国内几座有名大头坝在施工、运行期间分别出现了不同问题。比如：新丰江大头坝在1959年水库蓄水后不久，库区发生有感地震，1962年3月19日发生M=6.1级强震时造成大坝头部裂缝。可见对大头坝的强度的计算，及地震作用下大坝的可靠度的分析有着重要意义。本文讨论了大头坝的计算方法 。大头坝由于其独特的形状，本文采用AUTOCAD建模再运用超单元理论的剖分原理对大头坝进行了剖分。再由剖分的单元，结点进行有限元的分析，计算。并在此基础上，采用一维悬臂梁法、拟静力法、反应谱法分析了大头坝的动力响应，得到了地震作用下，大头坝的动位移、动应力。结构的动力可靠性是指：在动力荷载作用下，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的可能性。结构动力可靠性是用动力可靠度来度量的。在工程结构设计中，要考虑的动态作用主要有地震，强风，波浪力等，这些作用不仅在事件发生的时间和空间上是随机的，而且每次事件作用的强度随时间的变化规律也是随机的。结构动力可靠性理论是一门新发展起来的结构动力学分支，它用结构动力学和概率论相结合的方法来研究结构在动力随机荷载作用下的可靠性及相应的设计方法。本文主要研究在地震作用下大头坝的动力可靠性，在计算中还考虑了随机变量的变异，相关，截尾对其可靠度的影响。结构的优化设计是把数学上的最优化理论结合计算机技术应用于结构设计的一种新型设计方法。它的出现，使得设计者能从被动的分析、校核，而进入主动的设计。尽管确定性的优化方法目前应用普遍，但是目前已经开始认识到材料性能，构件尺寸以及结构外来作用都是随机的几何量或物理量，而不是确定的单值量。因此，工程最优设计应走出确定性设计，走向不确定性的分析设计。而可靠度的方法和概念则是评价和分析这种不确定性的适当手段，因而将可靠度的方法和优化技术结合起来是得出最好设计的正确途径。本文用基于可靠度下的优化来进行大头坝的优化设计。使得大头坝在稳定、应力、几何等约束条件下达到体积最小，进而达到最低造价。