在任何工程结构中,载荷、材料特性、几何以及边界条件等总存在着不确定性,为使结构能以较高的置信度达到期望的性能,应在设计中考虑这些不确定因素的影响.传统的处理方法是在确定性优化中对这些变量取保守的值,或者通过引进安全系数的方法来实现.而可靠性设计方法则是以概率论原理来处理不确定性.最近,鲁棒设计的概念非常流行,该文尝试在结构设计中结合鲁棒设计的思想,探讨结构的鲁棒设计问题.鲁棒设计是由日本质量专家田口提出的一种质量改进技术,是一种有效减小产品质量波动的方法,其基本思想是在产品设计目标满足设计要求的前提下,同时使由参量变化引起的产品性能变化也极小.在结构设计中结合鲁棒设计的思想,至少有以下几个方面的优点:一、在现有的工艺水平下,可以提高结构的质量.因为在结构设计阶段,就充分考虑了工艺的影响,这是传统设计方法做不到的.二、可以降低造价.由于设计时对质量有变化的宽裕度,可以考虑用成本低的材料来代替成本高的材料,使产品更具有竞争力.三、可以降低维修费用.因为在设计阶段考虑了结构在服务期间可能遇到的环境变化,因此结构性能稳定,具有很高的可靠性.