重大土木工程结构的可靠性对社会、经济有重要的影响,正确评定结构的实际性态,是结构可靠工作的基本前提。对于工程结构,容易实现量测的是结构动力响应。利用结构动力响应识别出的结构模态参数或物理参数,进而可以建立结构模型,评价结构性能。本文首先利用基于峰频带通信号希尔伯特-黄变换(Hilbert Huang Transform,简称HHT)的模态参数识别方法辨识出了两端弹性转动约束轴压柱的前三阶固有频率;然后通过解析法和有限元法建立了柱的动力学方程,并利用试验模态分析得出的固有频率确定了柱的边界转动刚度及其随压力变化而变化规律。具体的研究工作如下:(1)对基于HHT的结构模态参数识别理论进行了深入的研究,提出了基于峰频带通信号HHT的结构模态参数识别方法,并在MATLAB平台编制了相应的计算分析程序。首先利用傅里叶变换得到信号的自功率谱,以确定结构固有频率的大致分布区间;然后采用巴特沃斯带通滤波器对信号进行滤波处理,得到包含各峰值频率在内的带通响应信号;最后对带通信号进行HHT以识别结构模态参数。(2)在试验室环境下,对一根两端弹性转动约束轴压工字钢柱进行了试验模态分析。利用锤击脉冲法测得三个点的加速度响应信号,运用本文提出的基于峰频带通信号HHT的模态参数识别方法,识别了试验柱的前三阶固有频率。试验结果表明,本文采用的峰频带通滤波技术和去端点法较好地解决了HHT的模态混叠现象和端点效应,提高了算法的可靠性和模态参数识别的精度。(3)从能量原理出发,推导出了两端弹性转动约束轴压柱横向振动的频率方程,并从该方程演化得到了两种极限边界(简支和固定)下柱的频率方程。根据得到的频率方程绘制了在不同压力下的频率系数β和转动刚度系数η的β?η曲线图,研究了边界条件,轴向压力,剪切变形以及转动惯量等参数对固有频率的影响,得到了一些相关规律。详细地阐述了如何利用柱的固有频率来确定其边界条件的理论,并利用这一理论对试验柱的边界条件进行了识别与验证,取得了较好的效果。(4)建立了两种极限边界(简支和固定)和弹性转动约束边界下的轴压柱ANSYS有限元模型,利用后者对解析法模型下识别出的边界条件进行了验证。