结构可靠性定义为结构在规定时间内和规定条件下,完成规定任务的可能性。由此可见时间是影响结构可靠性的一个重要因素。实际工程中,结构因腐蚀、磨损或老化等因素,会出现性能随时间延长而衰减情况。此外,结构往往承受随时间变化的随机动载荷。这两个因素使得结构的响应随时间的变化而变化,结构的可靠度随时间的延长而降低。然而传统的静态可靠性分析忽略了时间这一重要因素,导致模型过于简化,所计算得到的静态可靠度过于乐观,存在安全隐患。为此,更符合工程实际的时变可靠性分析得到越来越广泛的关注。考虑整个设计基准期内结构的时变可靠性对改进结构设计以使其在设计基准期内实现预期性能具有重要意义。虽然时变可靠性分析方法在近十年内发展显著,众多各具特点的方法相继被提出,但方法在精度、效率、适用性和鲁棒性等方面仍存在诸多挑战。为此本文围绕结构单元及结构体系的时变可靠性问题展开研究,力求为结构时变可靠性分析的发展做出一些有价值的探索。本文基于经典的一次二阶矩法（FORM）,以将时变功能函数转化为等效正态向量或等效高斯过程为主要思路展开研究,主要研究内容如下:（1）提出了一种改进的基于过程离散的时变可靠性分析方法。首先,通过时间离散将时变功能函数转化为一系列瞬时功能函数。其次,使用FORM对各瞬时功能函数进行可靠性分析从而将它们转化为一个等效正态向量。再次,根据FORM分析的结果,详细推导等效正态向量的自相关系数矩阵。最后,通过一次多维高斯积分获得结构的时变可靠度。（2）提出了一种基于PHI2的体系时变可靠性分析方法。首先,提出了基于差分法的串联、并联和混联体系的跨越率模型。其次,使用FORM将体系跨越率模型中的瞬时功能函数转化为等效正态变量,并推导各等效正态变量之间的相关系数矩阵。再次,使用多维高斯积分计算体系的跨越率。最后,使用马尔可夫过程模型将体系跨越率转化为体系的时变可靠度。（3）提出了一种基于改进过程离散的体系时变可靠性分析方法。首先,将结构体系中各单元的时变功能函数离散为一系列瞬时功能函数。其次,使用FORM对各瞬时功能函数进行可靠性分析从而将它们转化为一系列等效正态向量。再次,根据FORM分析的结果,推导等效正态向量的自相关系数矩阵和互相关系数矩阵。最后,根据体系的拓扑结构,通过多次多维高斯积分获得体系的时变可靠度。（4）提出了一种基于等效高斯过程的结构平均寿命分析方法。首先,使用自适应学习克里金模型和FORM将时变功能函数高效地转化为一个等效高斯过程。其次,使用最优线性估计展开法对获得的等效高斯过程进行系列展开。再次,对等效高斯过程进行随机采样,并使用样本计算结构的时变可靠度函数。最后,通过梯形公式将时变可靠度函数转化为结构平均寿命。