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随着我国经济的持续快速发展，近年来建设了大量体育场馆、会展中心、交通枢纽等大型空间结构工程。这些大型公共建筑如发生事故，不仅会导致巨大的生命财产损失，还会带来很坏的社会影响。因此，往往要对这些大型工程进行健康监测，不仅可以对可能发生的事故进行预警，还可以对结构的状态进行安全评定，以保障其安全服役。 结构的健康监测依赖结构的静力反应或动力反应，相对于静力反应。结构的动力反应，特别是基于环境激励下的振动信息会更加丰富。因此，基于结构振动的健康监测是目前主要的研究和应用方向。模态参数识别，特别是在环境激励下的运行结构模态参数识别(OMA)，是大型结构健康监测的一个关键问题，只有准确识别结构模态参数，才能对结构受力性能及其工作状态进行正确评价。 环境激励下测得的结构响应信号是随机信号，而大多时域识别方法，如Ibrahim时域法(ITD)、最小二乘复指数法(LSCE)、特征系统实现法(ERA)等，是以结构的自由响应函数构造数学模型的。随机减量法(RDT)是以一定的触发条件从结构响应中截取若干段时程进行叠加后取平均的方式获取结构自由响应的模态参数识别方法。该方法因其简单实用且具有较好的精度，而被大量应用。不过，RDT处理得到的随机减量特征函数(RDS)受触发条件和所取时程长度的影响很大，进而必然影响最终的模态参数识别结果的准确性。本文对RDT的触发条件、时长的影响规律进行研究，并结合ITD和ERA模态参数识别的结果，对RDT应用中各项参数的选取给出了建议，总结了RDS的评价方法。本文的主要研究工作及成果如下: (1)基于MATLAB平台，将振动信号时域预处理方法RDT，模态参数识别方法ITD、ERA算法编程实现，对3个自由度的振动模型得到了较好的模态参数识别。 (2)基于Cole的RDS精度公式以及RDS方差的计算公式，明确出影响RDS品质的时长、水平触发值这两个因素。给出三个品质评价标准:一是以自由响应为参考的均方误差，二是以相关函数为参考的均方误差，三是各RDS之间的形状变异系数(SIC)。 (3)建立单自由度振动模型，统计分析出了时长、触发水平值对RDS品质影响的规律，并结合ITD法进行模态参数识别，给出了触发水平值以及时长的取值范围。提出了多个触发水平下取均值的RDS获取方式。通过数值模拟算例验证了取值的合理性。 (4)对某体育场罩棚在环境激励下的实测数据进行了分析，得到该工程的模态参数，进一步验证了对采样时长、触发水平取值方式的合理性和有效性。 (5)提出一种适合于非平稳随机过程的触发方式，该触发方式基于传统的水平触发条件，触发得到的随机减量特征的物理意义明确。通过数值模拟算例和实际工程应用，验证了该触发方式的可行性。