光纤光栅传感器由于具有许多不可替代的优点,现已被广泛应用于结构的健康监测当中。本文作者将光纤光栅传感器应用到了沈阳文化艺术中心音乐厅的健康监测当中。该音乐厅为大跨空间结构而且受力情况比较复杂,因此其为很具有代表性的特殊建筑。在近两年的时间里,在各施工阶段内对音乐厅关键部位的应变和温度进行了监测。通过分析这些监测数据,可以掌握结构的受力状态并判断是否需要对原设计进行变更或对施工工艺进行调整。为了进一步验证结构在正常使用阶段的安全性和舒适度,还在一场有观众观看的测试演出过程中对音乐厅部分进行了持续的监测。监测的结果与预期一致。本次沈阳文化艺术中心音乐厅监测工程验证了光纤光栅传感器在复杂特殊建筑中应用的可行性与优越性,为今后类似工程提供了经验。为了弥补传统光纤光栅应变传感器只能测得轴向应力、应变而不能探测测点空间受力情况的缺陷,作者开发了三维空间光纤光栅传感器。该传感器是由6个光纤光栅应变传感器、1个光纤光栅温度传感器、1个金属框架和一些附属构件通过一定的方式组合而成。通过对七个传感器共同工作得出的数据进过计算处理可以得到测点空间主应力、应变和最大切应力、应变的大小和方向。为详细说明该测量原理与计算方法,本文引入了一个三维空间应力、应变求解算例。作者还制作了一个三维空间光纤光栅传感器实物,验证了其构造的可行性,为以后其大量应用到实际工程提供了原型。该传感器不仅可用在对混凝土构件的监测中,在其他很多材料的内部仍可用其探测三维空间的应力、应变情况。考虑到三维空间光纤光栅传感器的实用性,作者基于LabVIEW2013开发环境,对空间应力、应变求解的计算过程进行了编程,并且开发了基于光纤光栅传感器的三维空间应力、应变计算与显示系统。通过对该系统的测试,证实了其运算具有很高的速率与精确度。该系统的建立为三维空间光纤光栅传感器的应用迈出了重要的一步。