对于大跨度结构,即使假定在地震作用下杆件不进入塑性状态,其几何非线性仍有可能较为明显,ANSYS有限元软件的随机振动PSD分析却自动忽略非线性影响,为克服上述不足,本文提出了用Matrix27矩阵单元代替传统的Link8三维杆单元,解决了ANSYS中的PSD分析中的结构几何非线性问题,并验证了使用Matrix27单元所建立模型的正确性。最后利用几何非线性PSD分析方法分析了一正方四角锥网架结构的地震响应,对比分析了Link8模型时程分析法、随机振动PSD法和几何非线性PSD法间的响应差异。结果表明,本文提出几何非线性PSD法得到的节点位移响应介于Link8模型时程分析法与随机振动PSD之间。