冷却塔是火电厂以及核电站的重要组成部分。装机容量的不断增大使得混凝土双曲冷却塔趋于超大型化,进而导致冷却塔结构的抗震性能开始被重视起来。另一方面,由于冷却塔特殊的服役环境(高温度,高湿度),使其面临着比一般建筑更为严峻的混凝土保护层碳化以及钢筋锈蚀等耐久性问题。鉴于此,本文旨在揭示抗力衰减对既有大型冷却塔地震灾害下的可靠性影响,评估不同场地类型、不同设防烈度下既有大型冷却塔的抗震可靠度水平。本文主要考虑既有冷却塔在服役期由于混凝土碳化和钢筋锈蚀引起的一系列耐久性问题,在已有的碳化深度预测模型和钢筋锈蚀速率模型的基础上,对冷却塔进行抗震可靠度分析。首先,基于已有的研究,开展地震作用下冷却塔结构失效模式研究,最终选取X-支柱顶部钢筋受拉屈服为结构失效。参数分析表明,锈蚀引起的钢筋截面面积减少对冷却塔的地震响应有着明显的影响。考虑混凝土碳化和钢筋锈蚀模型参数的随机性,采用数论选点法,分析了冷却塔100年服役期内的随机地震反应及可靠度水平。结果表明:第30年开始钢筋锈蚀对冷却塔结构的可靠度才出现明显的影响,且随着时间的推移,结构的失效概率增大。最后,基于首次超越破坏机制及Cornish-Fisher展开,得出冷却塔100年服役期不同工况下的抗震可靠度。结果表明:结构在Ⅰ类场地以及Ⅱ类场地的7度设防地区,结构失效的概率很小;Ⅱ类场地的8度设防地区以及Ⅲ类场地7度设防地区,在70年以后结构失效概率增大;Ⅲ类场地的8度设防地区在50年以后结构失效概率显著增大,因此需要对建设于8度设防区场地条件较差的冷却塔进行更多的安全储备。