在传统的钢框架结构设计中,人们通常将梁柱节点连接假设成完全刚接或理想铰接,以方便计算。事实上,大部分梁柱节点的连接性能介于两者之间,属于半刚性连接节点的范畴。随着半刚接钢框架的迅速发展,人们己对半刚接钢框架的静力、动力特性等方面进行了深入的研究和探讨。以上这些关于半刚接钢框架的分析研究都是在确定性分析的基础之上。然而,确定性分析方法在许多方面难于像非确定性分析方法那样可以更深层次地揭示结构参数的变化对结构响应的影响程度。因此,引入可靠度理论,从概率论的角度出发研究探讨结构的各随机变量对半刚接钢框架的系统强度、系统刚度和系统稳定性可靠度的影响程度,找到对可靠度影响较大的因素,为合理设计提供理论依据。本文的主要研究内容如下:　　 1.针对一次可靠度迭代算法在某些情况下有可能不收敛,提出了一个修正的迭代公式,进一步完善现有的一次可靠度算法,该方法具有较好的收敛性,拓宽了原方法的适用范围。　　 2.推出了半刚性节点梁元的局部坐标下的单元刚度矩阵,并对半刚接梁元的固端力进行了修正；同时推出了半刚性节点梁元失效后,等效节点力的公式及减缩刚度矩阵,并将等效节点力和减缩刚度矩阵的影响体现到结构失效的分析过程中。　　 3.对半刚接钢框架的系统强度可靠性进行了分析。应用分枝限界法搜索半刚接钢框架的主要失效模式,采用并联算法确定半刚接钢框架各个失效历程中阶段失效模式的极限状态方程。通过计算验证了分枝限界法是识别系统主要失效模式的高效、精确的算法。随后,通过PNET方法确定了半刚接钢框架结构的系统失效概率。　　 4.考虑结构的外荷载及半刚性连接刚度的随机性,将梯度优化法与随机有限元法相结合,探讨了半刚接钢框架系统刚度可靠性。研究了连接刚度变异时半刚接钢框架结构系统刚度可靠度的变化规律,以及在不同框架几何参数情况下的结构系统刚度可靠度的变化规律,建立了半刚接和刚接框架系统刚度可靠度之间的关系,为直接预测半刚接框架系统刚度可靠性奠定了基础。　　 5.探讨了半刚接钢框架系统的强度、刚度耦合的失效模式,基于强度主要失效模式计算在单元截面相继失效历程中的强度和刚度失效模式之间的相关性及其交集失效概率,该方法比通常考虑单一失效模式(强度或刚度)的结构系统可靠性分析更逼近真实情况。　　 6.分别对单层单跨和多层多跨有侧移和无侧移半刚接钢框架进行了弹性稳定性分析,建立了结构系统失稳的极限状态方程,研究了各种随机因素变异时半刚接钢框架稳定性可靠度的变化规律。　　 7.研究了结构失效模式可靠度对随机变量的敏感性,并用PNET法分析了结构系统可靠度对随机变量的敏感性。通过算例,对影响半刚接钢框架系统可靠度的多个随机变量进行了敏感性分析,总结出半刚接钢框架系统可靠度对随机变量的敏感性规律。　　 8.对半刚接钢框架进行了基于系统可靠度的优化设计。应用基于结构系统可靠度的连续变量优化的最佳矢量法,并结合分组圆整法,从连续最优解得到更好的离散截面优化解,确定型钢截面型号。