自然界中的不确定性会导致只采用确定性的建模方式来分析问题得到不准确的结果,因此考虑到结构材料参数及荷载等不确定性因素的随机有限元法被提出和使用,其中谱随机有限元法(SSFEM)是一种有着良好收敛性的方法,近年来被越来越多地使用,但是随着模型精度的提高,SSFEM的计算量会急剧膨胀,对于现有的计算设备而言是非常大的挑战。针对谱随机有限元计算规模过大的问题,本文首先采用Schur补过程区域分解法求解谱随机有限元方程。该方法将结构划分为若干个子区域,按照谱随机有限元法的方式列出相邻两阶各子区域的扩阶方程,调整自由度排序并分别进行自由度缩聚,利用各缩聚方程进行并行共轭梯度法求得界面随机响应分量,最后回代内部自由度得到全部响应。采用平面正方形板随机响应分析算例证明了该方法能够大幅提高计算效率且随着子区域数目的增加计算效率整体呈现出先提高后降低的变化趋势。针对区域分解法求解谱随机有限元产生的大规模界面方程,本文提出了一种基于区域分解的分层随机有限元法。分别列出高低两阶各子区域的扩阶方程并进行自由度缩聚并求得界面随机响应低阶分量;将各子区域高阶缩聚方程的自由度顺序进行调整并映射到总界面方程并进行拆分,与随机响应低阶分量共同带入分层随机有限元第二个方程得到该方程的右手端向量;调整高阶缩聚方程自由度顺序并拆分,取右下块形成第二个方程的左端矩阵的各子区域对应项,采用并行共轭梯度法求解新生成的方程;整理界面随机响应结果并带入到各子区域扩阶方程中求得全部结构随机响应。该方法将区域分解法计算谱随机有限法产生的较大规模的界面方程转化成了两个较小方程的求解,能够在保证最终结果的精度的条件下大幅降低界面方程求解的效率,进而提高整个模型的求解效率。采用本文提出的方法、基于区域分解的谱随机有限元法、Monte-Carlo模拟分别进行平面正方形板和轴承支座的随机响应分析,结果表明:分层法计算界面方程并不会导致结构响应计算结果产生很大误差;采用分层法计算界面方程会使界面方程的计算时间大幅降低,从而提高整体计算的效率。