在实际工程结构系统中广泛地存在着各种各样的不确定性，为了提高结构在不确定性环境下的性能，本文在已有研究的基础上，开展了不确定性因素作用下结构系统的可靠性方法研究，主要内容如下：1.通过对局部Monte Carlo方法的深入研究，发现并纠正了原方法中的不足之处。通过在局部Monte Carlo方法中引入β球，减少了安全域样本点极限状态函数的计算，建立了改进的局部Monte Carlo方法，提高了局部Monte Carlo方法求解失效概率的效率。2.为给工程设计人员提供含非概率不确定性的结构更加全面的设计信息，建立了非概率不确定性环境下结构的局域灵敏度与全局灵敏度分析模型。局域灵敏度分析反映的是非概率可靠度指标对区间变量参数的敏感程度，而全局灵敏度反映的是区间变量在整个取值范围内对非概率可靠度指标形状和位置的影响程度。文中针对两种灵敏度分析模型分别建立了高效的求解方法，以使之适用于工程实际问题。3.针对主观不确定性和客观不确定性同时存在的情况，将输入变量空间划分成含有区间变量和随机变量的互斥焦元，然后基于随机-区间混合模型，建立了主、客观不确定性同时存在情况下的可靠性分析新方法。该方法采用信度和似真度来度量混合不确定性结构的安全，通过获得结构响应的信度函数和似真度函数，工程设计人员可以辨识主、客观不确定性对结构响应的影响，进而指导结构系统的优化和设计。4.针对输入变量含有随机变量且分布参数具有不确定性和非随机变量的结构系统。通过等概率转化的思想将随机变量的分布参数不确定性和变异不确定性进行分离，并将随机变量的分布参数的不确定性和非随机变量采用区间模型来描述，建立了统一的混合可靠性分析模型，并基于Kriging代理模型建立了高效的求解方法。5.为了分析主、客观不确定性变量同时存在情况下的输入变量内部区域对结构失效概率的影响，本文提出了主、客观不确定性变量对失效概率的区域灵敏度分析技术，并分析了所建立的区域灵敏度的重要性质及在实际工程的适用性。该区域灵敏度分析结果可以指导工程技术人员有针对性的进行设计来减小结构失效概率，为结构系统的优化和设计提供有用信息。6.通过对模糊输入变量的隶属水平合理地引入[0,1]区间均匀分布的概率转换模型，分别建立了只含有模糊变量以及同时含模糊与随机变量结构的可靠性模型。对于不同模糊变量的隶属水平服从同一[0,1]区间均匀分布的情况，研究了所建立的模糊可靠性模型与传统分析方法的关系，进一步揭示了当不同模糊输入变量的隶属水平为相互独立均匀的[0,1]区间分布变量时所建立的模糊可靠性模型的合理性及包络性。所建立的基于概率视角的模糊可靠性分析模型能够挖掘更多有用信息，从而更客观地反映模糊不确定性的本质。7.针对只含模糊变量的不确定性结构，建立了模糊变量对失效概率影响的重要性测度指标。所建指标定量化表征了模糊变量在隶属水平内变化时对模糊失效概率的平均影响。利用失效概率重要性测度与相应的失效域指示函数方差重要性测度的关系，建立了模糊失效概率重要性测度求解的态相关参数(StateDependent Parameter, SDP)方法。