推导,发现在经典Timoshenko梁理论的偏微分振动方程中,当部分自身参数（面积、长度等）和模态信息确定的条件下,抗弯刚度和轴力在任一阶模态下都存在线性关系。结合前人的研究,构造出Timoshenko梁未知边界约束条件下任一阶模态下的抗弯刚度-轴力线性方程。因为在不同阶模态下轴力与抗弯都刚度相同,提出了一种利用多阶模态信息下杆件抗弯刚度和轴力的线性关系,同时识别未知边界约束条件下短吊杆内力和抗弯刚度的方法。之后通过ANSYS软件对一简支梁模型的数值模拟,提取了简支梁前三阶模态信息,构造了简支梁前三阶下的抗弯刚度-轴力线性关系,任取其中两阶模态下的线性关系识别出简支梁的轴力和抗弯刚度,验证了所提方法的正确性。随后对不同工况（不同长度、轴力）下的简支梁数值模拟识别轴力和抗弯刚度且有良好的识别精度。随后在实验室中对三种不同截面杆件（实心圆杆、空心圆杆、空心方杆）进行轴力试验,发现杆件的实际弹性模量与理论弹性模量存在一定偏差,按照前人的轴力识别方法需要重新在实验前测定弹性模量来得到准确的抗弯刚度。实验结果表明本文所提方法可以不必事先测定弹性模量,对三种不同截面杆件的轴力和抗弯刚度识别均有良好的识别精度。将本文方法与几种常见轴力识别方法进行对比,验证了该方法对于不确定抗弯刚度下的杆件轴力识别的优越性。其后,通过对MATLAB软件的学习,发现MATLAB中的GUI人机操作界面对于杆件轴力识别问题有着独特的应用价值,以此编写了多种轴力识别方法的GUI界面最后利用激光测振仪和高速摄像机对汕头某钢管混凝土下承式拱桥上的短吊杆进行模态测试和分析。将得到的模态信息代入编写的杆件轴力识别GUI界面中进行吊杆内力识别。发现利用GUI识别吊杆内力操作简便,精度较高。