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考虑实际工程中的不确定因素，将工程结构有限元分析与概率设计相结合。以一座存在初始缺陷的双曲线型冷却塔为工程背景，在对缺陷筒壁进行受力分析的基础上，利用ANSYS有限元概率设计PDS模块，采用混合模型分析方法对缺陷筒壁进行概率分析。结果表明，子午向弯矩Mx和环向轴力Ty对初始缺陷较为敏感，初始缺陷的存在使筒壁的失效概率明显地增大，同时混凝土强度是对筒壁子午向与环向内力影响最大的因素。相关分析思路与结果可为复杂工程的可靠度分析提供参考。