讨论了地震动的空间变化特性及一些相干函数模型,并对Kiureghian的相干函数模型进行了改进,提出了基于相位差具有非零均值假定的相干函数模型.在对一些典型的谱拟合模型进行分析讨论的基础上,建立了适用于平稳与非平稳、一维与多维等各种情形的统一拟合模型并进行了谱拟合分析.根据不同模型的目标功率谱拟合特性进行了分类,并基于统一模型提出了能有效克服谱拟合缺陷、周期性缺陷的具有分段均布随机频率的拟合模型.根据实际抗震需要,研究了综合考虑场地效应、行波效应、空间相关性、多分量非平稳地震动的拟合方法,并给出一些改进计算效率的方法.还对一维随机过程的平稳与非平稳情形,研究了频率性在拟合模型中的重要性.该文还从工程抗震设计的实用角度出发,给出了基于Clough-Penzien谱的与地震波入射方向、场地条件、地震烈度和震中距有关的平稳谱参数取值.研究了结构平稳响应概率反应谱的计算方法,并给出基于两态Markovian假定下计算结构响应概率反应谱的迭代公式.利用SAP 91对岳阳洞庭湖三塔斜拉桥进行了空间动力特性分析.根据场地实测地质资料,确定了考虑场地效应的平稳功率谱模型参数.对结构进行了考虑三种空间地震作用组合及四种相关性的频域分析,着重研究了空间地震波入射方向与地震视波速对结构响应的影响,并对一些值得重视的现象进行了讨论.此外,基于拟合的空间相关地震波对结构进行了地震时程分析.利用VC++5.0编写了计算结构随机响应的频域与时域计算程序,该程序考虑了拟静力位移影响、场地效应、行波效应、空间相干性损失效应、多分量(平动)激励、以及空间地震波的入射方向等多种因素.程序还实现了SAP 91的数据传递,从而能够利用SAP 91所建立了结构有限元模型和动力特性数据.计算结果直接输出成Matlab 5.2的图形生成程序,从而实现了与Matlab 5.2的数据传递.该文对洞庭湖大桥的响应计算均采用该程序.