研究表明地震动非平稳特性会对非线性结构的地震响应产生不可忽略的影响,非平稳地震动的建模是地震研究的热点。基于此本文提出了一个物理含义明确的地震动演变功率谱模型,并将其应用于网壳结构的随机地震响应分析中。其研究具体包括:首先,考虑地震的断层破裂过程,建立了一种新的非平稳地震动参数化演变功率谱模型。其中断层断裂沿矩形断层对角线传播;时域上,假定地震波传播介质是均匀各向同性的,导出了地震动的包络函数表达式;频域上,采用地震谱模型参数模型和介质传递函数模型描述地震动的谱特征。结合所得的地震动包络函数和频谱模型,确定了非平稳地震动演变功率谱模型的表达式。该模型参数具有明确的物理意义,可通过地震震源几何分析和地震动频谱识别得到。采用本模型利用谱表现方法可以方便地获得的人工地震动样本。之后,为了验证模型的正确性,对1994年的北岭地震实测地震动记录进行了建模,获得了北岭地震实测地震动的演变功率谱模型,模拟地震动样本与实测时程对比表明本研究提出的演变功率谱模型可以准确反映真实的地震动的非平稳特性。最后,利用本模型进行了网架结构的随机地震响应分析。采用SAP2000软件建立了一个三维网架结构有限元模型,并对其动力特性进行了分析。利用谱表现方法模拟获得了100条地震动时程样本,计算了此100条地震样本对应的结构响应。通过对响应进行统计分析在均值和方差意义上获得了网架结构的随机地震响应。本文的研究是时程方法的一个尝试和探讨,也为土木工程结构地震响应分析和抗震设计提供了依据和参考。