混凝土结构是现今工程界广泛采用的一种结构形式,具有使用起来方便、价格较低、耐久性和抗震性能好等优点；由于混凝土材料的特殊性,也存在一些缺点,如自重太大、容易产生裂缝、养护期过长、欠发达地区还未普及等,我们在使用的过程中就是要避免这些缺点,以保证结构安全可靠。其中,反复的疲劳荷载作用会导致混凝土产生裂缝而发生疲劳破坏也是混凝土结构在力学上具有的一个特点,水工混凝土结构也不例外,而且水工建筑物往往要承受地震疲劳荷载的作用,地震荷载产生的应力较高,作用次数较少,很容易发生低周疲劳破坏。低周疲劳破坏的过程是随机的,采用随机有限元法来分析这一随机的疲劳过程是本文的主要创新点。具体工作如下：(1)利用ANSYS参数化高级设计语言APDL对某混凝土重力坝建立三维有限元模型,形成一个包含完整仿真循环过程的分析文件,然后执行该分析文件并进行初始化概率设计,建立概率设计分析的数据库。(2)概率设计方法上选取计算效率较高的混合模拟法(HSM)进行可靠性分析,该方法是基于响应面法的基础上再进行蒙特卡洛抽样计算,因此,可得出功能函数方程的显示表达和可靠度的值。(3)分别将基于有限元的水工混凝土受压低周疲劳计算方法、修正的Miner理论计算方法和HSM方法结合起来计算疲劳寿命的分布规律,分析研究损伤、失效概率、可靠度随地震荷载循环次数的变化规律,最后将两种方法进行比较得出一些有益的结论。(4)验证疲劳寿命和累积损伤的统计分布,并进行灵敏度和相关性分析,查看导致疲劳寿命和损伤离散的原因,分析计算结果是否与试验相符合。(5)将低周疲劳下的水工混凝土强度衰减模型与疲劳可靠性分析中的剩余强度衰减模型相结合,引入随机有限元法分析水工混凝土强度衰减的规律及可靠度变化规律。