土和结构相互作用(soil-structure interaction,SSI)的研究对于土木结构的抗震分析和设计具有重要意义。相同的结构,建造在不同场地上,对地震激励的反应可能截然不同。场地土的存在,一方面放大了基岩的运动,一方面过滤了某些频率的地震波,还改变了结构的自振频率,这些改变是否有利于结构的抗震性能,需要进行详细的研究。传统的刚性地基假设,对于低矮、次要的小型结构来说基本合理,但对于大型复杂结构,如高层结构、大跨度桥梁、核电站、水利工程来说不再适用。考虑土和结构相互作用的动力分析方法,一般包括集中参数法,整体分析法,和子结构法。子结构法由于在缩减自由度、节约计算成本方面存在着较大优势,被学者们广泛应用和研究。本课题组利用子结构法的思想,提出了考虑土-结构相互作用的耦合算法,将频域的基础动力刚度转化为时域表达,并将其引入结构的时程分析框架中。该算法在减小整体有限元模型带来的较大计算成本的同时,既考虑了基础和土的性质对上部结构的影响,又可以反映上部结构的非线性行为。本文基于该耦合算法,对某一实际32层钢框架-混凝土核心筒高层结构进行地震动力响应分析,从基础运动的角度研究土-结构相互作用对该结构的影响。分析结果表明,大型复杂结构的动力分析,将自由场运动作为结构的输入并不完整,而应当考虑基础的平动和转动,尤其是因地震引起的基础转动,需要引起工程上的重视,在越软弱的地基上,基础的转动越不可忽略。另一方面,在利用子结构方法分析土-结构体系时,基础的动力刚度的求解,是该方法的重要步骤之一,因此概念清晰、实用的方法计算基础的动力刚度,对实际工程有重要意义。有限元方法作为工程应用最广泛的数值方法,应当能够单独用于求解基础动力刚度。本文提出用有限元结合人工边界的方法进行求解,对有限元模型的刚性基础直接输入不同频率的单位简谐荷载,得到对应频率的基础刚体位移,再通过拟合稳态位移的幅值和相位角,进一步得到刚性基础的动力刚度。本文用提出的方法计算了长方体刚性基础的动力刚度,并与文献结果对比。结果表明,动力刚度的实部即刚度项吻合较好(最大仅相差5.4%),而因为对土的阻尼假设不同,相比之下虚部即阻尼项差别较大(最大相差]0.0%)。该研究可能为实际工程求解动力刚度提供参考。