高层建筑体系是由上部结构、基础和地基三部分组成的统一体,在外荷载的作用下,三者是相互作用、相互影响的。但是工程界中常规的设计方法普遍将上部结构、基础和地基隔离开来分别考虑。这种设计方法忽略了相互作用的影响,使上部结构实际内力往往与实际情况不符合,其结果往往造成设计不是偏于不安全就是偏于浪费,造成经济上的损失。因此,合理可行的结构和基础设计方法要基于对共同作用问题的全面了解。目前,对共同作用的研究已经取得了一些定性的结论,但由于共同作用整体理论研究的复杂性,仍然有很多问题需要我们探讨和研究。 本文针对差异上部结构目前在基础和地基设计所存在的突出问题,在探讨建立差异上部结构—基础—地基相互作用研究方法的基础上,进行了桩基常刚度和变刚度条件下差异上部结构—基础—地基相互作用的有限元分析,合理地解决了差异上部结构—基础—地基相互作用体系的建模问题,完整地获得了差异上部结构—基础—地基相互作用体系各部分的应力与位移计算结果,揭示了不同桩基刚度条件下差异上部结构—基础—地基相互作用体系的受力与变形特征,明确了对于差异上部结构这一特殊荷载体系,针对上部结构荷载的不同,合理地进行筏基和箱基这类基础及桩基的相应变刚度设计,是在荷载变化处,减小上部结构中的次应力、防止基础筏板的断裂、以及降低基础差异沉降的不可忽视的一环;同时,获得了桩顶荷载和筏板底土反力大小及分布的规律,给出了变刚度调平优化设计实现的方法一外疏内密的布桩方法,分析了影响桩间土分担荷载和沉降的因素,讨论了充分发挥筏板底面土承担荷载,对于土与桩共同承担建筑物的总荷载,改善荷载传递体系,减少桩基造价、减小筏板厚度和差异沉降的有益性。