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结构的可靠性是衡量工程结构质量与安全的重要指标,因此可靠性理论、方法与应用是科学研究和实际工程中的重要课题。结构的可靠性分析和优化设计是可靠性理论的重要组成部分,对结构的可靠程度和使用寿命有着决定性的影响。目前对于简单的显式功能函数的可靠性分析方法已经较为成熟,但在实际工程中,结构的功能函数通常为隐式和非线性的,此时使用传统的可靠性分析方法可能出现效率低或不收敛的情况。针对该问题可以引入代理模型方法代替实际的功能函数进行可靠性分析。与此同时,随着计算机技术的迅猛发展,以Grasshopper为代表的一系列参数化建模软件在建筑设计领域得到了广泛的应用,将参数化建模技术与可靠性方法相结合可以显著提高对实际工程结构进行可靠性计算的效率。因此,本论文主要内容如下:(1)介绍了结构可靠性的基本理论与计算方法。主要包括结构的极限状态与功能函数、失效概率与可靠指标等概念;传统的可靠性计算方法如一次可靠度方法、Monte Carlo模拟方法和基于代理模型的可靠性分析方法。其中支持向量机方法是一种以数理统计理论为基础的机器学习方法,对于小样本问题有良好的学习和预测能力,因此本文以支持向量机为基础开展研究。(2)基于支持向量机理论提出了一种高效精确的可靠性分析方法。本文在已有的自适应支持向量机方法的基础上,对其搜索方法进行改进,并提出新的加点准则,与Monte Carlo模拟方法相结合,从而提出了基于改进自适应支持向量机的可靠性分析方法,并通过多个数值算例验证了所提可靠性分析方法的精度和效率。(3)将所提出的可靠性分析方法和商用有限元软件SAP2000集成到参数化建模软件Grasshopper中,以对工程结构进行可靠性分析。首先基于Grasshopper的用户开发功能,使用OAPI工具将Grasshopper与SAP2000相连接,实现结构参数化模型与有限元软件的交互,然后以开发插件的形式集成所提出的可靠性分析方法。通过对实际结构的可靠性分析验证开发的可靠性分析平台的正确性和有效性。(4)将序列近似规划方法集成在Grasshopper之中,以实现对工程结构的可靠性优化设计。基于Grasshopper开发的可靠性分析和优化设计平台,利用参数化建模技术可快速方便地建立结构几何模型,使用开发的运算器插件进行结构随机参数信息的添加与可靠性计算流程的搭建。通过数个结构算例展示了该平台具有良好的工程应用前景。