随着城市的快速发展，城市交通变得越来越拥挤，人们在充分利用地上空间的同时不断的向地下空间发展，隧道无可厚非的成为地下空间发展的重要组成部分，而城市隧道的开挖不可避免的会对地表建筑物造成影响。本文以重庆市南山隧道为工程背景，为了全面合理的分析各个因素对计算结果的影响，并尽可能减少模拟计算次数，采用正交试验设计法进行数值模拟方案设计，并利用ansys有限元分析软件进行三维弹塑性分析。首先研究地表框架结构无下穿隧道影响时的各种应力-应变情况，为后面的对比分析做好准备。然后研究了当隧道中心线-建筑物轴线的距离（L）、隧道顶部覆土层厚度（H）和围岩级别三种不同因素组合的情况下小净距隧道围岩的位移场及应力场和框架结构独立基础的应力场，得出各工况下小净距隧道围岩的位移及应力和框架结构独立基础的应力变化规律及出现最大位移值和最大应力值的位置，并进行了对比分析。结合隧道围岩的位移场和应力场，研究了小净距隧道上方地表框架结构内力分布情况，从地表框架结构内力分布分析得出框架结构的关键部位（即最危险截面）。研究结果表明：在模拟分析的九种工况中框架结构的关键部位都出现在中间排梁柱节点位置。为了更好的了解小净距隧道开挖对地表框架结构的影响，研究在隧道施工时对地表框架结构建筑物的保护措施，尽量减少隧道开挖对地表框架结构的损害程度，进一步分析了关键部位梁柱节点的应力情况和各因素敏感性程度。研究结果表明，较好的试验方案（即影响最大的试验方案）是：隧道中心线-建筑物轴线的距离L=0m、隧道顶部覆土层厚度H=36m、围岩级别为Ⅳ级。通过敏感性分析，考察框架结构的弯矩、轴力和剪力三个试验指标来分析各因素对框架结构的影响，由极差分析可知，三个因素对框架结构的影响由大到小依次是：隧道中心线-建筑物轴线的距离（L）→围岩级别→隧道顶部覆土层厚度（H）。