可靠性优化设计方法是工程结构设计中的一种非常具有优势的设计方法，其中，该方法的求解效率和求解精度是研究的重点。解耦策略是解决结构可靠性优化设计中包含复杂或隐式极限状态、多设计变量、小失效概率问题的一种高效可行的办法，它的关键在于建立失效概率的近似表达式，也就是求解失效概率函数。因此，研究高效求解失效概率函数近似的方法，以及提高优化效率和精度的解耦优化策略对于解决工程结构中的可靠性优化设计问题具有重要的作用。本文围绕上述问题展开研究工作，主要内容包括如下几个部分。　　1.基于失效概率函数的概念，提出一种依据灵敏度信息构建指数函数的方法来快速得到局部失效概率函数的近似，并将获得的失效概率函数与解耦序列近似优化策略相结合对可靠性优化设计问题进行求解。首先，通过求得预先插值点的失效概率和可靠性灵敏度，可求解得到基于一次指数函数（或二次指数函数）近似的局部失效概率函数。这样仅需执行一次（或二次）传统的可靠性评估，就能够得到近似失效概率函数的估计，从而解决了原有方法中可靠性评估的次数随着设计变量的个数增多而迅速增多的问题。然后，通过得到的失效概率函数近似将原可靠性优化设计问题解耦为常规的确定性优化设计问题，接着就可以采用一般的优化方法对其进行求解。最后，结合具体算例验证了所提方法的适用性以及有效性。　　2.在已有的扩展重要抽样方法的基础上提出一种融合策略来求解可靠性优化问题，即在优化过程中，进行第k次优化迭代时，将基于前k次迭代设计点构建的局部失效概率函数估计进行加权融合，以此作为新的失效概率函数来解耦当次的可靠性优化问题。所提策略在解耦优化求解过程中将每次迭代得到的失效概率信息综合地利用起来，从而使失效概率函数局部近似的精度提高，进而使优化迭代次数减少，间接的达到减少计算量的目的。算例验证了所提融合策略的有效性和求解的高效性。　　3.提出一种扩展线抽样的方法来近似求解失效概率函数。所提方法将失效概率函数表达成线抽样中样本加权和的形式，而设计变量对失效概率的影响将被包含在权重系数中，进而只需要抽取少量样本点进行一次传统的线抽样可靠性分析就可以得到局部失效概率函数的近似。接着将其与解耦序列近似优化策略相结合来求解可靠性优化问题，并通过与前两种所提方法的对比，证明了该方法在可靠性分析及设计过程中的高效性。