由于材料性能、几何参数以及环境作用的不确定性,荷载效应(即结构反应)具有显著的不确定性。据统计,我国70%的结构倒塌是由于对荷载效应的估计误差所引起的。荷载效应的不确定性问题存在于所有结构中,是结构安全性设计和评估的核心问题之一。高可靠性结构体系的可靠度评估困难在于如何识别失效模式和确定荷载效应的联合分布函数的尾部。结构失效模式的识别问题已被研究了很长时间,目前发展出的方法主要有工程准则法、最小荷载增量法、β约界法、分枝-约界法、截止枚举法等。在各自的适用范围内,这些方法的有效性已得到验证。荷载效应的联合分布的尾部计算问题也已被研究了多年,目前常用的方法主要有概率网络评估法(PNET法)、可靠度窄界法、Monte Carlo随机模拟法等。对于高可靠性结构和考虑相关性的复杂结构体系,这些方法均不能给出解析解,而且计算效率和精度均无法达到工程要求。鉴于此,本文考虑高可靠性结构系统的可靠度估计问题,对SGLD模型在构建结构体系荷载效应的边缘分布的尾部及其在结构体系可靠度中的应用问题进行了深入的研究。本文的主要研究内容有:1.基于SGLD的结构荷载效应边缘分布的尾部模型、基于Copula函数的结构荷载效应联合分布的尾部模型、以及模型参数估计方法的研究。2.非高斯荷载作用下结构微小失效概率的估计方法研究。3.基于ANSYS的非高斯荷载作用下结构微小失效概率的估计方法研究。4.高相关性多维正态分布的有效计算方法研究。5.理论研究成果的工程应用分析。基于上述研究,本文研究了基于移位广义对数分布(Shifted Generalized Lognormal Distribution,简称SGLD)和Copula模型(Copula Model)的高可靠性结构尾部估计的参数化方法,发展了基于ANSYS软件的高可靠性结构分析方法,分析了高相关性多维正态分布CDF的计算效率问题。采用本文方法进行的非高斯荷载作用下结构的微小失效概率的研究表明:基于SGLD模型和Copula函数的结构体系可靠度分析方法能够给出结构荷载效应的边缘分布和联合分布的解析表达式,并且能够有效计算结构的微小失效概率。本文的研究不仅建立了高可靠性结构微小失效概率的有效估计方法,而且通过ANSYS软件和高相关性多维正态分布CDF的算法研究,提高了其工程价值和应用范围,具有重要的理论和应用价值。