近年来随着施工技术的进步，新型建筑材料的出现，以及机械及计算机技术在建筑行业的广泛应用，高层建筑的发展具备了良好的物质基础和建设条件，建筑规模和建筑高度一直在不断增加。在建筑结构的设计中，结构抗震分析是一个重要的课题。然而将结构与基础分别独立设计的刚性基础假设方法，已经不能满足实际工程需要，随着现代抗震设计理论的逐步完善，地基土－高层结构动力相互作用的分析方法越来越多的应用到工程抗震分析中。在土－结构相互作用问题的研究中，地基的特性、结构的平面尺寸以及结构的基础埋深等，都对建筑地震反应有着不同程度的影响，可以通过对比分析，找出每种考虑因素对地震反应分析的影响规律，进一步完善土－结构相互作用理论成果。针对这一课题，论文运用数值方法进行了一系列的分析，主要的创新工作与成果有：（1）基于有限元分析方法建立了土－结构相互作用计算模型，选取15层框架结构为计算算例，设定三种不同底面积但周期相近的框架结构，进行地震反应时程分析，为了在三维模型中提高计算效率，使用超单元方法以节省计算时间。通过二维模型和三维弹塑性带桩基模型计算，取得了较为一致的结论，结果表明：由于结构的自振周期与结构的刚度和质量有关，当结构跨度、梁柱尺寸及单位质量相同时，不同底面积结构的自振周期基本相近；考虑相互作用之后，结构自振周期明显增大，此时体系的地震反应不仅与体系本身性质有关，还与土体对结构的约束力大小密切相关。（2）考虑土体与结构相互作用后，在同一种地震波作用下，结构顶层总位移较刚性基础顶层位移有所增大，且随着结构底面积的增大而减小，由基础转动引起的位移随着结构底面积的增大而明显减小，上部结构自身位移，在总位移中所占比例以及平均基底剪力随着底面积的增加而增大。三种不同底面积相互作用体系上部结构的层间位移曲线则有较大差别，上部结构的层间位移峰值小于刚性基础结构的层间位移峰值。土体刚度越大，相互作用影响效果越小，上部结构顶层的位移反应峰值也越小，结构的转动位移和平动位移数值减小。比较不同特性的地震波，不同底面积结构顶层总位移、基础转动、基础平动、结构自身位移和内力的变化规律趋势相同。（3）同一种平面尺寸，结构顶层总位移随着基础埋深的增大而减小，上部结构位移在总位移中所占比例以及平均基底剪力均随着基础埋深的增加而增大。与增加底面积的模型相比较，增加结构基础埋深，对减小结构顶层总位移，特别是减小基础转动的效果更为显著。在不同的地震波作用下，考虑相互作用之后，不同埋置深度结构的最大层间位移变化曲线形状基本一致。层间位移峰值均发生在结构第三、四层附近，且基础埋深最大的结构层间位移峰值最大，但均小于刚性基础时的最大层间位移角值。（4）为了进一步考察在一般情况下改变底面积对土－结构相互作用地震反应的影响，基于抗震设计中反应谱理论，探讨底面积对土－结构相互作用地震反应谱的影响。针对不同场地条件选取一定数量的地震波，建立土－结构整体弹性体系三维数值分析模型进行动力分析，求得上部结构与土体之间交界面上的耦合作用，将此耦合作用与原地震波叠加后，得到上部结构实际受到的考虑了相互作用之后的地震波作用，即为修正地震波，并绘出此修正地震波的反应谱曲线并求得平均值。对影响修正地震波反应谱曲线变化的各种因素进行定性的分析，得出一些规律性结论：由于原地震波特性不同，场地土对原地震波的吸收与放大程度均不相同，但所得修正地震波加速度峰值均有不同程度的减小，且修正地震波平均反应谱曲线峰值也较原地震波减小；结构底面积越大，结构受到土体的约束力越大，修正地震波反应谱曲线峰值越小；同一底面积结构，土体越软，土－结构相互作用效果越显著，修正地震波反应谱曲线的峰值越小。