空间网格结构是一种新型结构体系,近三十年来在国内外得到迅速发展,愈来愈广泛地应用于各类公共建筑领域,成为国家或地区建筑科技进步水平高低的象征。然而,其兴盛背后也存在着安全隐患。许多工程事故分析表明,构建一套适宜于空间网格结构的安全性评价方法与标准,已经成为关注的焦点和亟待解决的课题。既有的结构安全性评价研究与应用成果多针对砖混结构、混凝土结构,空间网格结构尚处于起步阶段,很多方面有待于进一步深化研究。鉴于此,本文以国家自然科学基金项目《西北地区空间网壳-钢筋砼结构破坏机理及减震体系研究》(51068019)课题为依托,在分析空间网格结构损伤机理的基础上,通过理论分析、数值模拟和实例论证,对空间网格结构的损伤识别及其安全性评价方法进行了较为系统的研究。本文研究的主要内容如下:(1)通过对空间网格结构的结构特点、损伤类型与破坏形式的分析,给出了在役空间网格结构安全性控制的数学模型,以及在役空间网格结构安全性控制的主要对象、安全性控制参数与计算方法;(2)通过对既有传感器优化布置方法和空间网壳结构内力分布规律、结构损伤特征以及其结构健康监测工作方式分析,提出了适宜于空间网格结构传感器布置方法、损伤参数及其识别方法;(3)建立了空间网格结构不同类型构件截面积与结构荷载因子之间的计算模型,提出了确定此类结构杆件的权重计算方法,以及空间网格结构稳定性与结构构件(包括节点)之间权重分配方案和量化标准;(4)基于FUZZY数学综合评价原理,对既有模糊综合评价方法涉及的隶属函数和权重指标、综合评价数学模型、评判指标等问题的研究,结合空间网格结构特点,给出了空间网格结构的安全性评价程序、评价等级划分标准以及综合评价方法。研究结果表明:(1)在役空间网格结构的安全性评价,其结构荷载模型、荷载效应组合方式应按照现行结构设计规范执行,结构抗力模型可以主要考虑几何参数和计算模式因素的影响;(2)在役空间网格结构的安全性需要从结构杆件、节点、结构稳定性三个方面加以控制,以现行结构设计规范为标准进行验算,其中结构杆件(包括节点)可以用构件内力作为控制参数,结构稳定性可以用结构承载力为控制参数;(3)可以分别采用静态应变分析法和基于动能原理的有效节点法,对空间网格结构及杆件基于损伤识别的传感器布置进行优化; (4)可以采用结构杆件损伤前后应变差值确定空间网格结构杆单元的损伤位置与损伤程度;以连接域面积为变量,采用杆件内力变化差为损伤参数,识别杆件节点的损伤位置与损伤程度;以结构损伤前后的节点位移与结构承载力之积的比值作为损伤参数,识别结构整体的损伤程度;(5)在安装与使用过程中,结构监测系统的仪器设备应采取有效的防范措施;健康监测系统的智能化程度,传统检测方法和现代传感技术的综合利用,是提高结构损伤识别精度与安全性评价效果的基本方略。通过K6型单层网壳试验模型和甘肃省庆阳体育馆大型复杂网壳结构工程实例的系统监测与安全性评价,验证了本文针对空间网格结构提出的损伤识别方法及其安全性评价方法的简便性和有效性。