结构健康监测作为结构安全评定的一个重要手段，在各类大型复杂工程结构中应用越来越广泛。考虑到建筑结构在外部荷载作用时，不同测点处的结构响应存在着相互关联，充分认识和利用测点之间的关联性规律，以对健康监测系统进行有效的数据挖掘及数据融合，为结构安全评定提供更全面及可靠的监测信息。本文依据测点响应信息之间的关联性分析，对传感器优化布置及故障诊断进行了相关的研究。为降低测点之间的冗余性，使不同位置处的监测信息尽可能保持独立，让有限测点发挥最大作用，为结构安全评定提供全面信息，本文研究了基于关联度的传感器优化布置方法。根据有限元分析结果及关联度计算公式计算所选待定测点之间的关联度，建立关联度矩阵；对关联度矩阵进行二元处理，设定关联度阈值，以得到等价关联度矩阵；采用键能算法对等价关联度矩阵进行矩阵变换，以达到对待定测点进行分组的目的；根据两两之间平均关联度最小的传感器优化布置原则，确定传感器数量及位置分布；采用衡量冗余度的相关信息熵对传感器优化布置结果进行验证，以验证方法的有效性。准确的测量信息才能有效地反映结构的响应，为保证结构安全评定的可靠性，本文研究了基于关联度的传感器故障诊断方法。选取历史正常监测数据作为故障诊断前的参考数据，计算测点的关联度矩阵，采用二元变换及键能算法对测点进行分组，获得测点之间的关联性信息数据库；选取适当长度的滑动时间窗，利用参考数据计算测点之间随滑动时间步变化的关联度向量，进而求得偏离平均关联度的偏离率向量，以确定所研究测点任意两点间的偏离率限值；以关联度偏离率限值为依据建立故障诊断函数，采用有限元模型仿真故障的识别实验验证了方法的有效性，并讨论了噪声对测点关联性的影响。选用深圳湾体育中心结构健康监测系统中的三类应力测点为研究对象。对每类应力测点进行关联性分析，获得了测点间关联性强弱的数据信息，分别在三类应力测点中的其中一个测点，加入输出恒定值、漂移及周期性干扰信号以仿真故障测点，采用本文提出的基于关联度的故障诊断方法验证了对于含有噪声的实测数据分析的有效性及实用性。