本文对网壳结构多维多点非平稳随机地震响应进行了研究。首先，对已有的多维地震反应分析方法进行了归纳总结。在此基础上，发展了多维随机虚拟激励算法的理论，推导出了考虑多点、非平稳输入时多维虚拟激励法的计算公式。此法计算结果自动包含了振型间及各输入分量间的相关项，理论上是随机振动方程的精确解法，且与传统方法相比可大大减少计算量，非常适合分析大型网壳这种自振频率密集结构的随机地震响应。同时，对多维分析中的地震输入参数进行了系统研究。以最新发布的《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)为基础，提出了地震动随机模型参数的取值。此外，对考虑多点问题时地震波视波速的取值方法提出了建议。基于以上研究，编制了相应的计算机程序。该程序可高效地对大型网壳进行多维随机响应分析，并可精确考虑行波效应和地震激励的非平稳性，其实用性很强。之后，对双层及单层柱面网壳的随机地震反应进行了详细分析。通过比较平稳反应与非平稳反应的关系、多维反应与单维反应的差异等，得了许多有用的结论，并对不同参数变化时网壳地震反应的规律进行了总结。在最后一章，本文研究了多维抗震分析的反应谱法。通过等效原则提出了多维反应谱组合公式，并验证了公式的有效性。本论文研究成果丰富了结构多维抗震理论，而且为实际工程设计提供了有价值的参考。